Инструменты

Технологический процесс нанесения лакокрасочных материалов. Технология нанесения лакокрасочных покрытий Технологический процесс нанесения лакокрасочных покрытий на автомобиль

Новые строительные материалы и технологии кардинально изменили отношение к отделочным работам, в том числе к нанесению лакокрасочных покрытий. Новый уровень подхода обеспечивается, прежде всего, существенным улучшением эксплуатационных и декоративных свойств, а также расширением видов поверхностей, пригодных для нанесения лакокрасочных покрытий.

Как показывает статистика, основная часть дефектов появляется по причине неправильной подготовки окашиваемого основания. Важно правильно выбрать систему окраски и соблюсти технологии. Самым маловероятным дефектом является некачественная краска.

Чтобы разобраться в нюансах вышеперечисленного, разберемся в особенностях каждого типа возможного дефекта, отметим действия, которые необходимо предпринять во избежание этих последствий.

Подготовка окрашиваемого основания

Перед выполнением работ, надо оценить качество основания визуально, а также обратить внимание на повреждения. Основание может быть выполнено из неорганических и органических материалов, а также иметь плотную или пористую структуру. На бетонных основаниях не должно быть опалубочной смазки. Поверхность основания должна быть чистой и сухой. Если нанесение лакокрасочного покрытия планируется на старое основание, то его надежность можно проверить следующим способом. На старое покрытие наклеивается малярная лента, после чего резко отрывается. Если в результате лакокрасочный материал не оторвется, значит, его прочности будет достаточно.

Оценку проходит и впитывающая способность поверхности. Если вода быстро впитывается, то нанесенные составы (разбавляемые водой) не наберут достаточной прочности. В таком случае поверхность предварительно обрабатывается специальными грунтовками . При выявлении осыпания или неравномерности впитывания, также используются специальные грунтовки.

Выбор системы окраски

От выбора системы окраски будут зависеть сроки службы покрытия. Кроме того, правильный выбор позволит избежать дополнительных затрат.

Выбирая ту или иную систему, обратите внимание на эксплуатационные требования к поверхности, на физические свойства системы и на возможные цветовые решения.

Наиболее популярными системами являются:

Акриловые (подходят практически любые поверхности; имеют богатые цветовые варианты) ;
Силикатные (наилучшая проницаемость водных паров и углекислого газа; цветовая гамма очень ограничена);
Силиконовые (высокая проницаемость водных паров и углекислого газа; высокая водоотталкивающая способность; подходят практически для любых минеральных поверхностей; наилучшие эксплуатационные и декоративные свойства; единственный минус - высокая стоимость).

Нанесение

Для того чтобы покрытие обеспечивала указанные свойства, необходимо чтобы толщина высохшей пленки была равна 100-120 мкм (для площади в 1м 2 порядка 200 мл краски). В случае использования жидкой краски на вертикальной поверхности, необходимо будет нанести порядка 4-5 слоев. Результат можно получить и за один проход, используя высококачественные тиксотропные краски. Краска разжижается при механическом воздействии и густеет в состоянии покоя, более того, при использовании такой краски становится возможным использовать технологию безвоздушного распыления Airless, позволяющая создавать идеальную поверхность.

Подводя итог, следует сказать, что нанесение лакокрасочных покрытий - процесс довольно простой, но у этого процесса есть множество нюансов, о которых было сказано в статье. И чем правильнее будут выполнены все этапы, тем большим будет срок службы. Также это позволит избежать больших затрат впоследствии, при проведении ремонтных работ в будущем.

1. Подготовка поверхности производится с целью удаления дефектов поверхности, заусенцев, грата, создание требуемой шероховатости поверхности. От качества подготовки поверхности во многом зависит качество покрытия, прочность его соединения с поверхностью изделия и декоративные свойства покрытия. В ряде случаев этот этап обладает значительной трудоемкостью.

Для снижения шероховатости поверхности применяют абразивную зачистку, гидроабразивную обработку. Для удаления заусенцев и грата применяется галтовка, электрохимическая обработка и т.д.

Удаление окалины, ржавчины эффективно производится песко- и дробеструйной обработкой, зачисткой иглофрезами и т.д.

Непосредственно перед нанесением покрытия производится обезжиривание, которое проводят в щелочных растворах или в органических растворителях. Процесс обезжиривания значительно интенсифицируется при применении ванн с ультразвуковыми колебаниями растворителя.

В ряде случаев, для повышения адгезии покрытия и поверхности металлического изделия производится специальная химическая или гальваническая подготовка поверхности (фосфатирование, анодирование, оксидирование).

Для усиления защитного эффекта стальные детали перед лакокрасочным покрытием иногда покрывают цинком, кадмием или никелем.

2. Нанесение покрытия В зависимости от заданной структуры покрытия технология его нанесения может включать: грунтование, шпатлевание, шлифование шпатлевки, окрашивание, лакирование и отделку покрытия.

Грунтование производится с целью создания хорошей адгезии с покрываемой поверхностью и последующими слоями покрытия.

Шпатлевание применяется для выравнивания поверхности и имеет высокую трудоемкость как нанесения, так и последующего выравнивания шлифованием. Оно способно существенно улучшить внешний вид изделия, но снижает защитную способность покрытия, поэтому для поверхностей, находящихся в агрессивных средах, не применяется. Шпатлевание часто применяется при отделки литых корпусов машин, так как позволяет скрыть дефекты поверхности отливок и придать машине оптимальные декоративные качества.

Окрашивание может осуществляться воздушным распылением, распылением в электрическом поле, окунанием, струйным обливом, безвоздушным распылением, нанесением полимерных порошковых красок во взвешенном слое, окраской валиками или кистью.

Выбор метода окрашивания зависит от типа производства, размеров и формы заготовки.

Окрашивание распылением краски на мельчайшие частицы сжатым воздухом наиболее распространено. Позволяет наносить краску равномерно, без потеков и в труднодоступных местах сложных по форме заготовок (рис.6.2,а). Распыление краски возможно и без применения сжатого воздуха за счет ее подачи в головку под высоким давлением и диспергирования при истечении из специального сопла (рис.6.2,б). Эффективность того или иного способа зависит от вязкости наносимого состава, условий применения.

Окрашивание распылением требует применения специальных окрасочных камер (рис.6.3), оборудованных вытяжными устройствами, так как образующийся туман краски и пары растворителя токсичны и взрывоопасны.

При распылении краски в электрическом поле частицы краски, приобретая заряд в распылителе, осаждаются на заготовку, имеющую электрический заряд противоположного знака. При этом сокращаются потери краски, но возможно окрашивание только простых по форме заготовок, так как частицы краски не проникают во внутренние полости заготовки.

Если производить распыление краски в вакуумную камеру, то снижается расход краски, резко улучшаются условия труда, улучшается качество покрытия, за счет отсутствия газовых пузырей, и быстрее происходит процесс сушки покрытия. Но в этом случае возможно применение только безвоздушных распылительных головок.

Способы окрашивания обливанием или окунанием отличаются простотой, легко автоматизируются, применяются для мелких и средних деталей. При их реализации иногда возникают натеки покрытия, которые могут быть устранены интенсивными механическими воздействиями после окунания (встряхиванием, вибрацией, вращением заготовки).

В этом случае создание покрытия осуществляется за счет последующего оплавления порошка в термокамерах, потоком горячего воздуха или воздействием открытого пламени. При соответствующих размерах изделия оно может в нагретом состоянии (140…220°С помещаться в порошкообразную среду, интенсивно перемешиваемую сжатым воздухом (псевдокипящий слой). Частицы полимера плавятся на поверхности заготовки и образуют сплошную прочную пленку.

3. Сушка покрытия осуществляется в специальных камерах (рис.6.5). Источником нагрева покрытия может быть обдув горячим воздухом или облучение мощными лампами. При сушке производится удаление летучих веществ (растворителей) из красок или лаков. В некоторых случаях нагрев покрытия необходим для ускорения процессов полимеризации в покрытии, например, при нанесении эпоксидных эмалей.

4. Отделка покрытия применяется в случае особо высоких декоративных требований и включает обычно абразивную зачистку промежуточных слоев покрытия с последующим полированием лакового слоя специальными пастами. При этом используется автоматизированное оборудование, промышленные роботы или ручной механизированный инструмент.

Технология нанесения гальванических покрытий

Количество осажденного металла на участке поверхности заготовки при электрохимическом осаждении зависит от плотности тока и времени обработки. Так как плотность тока в электролите практически всегда неравномерна, что связано с различными расстояниями до разных участков заготовки от анода, повышенной напряженностью электрического поля у острых углов заготовки, рассеивающей способностью электролита, различной его температурой и концентрацией в разных участках гальванической ванны, то на поверхности заготовки толщина слоя покрытия также будет неравномерна (рис.6.6).

Поэтому на острых наружных углах заготовки происходит значительно большее осаждение покрытия (рис.6.6,б), а острые внутренние углы могут вообще оказаться не покрытыми (рис.6.6,в). Внутренние же полости изделия могут экранироваться от протекающего через электролит тока выступающими, наружными поверхностями заготовки (рис.6.6,г). Поэтому при проектировании изделия, в котором предполагаются поверхности с гальваническим покрытием, следует учитывать рекомендации специальной литературы.

Для обеспечения равномерности покрытия применяют профилированные катоды, повторяющие эквидистантно профиль заготовки и обеспечивающие равномерную плотность тока на всей покрываемой поверхности. Применяют также экранирующие аноды и катоды, вспомогательные аноды.

При разработке специальных электролитов для гальванических покрытий в их состав вводят вещества, повышающие рассеивающую способность электролита, т.е. способность обеспечить равномерную плотность тока на поверхности заготовки при различном расстоянии участков ее поверхности от анода.

При гальваническом покрытии мелких изделий их помещают в специальные барабаны с перфорированными стенками, при вращении которых в электролите изделия интенсивно перемешиваются, причем электрический ток поступает к заготовке через соседние заготовки. В этом случае также на закрытых (электрически экранированных) участках толщина покрытия может быть значительно меньше, чем на наружных поверхностях.

Технологический процесс гальванического покрытия может включать операции подготовки поверхности (механическая зачистка, обезжиривание, химическая активация), непосредственно покрытия (в случае многослойного покрытия состоящего из нескольких этапов с промежуточными промывками), операции промывки, сушки. В некоторых случаях проводится дополнительное полирование, осуществляемое механической или химической обработкой.

Таким образом, гальваническое производство требует применения множества ванн с различными электролитами, водой, находящихся при разной температуре, оснащенных нагревательными или охлаждающими устройствами.

Эти ванны располагают в требуемой технологической последовательности и оборудуют специальными транспортно-загрузочными устройствами для переноса изделия из ванны в ванну и выдержке его там требуемое время.

Все эти функции реализованы в автоматических линиях гальванического производства (рис.6.7). Следует отметить, что гальваническое производство представляет определенную экологическую опасность, что сдерживает развитие применения этого вида покрытий.

Металлизация пластмасс

В производстве бытовой техники широкое применение получили гальванические металлические покрытия пластмассовых изделий. Это связано с тем, что технологии переработки пластмасс позволяют получать сколь угодно сложные по форме изделия с низкой шероховатостью поверхности. Но такая поверхность в ряде случаев не обладает высокой износостойкостью. Кроме того, металлические покрытия в этом случае могут значительно улучшать внешний вид изделия (рис.6.8).

Нанесение металлических гальванических покрытий на не проводящие ток поверхности, возможно только после их соответствующей обработки, позволяющей создать на поверхности тонкий токопроводящий слой.

В простейшем случае (в практике старинных художественных мастерских) поверхность изделия покрывали тонким слоем графита. В настоящее время поверхность активируют, обрабатывая ее в солях металлов, которые после соответствующей обработки разлагаются, выделяя частицы металла на поверхности заготовки. Так, обработка изделия в растворе азотнокислого серебра с последующим облучением ультрафиолетовыми лучами позволяет получить на поверхности тонкую пленку серебра, на поверхность которой можно осадить гальванически требуемое покрытие.

Лазерная стереолитография

Лазерная стереолитография – технологический метод послойного изготовления моделей, практически любой формы и сложности из жидких композиций, полимеризующихся под действием лазерного излучения.

Особенностью данного процесса является использование компьютерной 3-D модели, которая может быть автоматически преобразована соответствующими программами в геометрические образы плоско -параллельных сечений с заданным шагом. Отверждение же модели производится послойно в специальной установке (рис.7.1).

Лазер 1 генерирует световой луч, который концентрируется в пятно размером 0,1 …0,2 мм оптической системой. Световое пятно может перемещаться в горизонтальной плоскости оптическим сканером 2, работающим под управлением компьютера.

В ванне 3 находится жидкий фотополимер (ФП) 4, способный затвердевать при интенсивном воздействии излучения лазера. Первое сечение заготовки 5 полимеризуется на поверхности столика 6, который подводится к поверхности жидкости так, чтобы ее слой над поверхностью столика составлял 0,1…0,2 мм. После отвердевания первого слоя стол с заготовкой опускается на величину шага между сечениями, на поверхности первого слоя появляется слой жидкости, который также засвечивается и полимеризуется. При этом слои оказываются связанными между собой в твердом состоянии. После образования последнего слоя, столик поднимается и заготовка может быть извлечена из рабочей зоны (рис.7.2).

Интересной особенностью метода является практическое отсутствие ограничений на получаемую форму изделия. Так можно образовать в изделии замкнутые полости любой сложности, естественно, если предусмотреть отверстия для последующего удаления из них жидкого фотополимера.

Габариты изделий определяются особенностями конструкции оборудования (рис.7.3) и достигают 500 мм по трем координатам.

Точность размеров определяется особенностями метода (размером светового пятна, шагом между сечениями) и достигает 0,2 мм и выше.

Достоинствами метода являются:

Гибкость и быстрота перенастройки на изготовление различных изделий

(срок от конструкторской идеи до выпуска изделий может составлять от нескольких часов до нескольких дней);

Минимизация затрат на подготовку производства;

Совместимость с существующими системами компьютерного проектирования;

Совместимость с некоторыми технологическими методами изготовления пластмассовых и металлических изделий (литье под давлением, литье по выплавляемым (выжигаемым) моделям);

Изделия, полученные этим методом могут быть использованы:

В качестве моделей, позволяющих проверить некоторые конструкторские идеи, эргономические факторы, эстетическое впечатление;

В качестве модельной оснастки при литье;

В качестве оснастки при изготовлении электродов при электроэрозионной и электрохимической обработке;

При изготовлении объектов по данным компьютерных томографов, позволяющих врачам моделировать проведение медицинских воздействий и изготавливать точные протезы, например сосудов;

При изготовлении моделей по данным координатно-измерительных машин и других видов объемного зондирования, например, в криминалистике, археологии.

Прочность материала модели не позволяет использовать ее как конструкционную деталь машины или изделие, применяемое в быту.

Но она может быть эффективно использована при изготовлении прессформы (рис.7.4) для литья под давлением изделий из термопластов. Такие прессформы можно изготавливать из силиконовых пластиков и композиций, отверждаемых при температуре около 400°С.

Модель можно использовать и при создании керамической формы в которую после прокаливания, может заливаться жидкий металл (рис.7.5).


Рис.7.6 Модели ювелирных украшений и модели игрушек, изготовленных лазерной стереолитографией


Рис.7.7 Модели корпусов приборов, изготовленных методом лазерной стереолитографии

При 3D художественном проектировании украшений, игрушек, предметов декоративного оформления, фурнитуры и т.д. полностью оценить эстетическое восприятие можно только по физической модели изделия, которая может быть получена лазерной стереолитографией (рис.7.6)

Процесс лазерной стереолитографии при создании элементов технических устройств (рис.7.7) позволяет на моделях проверить эргономические свойства будущего изделия, возможности сборки, размещения элементов и т.д. В условиях единичного и мелкосерийного производства полученные модели позволяют значительно сократить время на подготовку производства.

Свойства лакокрасочных покрытий зависят не только от качества применяемых лакокрасочных материалов, но и от таких фактов, как способ подготовки поверхности к окраске, правильный выбор и соблюдение технологического режима окраски и сушки. Основные стадии процесса нанесения лакокрасочных материалов приведены ниже.

П ОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ

Подготовка поверхности перед окрашиванием имеет большое значение для получения высококачественного покрытия и обеспечения длительности его службы. Подготовка поверхности заключается в очистке от продуктов коррозии, старой краски, жировых и других загрязнений. Способы подготовки поверхности подразделяются на три основных группы: механические, термические и химические.

К механическим способам относятся: очистка инструментом (щетки, шлифовальные машинки), очистка при помощи песка, дроби, смеси песка и воды. Применяя эти способы можно получить хорошо очищенную поверхность с равномерной шероховатостью, которая способствует наилучшей адгезии лакокрасочной пленки.

К химическим способам поверхности, прежде всего, относится обезжиривание поверхности, которое производится с помощью щелочных моющих составов или с помощью активных растворителей (смывок) в зависимости от типа загрязнения.

Термический способ применяется для очистки металла от ржавчины и окалины при использовании пламени кислородно-ацетиленовой горелки.

Таким образом, при возобновлении лакокрасочного покрытия необходимо предварительно осмотреть поверхность. Если старое лакокрасочное покрытие прочно держится на поверхности в виде сплошного слоя, его следует промыть теплой водой и высушить. Если же покрытие держится не прочно, его необходимо полностью удалить.

ГРУНТОВАНИЕ

Первой операцией после подготовки поверхности является грунтование. Это одна из наиболее важных и ответственных операций. Так как первый грунтовочный слой служит основой для всего покрытия. Основное назначение грунта - создание прочной связи между окрашиваемой поверхностью и последующими лакокрасочными слоями, а также обеспечение высокой защитной способности покрытия.

Грунтование следует производить сразу же после окончания работ по подготовке поверхности. Грунтовку можно наносить кистью, краскораспылителем или другим способом. При окраске поверхностей подвергающихся воздействию повышенной влажности или эксплуатируемых в атмосферных условиях, грунтование рекомендуется производить кистью. Сушку грунта следует проводить в соответствии с режимом, предусмотренным технологией. При образовании глянцевой поверхности грунта ее нужно слегка зачистить мелкой наждачной шкуркой.

Толщина пленки грунта при окрашивании традиционными ЛКМ (грунты типа ГФ, ХВ,ХС) не должна быть чрезмерно большой, обычно 20-30 мкм. При антикоррозионной защите современными ЛКМ на основе эпоксидов и полиуретана толщина грунта наоборот должна быть более значительной, чем толщина слоя верхней эмали. Это связано с тем, что основную защитную нагрузку и антикоррозионные свойства в этом случае несет именно грунтовочный слой.

ШПАКЛЕВАНИЕ

Эта операция предназначается для выравнивания поверхностей. Как чрезмерно толстые, так и недостаточные слои шпатлевки при эксплуатации могут растрескаться, в результате будут понижены защитные свойства покрытия. Поэтому шпатлевку следует наносить заданным слоем. На загрунтованную поверхность наносят сначала местную шпатлевку, а потом сплошную. Каждый слой шпатлевки необходимо хорошо высушить. Число слоев не должно быть больше трех. В случае необходимости применения большого числа шпатлевки между ними наносят слой грунтовки.

ШЛИФОВАНИЕ

Зашпаклеванная поверхность после высыхания имеет неровности и шероховатости. Неровности, соринки наблюдаются также на высушенных поверхностях грунтовок, лаков и эмалей. Для удаления неровностей, соринок и сглаживания шероховатостей применяется шлифование. В процессе шлифования обрабатываемая поверхность подвергается воздействию множества мельчайших абразивных зерен, вследствие чего образуется риски и она становится матовой. При этом значительно улучшается адгезия между слоями покрытия. Для шлифовки применяется абразивная шкурка на бумажной и тканевой основе. Зернистость (номера) шкурок для шлифования выбирается в зависимости от вида обрабатываемого покрытия.

НАНЕСЕНИЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

Как правило, при окраске используется не одна краска, а целая система покрытий, в этом случае всегда возникает вопрос совместимости наносимых лакокрасочных покрытий. При выборе схемы покрытий оптимальной по совместимости будет система, удовлетворяющая простому правилу совместимости ЛКМ:

ЛКМ химически отверждаемые никогда не наносятся на физически высыхающие покрытия.

Способ нанесения ЛКМ должен соответствовать реологическим, физико-химическим и другим свойствам этих материалов, что отмечается в рекомендациях изготовителя. Методы нанесения лакокрасочных материалов всем известны. Обычно используются безвоздушное распыление, пневматическое распыление, кисть, валик и др.

Окрашивание с помощью кисти.

Данный метод окрашивания является относительно медленным и малопроизводительным. Обычно кисть используется для окрашивания малых площадей декоративными красками. Однако метод незаменим для покрытия сложных конструкций, где использование распыления приведет к значительным потерям из-за рассеивания, а также для полосового окрашивания перед нанесением антикоррозионных покрытий распылением.

Большинство толстослойных покрытий (более 150 мкм) предназначено для окрашивания безвоздушным распылением, поэтому необходимая толщина пленки при нанесении кистью не будет достигнута. Чтобы кистью достичь толщины, сравнимой с безвоздушным распылением, необходимо нанести удвоенное количество слоев.

Окрашивание кистью требует осторожности при нанесении многослойных покрытий таких красок, как ХВ, ХС, НЦ, которые содержат активные растворители. Растворители во влажном покрытии без труда снова растворяют предыдущий высохший слой. В этом случае движения кисти будут причиной «подхватывания» предыдущего покрытия, что приведет к негативному результату. Во избежание этого движения кистью должны быть ровные и легкие, а количество проходов кистью по одному месту - минимальным.

Окрашивание с помощью валика

Производительность окраски с использованием валика на больших, ровных поверхностях выше, чем при помощи кисти и применяется для нанесения большинства декоративных красок. Однако при использовании валика трудно получить требуемую толщину пленки. Как и в случае с кистью, обычно невозможно нанести толстослойное покрытие. Необходимо тщательно выбирать тип валика и длину ворса, зависящие от типа краски и степени шероховатости поверхности. Валик должен быть хорошо подогнанным, с мягким ворсовым покрытием, краска не должна растворять покрытие валика. До использования валик должен быть предварительно промыт, чтобы удалить любые свободные волокна.

Пневматическое (воздушное) распыление.

Это широко принятый, быстрый метод нанесения покрытия, в котором краска попадает в низконапорный воздушный поток и распыляется. Традиционное оборудование для воздушного распыления относительно простое и недорогое, но чтобы получить хорошее распыление и бездефектную лакокрасочную пленку, необходимо использовать правильное сочетание объема, давления воздуха и потока жидкости. Процесс воздушного распыления сопровождается достаточно высокими потерями, связанными с рассеиванием краски в атмосфере: «недолетание» или рикошет краски от поверхности, унос краски воздушным потоком. Данный способ ограничен также вязкостью ЛКМ - высоконаполненные толстослойные покрытия не могут наноситься этим методом, поскольку для удовлетворительного распыления большинство красок должно быть разбавлено до соответствующей вязкости, что исключает получение слоя достаточной толщины.

Безвоздушное распыление .

В отличие от методов воздушного распыления, при безвоздушном распылении воздух не смешивается с краской, отсюда и название. Распыление достигается прохождением краски через специально сконструированные сопла под высоким давлением. Требуемое давление краски создается воздухом в насосе, дающем высокое соотношение давления жидкости на выходе к исходному давлению воздуха. Существуют насосы с соотношением от 20:1 до 60:1, из них наиболее распространены 45:1. Главные преимущества безвоздушного распыления:

1. Высоконаполненные толстослойные ЛКМ могут наноситься без разбавления.
2. Возможна очень высокая производительность, дающая значительный экономический эффект.
3. По сравнению с воздушным распылением, имеющим повышенный расход краски, применение безвоздушного распыления ведет к снижению потерь материала и меньшему количеству опасной пыли и испарений.

Сопла для распыления краски подвергаются высокому абразивному износу, поэтому эффективнее использовать сопла из твердых сплавов, например, из карбида вольфрама. Распыленный "веер" производится щелевой насадкой, укрепленной на лицевой части отверстия. Имеются разные размеры отверстия вместе с различными углами наклона щели. Выбор насадки производится исходя из требуемого давления жидкости, вязкости подаваемого ЛКМ (диаметр сопла), типа окрашиваемой конструкции (угол сопла). При этом для минимизации потерь и увеличения производительности при окраски мелкогабаритных или решетчатых конструкций рекомендуется использовать узкоугольные сопла, а для сплошных крупногабаритных поверхностей - широкоугольные. Толщина лакокрасочного покрытия регулируется скоростью подачи жидкости.

УСЛОВИЯ ОКРАШИВАНИЯ.

При нанесении защитно-декоративных покрытий одними из наиболее важных факторов, влияющих на качество покрытия, являются следующие:
- температура поверхности;
- температура краски;
- атмосферные условия во время окраски.
Нанесение лакокрасочного покрытия должно выполняться в хороших атмосферных условиях при преобладании мягкой погоды. Окраска не должна производиться:
- когда температура воздуха падает ниже температуры высыхания или допускаемого спецификацией предела;
- во время тумана или повышенной влажности, а также когда неизбежны дождь или снег;
- когда на окрашиваемой поверхности конденсируется влага или когда конденсируемая влага может появиться во время начального периода сушки.
Необходимо учитывать, что в ночное время температура окрашиваемой поверхности падает. В течение дня она снова повышается, но из-за запаздывания нагрева/остывания по сравнению с температурой окружающего воздуха на невпитывающей поверхности (металл) может произойти конденсация. Конденсация атмосферного воздуха. Для исключения конденсации не следует наносить лакокрасочное покрытие, если температура металла ниже точки росы более, чем на 3°C.
Краску не следует наносить на мокрую после дождя или обледенелую поверхность.

Экстремальные условия.

К экстремальным условиям относится температура окружающей среды ниже +5°C и выше +40°C.
Ниже +5°C высыхание и отверждение покрытий резко замедляется, а для некоторых из них просто прекращается. Особенно это касается химически отверждаемых ЛКМ (типа ЭП, ПУ) и ЛКМ, отверждаемых кислородом воздуха (типа ПФ, ГФ). Поэтому применение подобных ЛКМ при низких температурах не допускается, кроме случаев, оговоренных спецификациями на ЛКМ (современные модифицированные эпоксидные и полиуретановые ЛКМ). На другие защитные покрытия экстремально низкие температуры так сильно не действуют; хлоркаучуки и винилы пригодны для использования при температуре ниже 0°C при условии, что поверхность чиста и свободна ото льда или изморози. Более подробно об условиях образования лакокрасочного покрытия различных типов описано в статье «Современные тенденции антикоррозионной защиты».

В условиях других крайних температур (+40°C и выше), высыхание и отверждение красок происходит довольно быстро, что может привести к сухому распылению, связанному со слишком быстрой потерей растворителя по пути от распыляющего сопла к поверхности. Этого можно избежать в случае:
1. Удержания пистолета на минимальном расстоянии от окрашиваемого участка и под углом в 90° к поверхности.
2. Добавление растворителей, если это необходимо.
В условиях высоких температур также возможны образование дефектов типа пустот, вкраплений, пузырьков, шагрени из-за быстрого испарения растворителя.

Исполнение всех стадий технологии окрасочных работ позволяет получить покрытие с наиболее полными защитными свойствами и максимальной долговечностью.

Покрытие лакокрасочное используется сегодня во множестве различных сфер, ведь оно отличается массой преимуществ. Одним из основных условий обеспечения всех этих достоинств является корректное использование, и именно поэтому важно знать, какими бывают такие покрытия, как их правильно наносить.

Что это?

Покрытие лакокрасочное представляет собой сформировавшуюся пленку лакокрасочного вещества, нанесенного на определенную поверхность. Она может образовываться на различных материалах. Сам же химический процесс, благодаря которому формируется покрытие лакокрасочное, включает в себя, в первую очередь, высыхание, а потом финишное затвердевание нанесенного материала.

Главной функцией таких покрытий является обеспечение эффективной защиты от каких-либо разрушений, а также придание любым поверхностям привлекательного внешнего вида, цвета и фактуры.

Виды

В зависимости от эксплуатационных свойств покрытие лакокрасочное может относиться к одному из следующих видов: водоустойчивые, маслобензостойкие, атмосферостойкие, термостойкие, химстойкие, консервационные, электроизоляционные, а также специального назначения. Последние включают в себя следующие подтипы:

Противообрастающее покрытие лакокрасочное (ГОСТ Р 51164-98 и другие) представляет собой основной материал в судовой промышленности. При помощи него исключается риск обрастания подводных частей судов, а также всевозможных гидротехнических конструкций какими-либо водорослями, ракушками, микроорганизмами или другими веществами.
Светоотражающее покрытие лакокрасочное (ГОСТ P 41.104-2002 и другие). Имеет способность к люминесценции в видимой зоне спектра при наличии воздействия облучением, светом.
Термоиндикаторные. Позволяют изменить яркость или цвет свечения при наличии определенной температуры.
Огнезащитные, которые препятствуют распространению пламени или же исключают возможность воздействия на защищаемую поверхность высоких температур.
Противошумные. Обеспечивают защиту от проникновения звуковых волн через поверхность.

В зависимости от внешнего вида лакокрасочное покрытие может принадлежать к одному из семи классов, каждый из которых отличается уникальным составом, а также химической природой пленкообразователя.

Материалы

Всего принято использовать несколько типов материалов, основанных на:

термопластичных пленкообразователях;
термореактивных пленкообразователях;
растительных маслах;
модифицированных маслах.

Все перечисленные выше лакокрасочные покрытия сегодня довольно широко используются практически во всех сферах народного хозяйства, а также получили распространение в быту.

Статистика

Во всем мире производится ежегодно более 100 млн тонн лакокрасочных материалов, при этом более половины от всего этого количества используется в сфере машиностроения, в то время как четверть применяется в строительстве и ремонте.

Для изготовления лакокрасочных покрытий, которые потом применяются в отделке, используются предельно простые технологии производства, которые в основном предусматривают использование в качестве основы таких пленкообразователей, как водные дисперсии поливинилацетата, казеин, акрилаты и прочие аналогичные компоненты, основанные на жидком стекле.

В преимущественном большинстве случаев такие покрытия изготавливаются посредством нанесения специальных материалов в несколько слоев, благодаря чему достигаются максимально высокие показатели безопасности защищаемой поверхности. В основном их толщина составляет от 3 до 30 мкм, при этом из-за таких низких показателей достаточно сильно затрудняется определение толщины лакокрасочного покрытия в бытовых условиях, где нет возможности использовать специальные приборы.

Специальные покрытия

Чтобы получить многослойное защитное покрытие, принято наносить сразу несколько слоев материала различных видов, при этом у каждого слоя есть своя конкретная функция.

Прибор для проверки лакокрасочного покрытия применяется для того, чтобы убедиться в таких свойствах нижнего слоя, как обеспечение первичной защиты, адгезия к подложке, замедление и других.

Покрытие, которое отличается максимальными защитными характеристиками, должно включать в себя несколько основных слоев:

шпатлевка;
грунтовка;
фосфатный слой;
от одного до трех слоев эмали.

В некоторых случаях, если прибор для проверки лакокрасочного покрытия показал неудовлетворительные значения, дополнительно может наноситься лак, при помощи которого обеспечиваются более эффективные защитные свойства, а также некая декоративность. При получении прозрачных покрытий лак принято наносить непосредственно на ту поверхность изделий, которой требуется обеспечение максимальной защиты.

Изготовление

Технологический процесс, с помощью которого получаются комплексные лакокрасочные покрытия, включает в себя несколько десятков различных операций, которые относятся к подготовке поверхности, нанесению лакокрасочного материала, сушке и проведению промежуточной обработки.

Выбор какого-то конкретного технологического процесса непосредственно зависит от типа используемых материалов, а также условий эксплуатации самой поверхности. Помимо этого, учитываются форма и габариты объекта, на который они наносятся. Качество подготовки поверхности перед нанесением окраски, а также правильный выбор того, какое лакокрасочное покрытие использовать, значительно определяет адгезионную прочность материала, а также его долговечность.

Подготовка поверхности включает в себя очистку с помощью ручного или же механизированного инструмента, дробеструйную или а также обработку с использованием различных химических средств, которая подразумевает ряд операций:

Обезжиривание поверхности. К примеру, это касается обработки специализированными водными растворами или же смесями, в которые входят ПАВ и прочие добавки, органическими растворителями или специализированными эмульсиями, включающими в свой состав воду и органический растворитель.

Травление. Полное удаление ржавчин, окалин, а также других продуктов коррозии с защищаемой поверхности. В преимущественном большинстве случаев данная процедура осуществляется уже после того как была проведена проверка лакокрасочного покрытия автомобиля или других изделий.

Нанесение конверсионных слоев. Оно предусматривает изменение изначальной природы поверхности и довольно часто используется при необходимости создания комплексных лакокрасочных покрытий с большим сроком службы. В частности, сюда входит фосфатирование и оксидирование (в преимущественном большинстве случаев электрохимическим методом на аноде).

Формирование металлических подслоев. Сюда входит цинкование и кадмирование (в основном с использованием электрохимического метода на катоде). Обработка поверхности с использованием химических средств в основном осуществляется путем окунания или же обливания изделия специализированным рабочим раствором в условиях полностью автоматизированной или механизированной конвейерной окраски. Вне зависимости от того, какие используются виды лакокрасочных покрытий, применение химических средств позволяет добиться высокого качества подготовки поверхности, но при этом предусматривает дальнейшую промывку водой и горячую сушку поверхности.

Как наносятся жидкие покрытия?

После того как выбираются необходимые материалы, а также проверяется качество лакокрасочного покрытия, выбирается способ нанесения его на поверхность, которых существует несколько:

Ручной. Применяется для проведения окраски различных крупногабаритных изделий, а также для проведения бытового ремонта и устранения всевозможных бытовых дефектов. В основном принято использовать лакокрасочную продукцию естественной сушки.
валковый. Механизированное нанесение, которое предусматривает использование системы валиков. Применяется для нанесения материалов на плоские изделия, такие как полимерные пленки, листовой и рулонный прокат, картон, бумага и множество других.
струйный. Обрабатываемое изделие проводится через специальную «завесу» из соответствующего материала. При помощи такой технологии может наноситься лакокрасочное покрытие машины, различного бытового оборудования и еще целого ряда других изделий, при этом для отдельных деталей чаще используется облив, в то время как наливом обрабатываются плоские изделия, такие как листовой металл, а также щитовые элементы мебели и другие.

Методы окунания и облива в преимущественном большинстве случаев принято использовать для того, чтобы наносить слои лакокрасочного покрытия на изделия обтекаемой формы, имеющие гладкую поверхность, если нужно окрасить их в один цвет. Для получения лакокрасочных покрытий, имеющих равномерную толщину без каких-либо наплывов или подтеков, после окраски изделия в течение определенного времени выдерживают в парах растворителя, поступающих непосредственно из сушильной камеры. Здесь важно провести правильно определение толщины лакокрасочного покрытия.

Окунание в ванну

Традиционное лакокрасочное покрытие лучше всего удерживается на поверхности после того, как изделие извлекается из ванны после смачивания. Если рассматривать водоразбавляемые материалы, то здесь принято использовать окунание с хемо-, электро- и термоосаждением. В соответствии со знаком заряда поверхности изделия, которое подвергается обработке, различается като- и анофоретическое электроосаждения.

При использовании катодной технологии получаются такие покрытия, которые имеют достаточно высокую коррозийную устойчивость, в то время как использование самой технологии электроосаждения позволяет добиться эффективной кромок и острых узлов изделия, а также внутренних полостей и сварных швов. Единственной же неприятной особенностью данной технологии является то, что наносится в данном случае только один слой материала, так как первый слой, который является диэлектриком, будет препятствовать электроосаждению последующих. Также стоит отметить тот факт, что этот метод может сочетаться с предварительным нанесением специального пористого осадка, сформированного из суспензии пленкообразователя.

При хемоосаждении используется дисперсионный лакокрасочный материал, в состав которого входят всевозможные окислители. В процессе их взаимодействия с металлической подложкой на ней формируется достаточно высокая концентрация особых поливалентных ионов, что обеспечивает коагуляцию приповерхностных слоев использующегося материала.

В случае использования термоосаждения осадок создается на нагретой поверхности, и в данной ситуации в воднодисперсионный лакокрасочный материал вводится специализированная добавка, теряющая растворимость в случае нагрева.

Распыление

Данная технология также распределяется на три основные разновидности:

Пневматическое. Предусматривает использование автоматических или же ручных пистолетообразных распылителей с лакокрасочными материалами при температуре 20-85 о С, которые подаются под высоким давлением. Применение такого метода отличается достаточно высокой производительностью, а также позволяет добиться неплохого качества лакокрасочных покрытий вне зависимости от формы поверхностей.
Гидравлическое. Осуществляется под давлением, которое создается специализированным насосом.
Аэрозольное. Применяются баллончики, заполненные пропеллентом и лакокрасочными материалами. По ГОСТ лакокрасочное покрытие легковых автомобилей может наноситься и с применением такого метода, а помимо этого его активно используют при покраске мебели и еще целого ряда других изделий.

Довольно важным недостатком, которым отличаются практически все существующие методы распыления, является наличие довольно существенных потерь материала, так как аэрозоль уносится вентиляцией, оседает на стенах камеры и в используемых гидрофильтрах. При этом стоит отметить, что потери при пневмораспылении могут достигать 40%, что представляет собой довольно существенный показатель.

Чтобы хоть как-то сократить такие потери, принято использовать технологию распыления в специальном электрическом поле высокого напряжения. Частицы материала в результате или же контактного заряжения получают заряд, после чего оседают на окрашиваемом изделии, которое в данном случае служит электродом противоположного знака. При помощи такого метода в преимущественном большинстве случаев принято наносить различные многослойные лакокрасочные покрытия на металлы и простые поверхности, среди которых, в частности, можно выделить древесину или пластмассу с токопроводящим покрытием.

Как наносятся порошковые материалы?

Всего используется три основных метода, которыми осуществляется нанесение лакокрасочных покрытий в виде порошка:

насыпание;
напыление;
нанесение в псевдоожиженном слое.

Преимущественное большинство технологий нанесения ЛКМ принято использовать в процессе окраски изделий непосредственно на поточных конвейерных линиях, благодаря чему при повышенных температурах формируются устойчивые покрытия, отличающиеся достаточно высокими потребительскими и техническими свойствами.

Также градиентные лакокрасочные покрытия получаются посредством единоразового нанесения материалов, которые включают в себя смеси порошков, дисперсий или растворов пленкообразователей, не характеризующихся термодинамической совместимостью. Последние могут самостоятельно расслаиваться в процессе испарения общего растворителя или же при нагреве пленкообразователей выше температур текучести.

За счет избирательного смачивания подложки один пленкообразователь обеспечивает обогащение поверхностных слоев лакокрасочных покрытий, в то время как второй, в свою очередь, обогащает нижние. Таким образом, создается структура многослойного покрытия.

При этом стоит отметить, что технологии в этой сфере постоянно совершенствуются и улучшаются, в то время как старые методы забываются. В частности, сегодня покрытие лакокрасочное (система 55) по ГОСТ 6572-82 уже не применяется для обработки двигателей, тракторов и самоходных шасси, хотя раньше его применение было весьма распространенным.

Сушка

Сушка нанесенных покрытий осуществляется при температуре от 15 до 25 о С, если речь идет о холодной или естественной технологии, а также может осуществляться при повышенных температурах при использовании «печных» методов.

Естественная применяется в случае использования лакокрасочных материалов, основанных на термопластичных быстровысыхающих пленкообразователях и тех, которые имеют ненасыщенные связи в молекулах, использующих в качестве отвердителей влагу или кислород, такие как полиуретаны и алкидные смолы. Также стоит отметить, что довольно часто естественная сушка встречается в случае использования двухупаковочных материалов, в которых применение отвердителя осуществляется перед нанесением.

Наиболее популярными технологиями термоотверждения покрытия стоит назвать следующие:

Конвективные. Изделие обогревается при помощи циркулирующего горячего воздуха.
Терморадиационные. В качестве источника обогрева используется инфракрасное излучение.
Индуктивные. Для сушки изделие размещается в переменном электромагнитном поле.

Чтобы получить лакокрасочные покрытия, основанные на ненасыщенных олигомерах, принято использовать также технологию отверждения под воздействием ультрафиолетовых излучений или ускоренных электронов.

Дополнительные процессы

В ходе проведения сушки происходит множество химических и физических процессов, которые в итоге приводят к созданию высокозащищенных лакокрасочных покрытий. В частности, сюда входит удаление воды и органического растворителя, смачивание подложки, а также поликонденсация или полимеризация, если речь идет о реакционноспособных пленкообразователях с образованием сетчатых полимеров.

Создание покрытий из порошковых материалов включает в себя обязательное оплавление различных частиц пленкообразователя, а также слипание сформировавшихся капель и смачивание ими подложки. Также стоит отметить, что в некоторых ситуациях принято использовать термоотверждение.

Промежуточная обработка

Проведение промежуточной обработки предусматривает:

Шлифование при помощи абразивных шкурок нижних слоев ЛКМ, чтобы удалить какие-либо посторонние включения, а также придать матовость и улучшить адгезию между несколькими слоями.
Полировка верхнего слоя с применением специализированных паст, чтобы лакокрасочные покрытия получили зеркальный блеск. В качестве примера можно привести технологические схемы окраски, использующиеся при обработке кузовов легковых автомобилей и включающие в себя обезжиривание, фосфатирование, охлаждение, сушку, грунтование и отверждение поверхности с последующим нанесением герметизирующих, шумоизолирующих и ингибирующих составов, а также проведение еще целого ряда других процедур.

Свойства нанесенных покрытий определяются составом используемых материалов, а также структурой самого покрытия.

Само определение «лакокрасочные покрытия» - это сформировавшаяся пленка лакокрасочного материала нанесенного на какую-либо поверхность.

Лакокрасочные покрытия на различных поверхностях образуются в процессе пленкообразования лакокрасочных материалов нанесенных на эти поверхности. Сам химический процесс пленкообразования включает в себя сначала высыхание, а затем окончательное отверждение нанесенного покрывного материала.

Главное назначение (основная цель) лакокрасочных покрытий - защита поверхности материала от разрушений (металлических изделий - от коррозии, древесины - от гниения и разрушения) и для придания поверхностям декоративного вида, цвета и фактуры.

По своим эксплуатационным свойствам существуют лакокрасочные покрытия (ЛКП): атмосферостойкие, водостойкие, маслобензостойкие, химстойкие, термическистойкие, электроизоляционные, консервационные и ЛКП специального назначения.

Лакокрасочные покрытия спецназначения, это:

Противообрастающие лакокрасочные покрытия, которые образуют судовые лакокрасочные материалы. Данные ЛКП препятствуют обрастанию подводных частей (ниже ватерлинии) судов и гидротехнических сооружений водными микроорганизмами, водорослями, ракушками и т. п.;

Светоотражающие лакокрасочные покрытия (светящиеся ЛКП) - способные к люминесценции в видимой области спектра при воздействии света, облучения, радиоактивного излучения и т. п.;

Термоиндикаторные лакокрасочные покрытия. Данные ЛКП изменяют цвет или яркость свечения при воздействии определенной температуры;

Огнезащитные лакокрасочные покрытия - препятствующие распространению пламени или воздействию высокой температуры на защищаемую поверхность;

Противошумные (звукоизолирующие) лакокрасочные покрытия. Название этих ЛКП говорит само за себя. По внеш. виду (степень глянца, волнистость поверхности, наличие дефектов) лакокрасочные покрытия принято подразделять на 7 классов. Для получения лакокрасочных покрытий применяют разнообразные лакокрасочные материалы (ЛКМ), различающиеся по составу и хим. природе пленкообразователя.

По своему внешнему виду (по степени глянца или матовости, волнистости поверхности, придания определенных визуальных эффектов, наличия каких-либо дефектов и т. д.) лакокрасочные покрытия подразделяются на различные классы.

Для получения лакокрасочных покрытий применяют различные лакокрасочные материалы (ЛКМ), различающиеся по составу и химическим свойствам пленкообразователей, это ЛКМ:

На основе термопластичных пленкообразователей (битумные лаки, эфироцеллюлозные лаки);

На основе термореактивных пленкообразователей (полиэфирные лаки, полиуретановые лаки);

На основе растительных масел (олифы, масляные лаки, масляные краски);

На основе модифицированных масел (алкидные лаки на основе алкидных смол).

Лакокрасочные покрытия широко применяются во всех отраслях народного хозяйства, а также в быту.

Мировое производство ЛКМ составляет свыше ста миллионов тонн год. Более 50 % всех лакокрасочных матриалов используется в машиностроении (из них 20 % в автомобилестроении), 25 % - в строительстве и ремонте.

В строительной отрасли народного хозяйства для получения лакокрасочных покрытий (отделочные ЛКМ) применяются упрощенные технологии производства и нанесения лакокрасочных покрытий в основном на основе таких пленкообразователей, как казеин, водные дисперсии поливинилацетата, акрилатов или других аналогичных компонентов, а также на основе жидкого стекла.

Подавляющее большинство лакокрасочных покрытий получают нанесением лакокрасочных материалов в несколько слоев. Это гарантирует лакокрасочным покрытиям наивысшие показатели защиты покрываемой поверхности.

Толщина однослойных лакокрасочных покрытий колеблется в пределах от 3-х до 30 мкм (для тиксотропных ЛКМ - до 200 мкм), многослойных - до 300 мкм.

Для получения многослойных защитных покрытий наносят несколько слоев разнородных ЛКМ (так называемые комплексные лакокрасочные покрытия), при этом каждый слой такого покрытия выполняет определенную функцию: нижний слой - защитный грунт (получают нанесением грунтовки) обеспечивает адгезию комплексного покрытия к подложке, замедление электрохимической коррозии и т. п.

Защитное лакокрасочное покрытие с максимальными защитными характеристиками должно состоять из следующих слоев: фосфатный слой; шпатлевка; грунтовка (1-2 слоя); и 1-3 слоя эмали. В особых случаях, поверхность дополнительно покрывается лаком, который придает декоративные и частично защитные свойства. При получении прозрачных лакокрасочных покрытий лак наносится непосредственно на защищаемую поверхность изделий.

Технологический процесс получения комплексных лакокрасочных покрытий включает до нескольких десятков операций, связанных с подготовкой поверхности, нанесением лакокрасочного материала, их сушкой (отверждением) и промежуточной обработкой.

Выбор технологического процесса зависит от типа ЛКМ и условий эксплуатации лакокрасочных покрытий, природы подложки (например сталь, алюминий, другие металлы и сплавы, древесина, строительные материалы), формы и габаритов окрашиваемого объекта.

Качество подготовки окрашиваемой поверхности в значительной степени определяет адгезионную прочность лакокрасочного покрытия к подложке и его долговечность.

Подготовка металлической поверхности заключается в очистке ручным или механизированным инструментом, пескоструйной либо дробеструйной обработкой, а также химическими способами (реагенты, абразивы и т. п.).

Последние включают:

Обезжиривание поверхности, например обработка водными растворами NaOH, а также Na 2 CO 3 , Na 3 PO 4 или их смесей, содержащими ПАВ и другие добавки, органическими растворителями (бензин, уайт-спирит, три- или тетрахлорэтилен и т. п.) либо эмульсиями, состоящими из органического растворителя и воды;

Травление - удаление окалины, ржавчины и других продуктов коррозии с поверхности (обычно после ее обезжиривания) действием, например в течение 20-30 мин 20 %-ной H 2 SO 4 (при 70-80°С) или 18-20 %-ной НСl (при 30-40°С), содержащими 1-3 % ингибитора кислотной коррозии;

Нанесение конверсионных слоев (изменение природы поверхности; используется при получении долговечных комплексных лакокрасочных покрытий): фосфатирование и оксидирование (чаще всего электрохимическим способом на аноде);

Получение металлических подслоев - цинкование или кадмирование (обычно электрохимическим способом на катоде). Обработку поверхности химическими методами обычно осуществляют окунанием или обливанием изделия рабочим раствором в условиях механизированной и автоматизированной конвейерной окраски. Химические методы обеспечивают высокое качество подготовки поверхности, но сопряжены с последующей промывкой водой и горячей сушкой поверхностей, а следовательно, с необходимостью очистки сточных вод.

Способы нанесения жидких лакокрасочных покрытий

1. Ручной способ (кистью, шпателем или валиком) - для окраски крупногабаритных изделий (строительных сооружении, некоторых промышленных конструкций), бытового ремонта и исправления дефектов в быту. В таких случаях используется лакокрасочная продукция естественной сушки.

2. Валковый способ - механизированное нанесение ЛКМ с помощью системы валиков обычно на плоские изделия (листовой и рулонный прокат, полимерные пленки, щитовые элементы мебели, бумага, картон, металлическая фольга).

3. Окунание в ванну, заполненную лакокрасочным материалом. Традиционные (органоразбавляемые) ЛКМ удерживаются на поверхности после извлечения изделия из ванны вследствие смачивания. В случае водоразбавляемых ЛКМ обычно применяют окунание с электро-, хемо- и термоосаждением. В соответствии со знаком заряда поверхности окрашиваемого изделия различают ано- и катофоретическое электроосаждение - частицы ЛКМ движутся в результате электрофореза к изделию, которое служит соответственно анодом или катодом. При катодном электроосаждении (не сопровождающемся окислением металла, как при осаждении на аноде) получают лакокрасочные покрытия , обладающие повышенной коррозионной стойкостью. Применение метода электроосаждения позволяет хорошо защитить от коррозии острые углы и кромки изделия, сварные швы, внутренние полости, но нанести можно только один слой ЛКМ, т. к. первый слой, являющийся диэлектриком, препятствует электроосаждению второго. Однако этот метод можно сочетать с предварительным нанесением пористого осадка из суспензии пленкообразователя; через такой слой возможно электроосаждение. При хемоосаждении применяется лакокрасочный материал дисперсионного типа, содержащий окислители - при их взаимодействии с металлической подложкой на ней создается высокая концентрация поливалентных ионов (Ме0:Ме+n), вызывающих коагуляцию приповерхностных слоев лакокрасочного материала. При термоосаждении осадок образуется на нагретой поверхности - в этом случае в воднодисперсионный лакокрасочный материал вводят специальную добавку (ПАВ), теряющего растворимость при нагревании.

4. Струйный облив (налив) - окрашиваемые изделия проходят через "завесу" ЛКМ. Струйный облив применяют для окраски узлов и деталей различных машин и оборудования, налив - для окраски плоских изделий (например листового металла, щитовых элементов мебели, фанеры).

Методы облива и окунания применяют для нанесения ЛКМ на изделия обтекаемой формы с гладкой поверхностью, окрашиваемые в один цвет со всех сторон. Для получения лакокрасочных покрытий равномерной толщины без подтеков и наплывов окрашенные изделия выдерживают в парах растворителя, поступающих из сушильной камеры.

5. Распыление:

а) пневматическое - с помощью ручных или автоматических пистолетообразных краскораспылителей ЛКМ с температурой от 20°С до 40-85°С подается под высоким давлением (200-600 кПа) очищенного воздуха. Данный метод высокопроизводителен, обеспечивает хорошее качество лакокрасочных покрытий на поверхностях различной формы;

б) гидравлическое (безвоздушное), осуществляемое под давлением, создаваемым насосом (при 4-10 МПа в случае подогрева ЛКМ, при 10-25 МПа без подогрева);

в) аэрозольное - из баллончиков, заполненных ЛКМ и пропеллентом. Данный метод применяют при подкраске автомашин, мебели и прочих изделий. Существенный недостаток методов распыления - большие потери ЛКМ (в виде устойчивого аэрозоля, уносимого в вентиляцию, из-за оседания на стенах окрасочной камеры и в гидрофильтрах), достигающие 40 % при пневмораспылении. С целью сокращения потерь (до 1-5 %) используют распыление в электростатическом поле высокого напряжения (50-140 кВ): частицы ЛКМ в результате коронного разряда (от специального электрода) или контактного заряжения (от распылителя) приобретают заряд (обычно отрицательный) и осаждаются на окрашиваемом изделии, служащем электродом противоположного знака. Этим методом наносят многослойные лакокрасочные покрытия на металлы и даже неметаллы, напр. на древесину с влажностью не менее 8%, пластмассы с токопроводящим покрытием.

Методы нанесения порошковых ЛКМ

Насыпание (насеивание);

Напыление (с подогревом подложки и газопламенным или плазменным нагревом порошка, либо в электростатическом поле);

Нанесение в псевдоожиженном слое, например вихревом, вибрационном.

Многие методы нанесения ЛКМ применяют при окраске изделий на конвейерных поточных линиях, что позволяет формировать лакокрасочные покрытия при повышенных температурах, это обеспечивает их высокие технические и потребительские свойства.

Получают также градиентные лакокрасочные покрытия путем одноразового нанесения (обычно распылением) ЛКМ, содержащих смеси дисперсий, порошков или растворов термодинамически несовместимых пленкообразователей. Последние самопроизвольно расслаиваются при испарении общего растворителя или при нагревании выше температур текучести пленкообразователей.

Вследствие избирательного смачивания подложки один пленко-образователь обогащает поверхностные слои лакокрасочных покрытий, второй - нижние (адгезионные). В результате возникает структура многослоевого (комплексного) лакокрасочного покрытия.

Сушку (отверждение) нанесенных ЛКМ осуществляют при 15-25°С (холодная, естественная сушка) и при повышенных температурах (горячая, «печная» сушка).

Естественная сушка возможна при использовании ЛКМ на основе быстровысыхающих термопластичных пленкообразователей (например перхлорвиниловых смол, нитратов целлюлозы) или пленкообразователей, имеющих ненасыщенные связи в молекулах, для которых отвердителями служат кислород воздуха или влага, например алкидные смолы и полиуретаны, а также при применении двухупаковочных ЛКМ (отвердитель в них добавляется перед нанесением). К последним относятся ЛКМ на основе, напр., эпоксидных смол, отверждаемых ди- и полиаминами.

Сушку ЛКМ в промышленности осуществляют обычно при температуре 80-160°С, порошковых и некоторых специальных ЛКМ - при 160-320°С. В этих условиях ускоряется улетучивание растворителя (обычно высококипящего) и происходит термоотверждение реакционноспособных пленкообразователей, например алкидных, меламино-алкидных, феноло-формальдегидных смол.

Наиболее распространенные методы термоотверждения покрытий: конвективный (изделие обогревается циркулирующим горячим воздухом), терморадиационный (источник обогрева - инфракрасное излучение) и индуктивный (изделие помещается в переменное электромагнитное поле).

Для получения лакокрасочных покрытий на основе ненасыщенных олигомеров используют также отверждение под действием ультрафиолетового излучения, ускоренных электронов (электронного пучка).

В процессе сушки протекают различные физические и химические процессы, приводящие к формированию лакокрасочных покрытий, например смачивание подложки, удаление органического растворителя и воды, полимеризация и (или) поликонденсация в случае реакционноспособных пленкообразователей с образованием сетчатых полимеров.

Формирование лакокрасочных покрытий из порошковых ЛКМ включает оплавление частиц пленкообразователя, слипание возникших капелек и смачивание ими подложки и иногда термоотверждение.

Промежуточная обработка лакокрасочных покрытий:

1) шлифование абразивными шкурками нижних слоев лакокрасочных покрытий для удаления посторонних включений, придания матовости и улучшения адгезии между слоями;

2) полирование верхнего слоя с использованием специальных паст для придания лакокрасочным покрытиям зеркального блеска. Пример технологические схемы окраски кузовов легковых автомобилей (перечислены последовательности операции): обезжиривание и фосфатирование поверхности, сушка и охлаждение, грунтование электрофорезной грунтовкой, отверждение грунтовки (30 минут при 180°С), охлаждение, нанесение шумоизолирующего, герметизирующего и ингибирующего составов, нанесение эпоксидной грунтовки двумя слоями, отверждение (20 минут при 150°С), охлаждение, шлифование грунтовки, протирка кузова и обдув воздухом, нанесение двух слоев алкидно-меламиновой эмали, сушка (30 минут при 130-140°С).

Свойства лакокрасочных покрытий определяются составом ЛКМ (типом пленкообразователя, пигментом и прочими составляющими), а также структурой покрытий.

Наиболее ценные характеристики лакокрасочных покрытий - адгезионная прочность к подложке (адгезия), твердость, прочность при изгибе и ударе. Кроме того, лакокрасочные покрытия оцениваются на влагонепроницаемость, атмосферостойкость, химстойкость и другие защитные свойства, комплекс декоративных свойств, например прозрачность или укрывистость (непрозрачность), интенсивность и чистота цвета, степень блеска.

Укрывистость достигается введением в ЛКМ наполнителей и пигментов. Последние могут выполнять также и иные функции: окрашивать, повышать защитные свойства (например противокоррозионные) и придавать специальные свойства лакокрасочным покрытиям (например электропроводимость, теплоизолирующую способность). Объемное содержание пигментов в эмалях составляет <30 %, в грунтовках - около 35 %, а в шпатлевках - до 80 %.

Предельный «уровень» пигментирования зависит также от типа ЛКМ: в порошковых красках он составляет 15-20 %, а в воднодисперсионных - до 30 %.

Большинство ЛКМ содержат органические растворители, поэтому производство лакокрасочных покрытий является взрыво- и пожароопасным. Кроме того, применяемые растворители, как правило, токсичны (ПДК 5-740 мг/м з).

После нанесения ЛКМ требуется обезвреживание растворителей термическим или каталитическим окислением (дожиганием) отходов; при больших расходах ЛКМ и использовании дорогостоящих растворителей целесообразна их утилизация. В этом отношении преимущество имеют лакокрасочные материалы не содержащие органических растворителей (водоэмульсионные краски, порошковые краски), и ЛКМ с повышенным (более 70 %) содержанием твердых веществ.

В то же время наилучшими защитными свойствами (на единицу толщины), как правило, обладают лакокрасочные покрытия из ЛКМ используемых в виде растворов.

Для контроля качества и долговечности лакокрасочных покрытий проводят их внешний осмотр и определяют с помощью приборов (на образцах) свойства - физико-механические (адгезия, эластичность, твердость и др.), декоративные и защитные (антикоррозионные свойства, атмосферостойкость, водопоглощение).

Качество лакокрасочных покрытий оценивают по отдельным наиболее важным характеристикам (например атмосферостойкие лакокрасочные покрытия - по потере блеска и мелению) или по квалиметрической системе.

Долговечность лакокрасочных покрытий зависит также от интенсивности внешних разрушающих факторов (для атмосферостойких лакокрасочных покрытий - солнечное излучение, влажность, средняя температура и ее перепады и др.).

Механизм разрушения покрытий существенно зависит также от природы пленкообразователя, каталитической активности пигментов и пр. Так, перхлорвиниловые лакокрасочные покрытия разрушаются в основном вследствие термо- и фотохимического разложения с выделением НСl, густосетчатые эпоксидные и полиэфирные - из-за возрастания внутренних напряжений, вызывающих ухудшение адгезионной прочности и снижение эластичности (вплоть до появления трещин на поверхности).

Долговечность современных атмосферостойких лакокрасочных покрытий (в умеренном климате) составляет 7-10 лет, водостойких - 3-5 лет, термостойкие выдерживают температуру до 300°С (кратковременно - 600°С и даже более).