Органорастворимые лакокрасочные материалы

В настоящее время для окрашивания машин используются комплексные системы покрытий (рисунок 1.11), включающие грунтовки, шпатлевки, композиции для промежуточных и верхних отделочных слоев. Такая структура покрытий предполагает последовательный поэтапный процесс окраски, в который входят предварительная подготовка поверхности металла, грунтование, шпатлевание, нанесение промежуточного и отделочного слоев. Первые два этапа обеспечивают защитные свойства, а последующие — декоративные характеристики покрытия. На каждом этапе окраски используются соответствующие материалы, специально разработанные для указанных целей.

Рисунок 1.11 – Строение лакокрасочного покрытия:

1 - окрашиваемая поверхность; 2 - грунтовка; 3 – местная шпатлёвка; 4 – общая шпатлёвка (порозаполнитель); 5 – слой покрывной эмали.

Большинство фирм, производящих ЛКМ для ремонтной окраски автомобилей, предлагают комплексные лакокрасочные системы, в которых представлены все материалы, предназначенные для ремонта лакокрасочных покрытий (грунты, шпатлёвки, базовые эмали, лаки, разбавители и отвердители). Как правило, для получения максимального эффекта, фирмы производители ЛКМ рекомендуют применять при ремонтной окраске автомобилей, материалы из одной и той же лакокрасочной системы.

«Фундаментом», лежащим в основе лакокрасочного покрытия, являются грунтовочные покрытия. К грунтам, предъявляют доволь­но разносторонние требования. Во-первых, он призван обеспечить антикоррозионную защиту поверхности металла и хорошую адгезию для всех слоев лакокрасочных материалов. Во-вто­рых, слой грунта должен служить демпфером, амортизирующим кинетическую энергию мелких частиц, попадающих во время эксплуатации ав­томобиля на его покрытие, а также заполнять поры и скрывать незначительные неровности окрашиваемой поверхности [8, 9].

Современные технологии пока не позволяют на достаточно качественном уровне совместить в одном продукте защитную, выравнивающую и амортизирующую функции, поэтому обычно ис­пользуют два вида грунтов: первичные (праймеры) и вторичные (наполнители).

Первичный грунт — это один из самых важных материалов лакокрасочного покрытия. Его наносят непосредственно на поверхность металла. Основная задача этого грунта создать антикоррозионную защиту поверхности металла и обеспечить к ней хорошую адгезию.

Ранее широко применялись кислотные праймеры. Однако, кислотосодержащие грунты можно наносить только на поверхность металла, что приводило к тому, что фосфатная плёнка, обеспечивающая адгезию и придающая покрытию антикоррозионные свойства, не образуется на закрытых (краской или шпатлёвкой) участках.

Для ремонтируемых участков, с которых нет необходимости удалять старое лакокрасочное покрытие целесообразней применять праймеры выполненные на основе поливинилбутилена. Этот материал также обеспечивает отличные антикоррозионные свойства.

Другой важной составляющей фундамента лакокрасочного покрытия является слой вторичного грунта. Его отсутствие, влечет за собой образование на поверхности большого количества сколов. Причем, чем эластичнее вторичный грунт, тем лучше на его поверхности держится лакокрасочное покрытие.

Допускается нанесение вторичного грунта непосредственно на поверхность металла, но покрытие будет иметь меньшую коррозионную стойкость, чем с нанесённым праймером.

В таблице 1.1 приведены физико-механические характеристики некоторых грунтов.

В последнее время, в свете ужесточения экологического законодательства, широкое применение находят грунты с высоким сухим остатком. Основой для данных грунтов являются акриловые олигомеры и полимеры с низкой молекулярной массой [10]. Примером этого типа лакокрасочных материалов является двухкомпонентный грунт DuPont 3240S, который имеет довольно низкую эмиссию летучих (250 г/литр).

В ремонтном производстве на грунтовку или непосредст­венно на металлическую поверхность наносят слой двухупаковочной полиэфирной или эпоксиамидной грунт-шпатлевки.

Загорский ЛКЗ, Россия	ГФ-021	Противо- коррозион- ный алкидный грунт				0,7
"Садолин" Финляндия	Садолин- праймер 541	Однокомпо- нентный быстро- сохнущий грунт		-		0,6
«Мобихел» Хелиос Словения	S-25221	Однокомпо- нентный бы- стросохнущий грунт				0,5
«Мобихел» Хелиос Словения	Мобихел- праймер	Однокомпо- нентный бы- стросохнущий грунт				0,6
"Колор" Хелиос Словения	PBF, серый	Однокомпо- нентный грунт с антикоррозионными добавками				0,45		<30
Загорский ЛКЗ, Россия	ВЛ-02, зеленый	Двухкомпо- нентный фосфати- рующий грунт			0,25	0,7
"Басф" Глазурит Германия	283-150	Двухкомпо- нентный ре- активный грунт		-		0,6
«Сиккенс», Голландия	Washrimer CR, зеленый	Двухкомпо- нентный тра- вящий грунт	<10	-	0,25	0,6
"Дюпон", США	820 R, песочный	Двухкомпо- нентный, протравлива ющий грунт- выравниватель		-	0,25	0,6
Фирма-изго товитель, страна	Наименова ние, цвет	Тип	Степень перетира, мкм	Степень раз- бавления, %	Время высы- хания, ч	Твердость у.е.	Адгезия, балл	Прочность при ударе, см

Наиболее популярны полиэфирные шпатлевки, выпускаемые различными зарубежными фирмами в комплекте «полуфабрикат» плюс «инициатор полиме­ризации перекисного типа». Если поврежденное место предварительно тщательно обработано (т.е. удалена ржавчина, обезжирено и высушено), то у этого материала очень хорошая адгезия на всех обычных поверхностях, таких как чистый металл, грунтовки и старые лакокрасочные слои, находящиеся в хорошем состоянии. Большое преимущество шпатлевок на полиэфирной основе, в сравнении с ранее употреблявшимися материалами, такими как нитроцеллюлозная шпатлевка, состоит в том, что во время сушки они имеют минимальное стягивание. Ныне имеются универсальные полиэфирные шпатлевки, которые можно наносить на оцинкованные стальные поверхности, а также на вышеназванные поверхности.

Для оцинкованных поверхностей рекомендуется применять исключительно универсальную полиэфирную шпатлевку, так как стандартная полиэфирная шпатлевка не годится для таких поверхностей.

Рекомендуется также избегать нанесения полиэфирных шпатлевок на грунтовки кислотного отверждения (wash primer) и термопластичные акриловые материалы (DuPont 1K Primer 40S). Кроме того, необходимо заметить, что неточная и недостаточная смесь шпатлевки с отвердителем может привести к изменению лакокрасочного материала или к недостаточному отверждению.

Выделяются следующие виды шпатлёвок: волокнистые, наполняющие и тонкие.

Волокнистые шпатлевки. Основное назна­чение шпатлевок, наполнителем которых служит стекловолокно - ремонт сквозных отверстий и больших повреждений на высоконагруженных деталях. После высыхания шпатлевка становится очень жесткой и прочной, но тяжело шлифуется. Поэтому её рекомендуют закрыть («протянуть») обычной наполняющей шпатлевкой.

ПЭ-00-85	Для выравнивания глубоких неровностей	Белый	Не определяется	-	Не определяется	1,0
ЭП–00-10	Красно-коричневый		Р – 40, ацетон или толуол	20…30
НЦ – 009	Местное шпатлевание после грунтования и исправления мелких дефектов на поверхности кузова автомобиля	Жёлтый		Р 646	Не определяется	3…3,5
НЦ – 008	Защитный		Р 646	Не определяется	2,5…3
НЦ – 007	Красно-коричневый		Р 646	Не определяется	2,0
МС -006	Исправление мелких дефектов на поверхности кузова автомобиля	Розовый		Ксилол или Р 646	Не менее 18	0,3
ПФ – 002	Общее и местное шпатлевание при отсутствии горячей сушки	Красно-коричневый		Сольвент	Не определяется
Показатель	Назначение	Цвет	Содержание сухого остатка ,%	Разбавитель	Вязкость в разбавленном виде по ВЗ – 4, с	Продолжительность высыхания ,ч.

Наполняющие шпатлевки составляют ос­новную массу всех материалов этой группы и предназначены для заполнения повреждённых поверхностей кузова.

Тонкие шпатлевки используются для исправ­ления небольших повреждений и в качестве до­водочных для «протягивания» незначительных дефектов, в том числе возникших при обработ­ке универсальных шпатлевок.

Шпатлёвки, применяемые для ремонтного окрашивания автомобилей могут быть в виде паст или жидкими. Жидкие шпатлёвки применяются для заполнения рисок, мелких царапин и других неровностей. Данный тип шпатлёвок наносится методом пневматического распыления.

Альтернативой полиэфирным шпат­левкам на основе растворителей могут служить водоразбавляемые эпоксид­ные аналоги, отличающиеся низкотем­пературным отверждением, хорошей шлифуемостью и превосходной совме­стимостью с другими видами ЛКМ. Эпоксидные шпатлевки представляют собой двухупаковочные системы с жизнеспособностью 5 часов. Они со­стоят из эпоксидной дисперсии и аминоуретанового отвердителя с добавка­ми. После смешения компонентов шпатлевку наносят двумя слоями тол­щиной по 40 мкм каждый с промежутком 20 мин., подсушивают в течение 30 минут и отверждают за 60 минут при температуре 60 °С [11].

При выборе верхнего отделочного ЛКМ при ремонте автомобилей прихо­дится руководствоваться качеством и типом первоначального покрытия, а также приемлемостью температурного режима отверждения.

За рубежом обычно применяют двухслойное покрытие, состоящее из базисной композиции и верхнего покрывного лака.

Ассортимент ЛКМ для базисных сло­ев достаточно широк и насчитывает не менее 20 тысяч различных оттенков. Для изготовления этих материалов применя­ют три основных компонента: пигмент­ную пасту, водную дисперсию смолы с добавками и корректирующую основу с реологическими добавками. Все три компонента после смешения образуют стабильную дисперсию.

В качестве плёнкообразователей в та­ких ЛКМ используют полимеры с очень хорошей способностью к измельчению и смачиванию пигментов. В то же время они должны иметь хороший розлив и легко сшиваться в мягких условиях. Всем этим условиям соответствуют по­лиуретаны. Например, германская фир­ма BASF изготавливает полиуретановые дисперсии марки Glasurit-90-Line для авторемонтных базисных покрытий, на­носимых методом распыления, в т. ч. с помощью высокообъемного распылите­ля низкого давления [8].

Для финишной ремонтной отделки автомобилей долгое время применялись алкидные ЛКМ, которые начиная с 70-х гг. стали интенсивно вытесняться полиэфир- и акрилоуретановыми эмаля­ми с температурой сушки не выше 80…100 °С. Однако наиболее предпочти­тельны эмали воздушной сушки.

Крупнейшие отечественные произво­дители авторемонтных эмалей — ОАО «Ярославские краски», Котовский и Одинцовский лакокрасочные заводы и некоторые другие предприятия, по­ставляют на рынок алкидно-меламинные эмали МЛ-197, МЛ-1110, МЛ-1226 и «Одихел», предназначенные для ремонта автомобилей ГАЗ и ВАЗ. Особый интерес представляют две последние эмали, отличающиеся пони­женной температурой сушки (80 °С).

Однако следует помнить, что пере­численные отечественные ЛКМ для ре­монта иномарок не пригодны из-за не­совместимости с первоначальным за­водским покрытием, ограниченности цветовой гаммы и необходимости колеровки. Для этих целей следует исполь­зовать более дорогие двухупаковочные акрилоуретановые эмали импортного производства. Эти эмали холодной сушки прочно занимают лидирующие позиции на мировом рынке авторе­монтных ЛКМ.

Современные ЛКМ для покрывных слоёв можно разделить на две группы: одностадийные эмали и базовое покрытие (под лак). Одностадийные эмали (одно- и двухкомпонетные) могут наноситься на ремонтируемую поверхность как с последующим напылением лака, так и в виде самостоятельных финишных покрытий. В отличие от эмалей, базовое покрытие наносится только в комбинации с лаком [12].

Ремонтные автомобильные краски обычно готовят непосредственно на малярном участке сервисного предприятия, используя набор компонентов, находящийся на миксерной установке.

Если миксерная установка содержит комплект концентрированных пигментных паст и отдельно связующее, называемое биндером, то такая лакокрасочная система называется «биндерной». Причем, если пигменты определяют только цвет покрытия, то от биндера зависят все остальные потребительские и технологические свойства покрытия и его качество, т.е. меняя один биндер на другой, легко управлять характеристиками красок [13].

Наибольшее распространение в качестве финишных покрытий получили 2К (двукомпонентные) акриловые бесцветные лаки — это материал, ко­торый является неотъемлемой частью покрытий с эф­фектом «металлик» и «перламутр». Лак обеспечивает глянец и физико-химическую стойкость лакокрасочно­го покрытия.

Классифицировать 2К акриловые лаки можно по степени содержания сухого остатка:

· LS — low solid (низкое содержание сухого остатка);

· MS — medium solid (среднее содержание сухого ос­татка);

· HS — high solid (высокое содержание сухого остатка);

· UHS — ultra high solid (сверхвысокое содержание сухого остатка).

Наиболее широкое распространение на сегодняш­нем рынке авторемонта получили материалы серии MS и HS. Их применение позволяет наиболее эффек­тивно использовать рабочее время.

Лаки, относящиеся к серии MS широко распространены и в работе очень по­хожи на 2К акриловые автоэмали. Метод нанесения ла­ка ничем не отличается от работы с акриловыми крас­ками — наносятся два полных слоя с промежуточной выдержкой между слоями 7…10 мин при температуре 20°С. Перед ускоренной сушкой для нанесенного по­крытия требуется дополнительная выдержка в тече­ние 15 мин. После высыхания лак образует пленку толщиной в 50…60 мкм [14].

Лаки серии HS наносятся в 1,5 слоя без промежуточной сушки и обеспечивает не­обходимую толщину пленки 50…60 мкм. Обладает от­личной механической и химической стойкостью, быстpo высыхает, что обеспечивает быструю и эффектив­ную работу, долговременную защиту слоя базовой краски с высокой степенью блеска.

Методы нанесения HS ла­ка значительно отличаются от принятых при работе с лаками серии MS (имеется в виду нанесение двух пол­ных слоев). В этом случае существует большая веро­ятность возникновения дефектов: вскипание лака, подтеки и долгий набор твердости и, соответственно, механической прочности. Материа­лы серии HS более концентрированные, чем MS, в них меньше органических сольвентов, они более густые и наносятся в 1,5 слоя без промежуточной выдержки.

HSлаки имеют тен­денцию к последующему «растеканию». Также необходимо помнить о температу­ре самого материала во время окраски, которая долж­на соответствовать температуре воздуха в камере и температуре окрашиваемого объекта.

Особенность в применении HSлаков в том, что вяз­кость материала зависит от его температуры. Если на поверхность наносить холодный HSлак, то при распы­лении он не растекается из-за высокой вязкости. В этом случае у маляра возникает естественное жела­ние напылить более толстый слой, но при попадании лака на теплую деталь он прогревается, а из-за увели­ченной толщины слоя образуются подтеки.

Дефект вскипания происходит из-за увеличения толщины слоя и/или нанесения двух полных слоев HSлака, что также недопустимо [15].

Наряду с разработкой традиционных двухкомпонентных лаков с высоким сухим остатком, проводятся исследования по применению при ремонтном окрашивании ЛКМ ультрафиолетового отверждения. Одной из последних разработок является лак «Sikkens Autoclear UV» компании Akzo Nobel. Основой данного лака является мономер, не содержащий летучих компонентов. Испарение летучих, при работе с лаком «Sikkens Autoclear UV», возможно только при внесении в его состав разбавителя, для получения необходимой вязкости [16].

Несмотря на то, что перед нанесением новый лак необходимо смешать с отвердителем, процесс полимеризации смеси сам по себе не начинается. Формирование покрытия происходит только после облучения нанесённого на поверхность кузова автомобиля лака, в который добавлен отвердитель светом ультрафиолетовой лампы. После такого начального облучения процесс полимеризации происходит при температуре 20ºС в течении 6 минут [16].

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: