кремнійорганічний лак
Добавки органічних смол покращують адгезію, еластичність покриттів, опір стиранню, прискорюють час висихання кремнійорганічних емалей. Зазвичай для модифікації кремнійорганічних плівкоутворюючих речовин застосовують ефіри целюлози, алкідні, епоксидні, акрилові, фенолформальдегідні смоли і ін.
Модифіковані кремнийорганические смоли набувають ряд цінних властивостей, притаманних органічним смолам. Наприклад, смоли, що містять ароматичні радикали, забезпечують більш високу термостійкість, але знижують еластичність покриття. Добавки етилцелюлози або акрилової смоли дозволяють отримувати плівку повітряної сушки (тобто висихають при нормальній температурі). Введення карбамідної смоли підвищує твердість плівки, а епоксидної смоли збільшує стійкість покриття до впливу агресивних середовищ.
Для поліпшення технологічних і фізико-хімічних властивостей кремнійорганічних покриттів використовують спеціальні отверджувачі. Їх застосовують для зниження температури і часу затвердіння, для стабілізації покриття (по можливості, при високих температурах) і для того, щоб уникнути змін кольору і зовнішнього вигляду покриттів при нагріванні і т. Д.
Як затверджувачів застосовують складні композиції на основі тітанофосфороорганіческіх з'єднань, сілазанов (з'єднань з чергуються атомами кремнію та азоту) і елементосілазанов. Введення цих сполук в значній мірі сприяє підвищенню термостійкості кремнійорганічних полімерів за рахунок введення в ланцюг полімеру гетероатомів або їх угруповань, а також підвищенню термоокислительной стабільності за рахунок введення угруповань, які є носіями антиоксидантних властивостей.
Головна перевага покриттів із застосуванням поліорганосілазанов полягає в тому, що вони висихають в природних умовах. Адже недоліком кремнійорганічних поліорганосілоксановой плівкоутворюючих речовин є висихання плівок на їх основі у відносно короткі терміни тільки при високих температурах (200-250 ° С). Відомо, наприклад, що всі кремнийорганические лаки на основі чистих кремнійорганічних смол є лаками гарячої сушки. Введення сілазановой зв'язку в кремнийорганические полімери дозволило вирішити цю проблему.
Позитивний ефект від введення подібних затверджувачів виражається також в тому, що покриття підвищують свою міцність: не розтріскуються при нагріванні, що не піддаються термоокислительной деструкції. Такі покриття стабільні при перепадах температур від -40 до +300 ° С.
Можливість низькотемпературного затвердіння кремнійорганічних композицій значно розширила області застосування: їх стали використовувати для атмосферостійкою захисту фасадів будівель і металоконструкцій, для запобігання арматури залізобетону від електрокорозії, для теплоізоляційного захисту різних конструкцій і т. Д.
Пігментація кремнійорганічних сполук.
Пігменти розрізняються за розміром і формою частинок, смачиваемости плівкоутворюючих, хімічної реакційної здатності, впливу на швидкість висихання покриття. Іншими словами, вплив пігментів на властивості покриттів має велике значення.
Вибір пігментів для кремнійорганічних емалей залежить від передбачуваної температури експлуатації виробів. Для інтервалу температур 250-300 ° С в якості пігментів можуть використовуватися газова сажа, графіт, двоокис титану, титанат хрому, хромат цинку, а також окису кобальту, хрому, магнію, заліза, алюмінію, цинку, кадмію, міді та інші окису металів і їх солі. З органічних пігментів рекомендується застосування зеленого фталоцианина і червоного толуидина. При температурах експлуатації 300-400 ° С застосовуються в основному вищевказані оксиди металів. Більш термостійкі покриття виходять при використанні таких металевих пігментів, як алюмінієва пудра і цинковий пил.
Найбільш широко для пігментація кремнійорганічних емалей використовується алюмінієва пудра, що сприяє утворенню плівок, термічно стійких при 500-600 ° С. Укривістость її дуже висока, що пояснюється здатністю частинок розташовуватися в верхньому шарі плівки. Відображаючи світлове, а також УФ-та ІЧ-випромінювання, алюмінієва пудра попереджає старіння плівок, тому такі покриття зазнають мінімальні зміни зовнішнього вигляду при нагріванні. Одночасно покриття з використанням алюмінієвої пудри покращують розподіл тепла в металевих конструкціях, перешкоджаючи місцевим перегрівів і окисленню зварних швів.
Експлуатаційні властивості покриттів, в тому числі і кремнійорганічних, багато в чому визначаються якістю підготовки поверхні перед фарбуванням. Цей етап особливо важливий при створенні термо- і корозійно-стійких покриттів, оскільки наявність жирових забруднень знижує змочуваність поверхні лакофарбовим матеріалом, в результаті чого адгезія покриття з поверхнею знижується. Якщо на металевих конструкціях є, до того ж, залишки іржі, то під плівкою покриття починають активно протікати корозійні процеси. Сліди окалини теж значно знижують властивості покриттів, т. К. В присутності вологи окалина сприяє локалізації процесу електрохімічної корозії (по відношенню до сталі вона є катодом). Але потрібно пам'ятати, що на гладкій поверхні захисні покриття при нагріванні руйнуються швидше, ніж на шорсткою.
Крім того, термостійкість, фізико-механічні властивості захисних кремнійорганічних термостійких емалей залежать від виду металу, що піддається фарбуванню. Термостійкі покриття застосовують в основному на сталевих і титанових підкладках, здатних витримувати високі температури.
У практиці існують численні способи підготовки поверхні до фарбування, які за методом впливу можна умовно розділити на механічні та хімічні. Це струменевий очищення з використанням різних абразивів, очищення механізованим інструментом, ручна очистка, знежирення різноманітними органічними розчинниками і лугами, травлення, пассивирование, хімічне оксидування, хроматирование і фосфатування і т.д.
Можна виділити наступні закономірності в підготовці деяких поверхонь для нанесення лакофарбових матеріалів (ЛФМ). Для поліпшення захисних властивостей кремнійорганічних покриттів, нанесених на вуглецеві і малолегованих стали, що працюють при температурі до 400 ° С, рекомендується фосфатовані поверхню металу. Режим фосфатирования вибирається виходячи з цільового призначення деталей. Для додання максимальної корозійної стійкості використовують товсті покриття фосфату заліза і марганцю.
Для легованих сталей найбільш підходящим варіантом є підготовка поверхні сухою струменевого очищенням з кварцовим піском, обдув корундовим піском або травлення з наступною пасивацією.
Поверхня металу очищають, покривають її спочатку будь-яким хімічно активним подслоем, після чого вже наносять кремнійорганічне емаль. Такий підхід гарантує збереження всіх міцних і захисних властивостей покриття, його термостійкості і стійкості до перепаду температур при одночасному поліпшенні адгезійних властивостей, що пояснюється хімічною взаємодією макромолекул кремнийорганического покриття з поверхневим речовиною на металі, що утворюється в результаті реакції, що протікає між металом і подслоем. Цей спосіб підготовки поверхні рекомендується застосовувати при фарбуванні великогабаритних або тонкостінних виробів, коли використання інших способів очищення поверхні утруднено.
Для обробки прокорродіровавшіх металевих поверхонь досить часто застосовують так звані перетворювачі іржі (їх використовують без попереднього видалення продуктів корозії, що мають товщину до 100 мкм).
Технологія нанесення покриття.
Водорозчинні лаки і емалі можна наносити будь-яким методом фарбувальної техніки. Найбільш популярним залишається метод пневматичного розпилення, але його недоліком є велика витрата лакофарбного матеріалу (ЛФМ) внаслідок значної кількості перераспила і виділення великої кількості парів розчинників.
Метод забарвлення пензлем пов'язаний з найменшою втратою ЛФМ, однак цим способом неможливо наносити швидковисихаючі або погано розтушовують емалі. Головним же недоліком цього методу є неможливість регулювання товщини покриття. А як відомо, товщина покриття впливає на такі його фізико-хімічні характеристики, як адгезія, термо- і атмосферостійкість, захисні властивості, довговічність і т. П.
Таким чином, з огляду на слабкі адгезійні властивості кремнійорганічних полімерів і лакофарбових матеріалів (ЛФМ) на їх основі, вкрай важливим є забезпечення для кремнійорганічних покриттів оптимальної товщини плівки. Зазвичай вона не повинна перевищувати 40-50 мкм. При більшій товщині покриття буде розтріскуватися або відшаровуватися від підкладки.
Саме з цієї причини кремнийорганические покриття дуже часто наносяться без грунтовок: адже необхідно строго регламентувати товщину захисної плівки для забезпечення працездатності при високих температурах. Іноді для підвищення захисних властивостей покриттів, як це прийнято в захисних лакофарбових системах, кремнійорганічні покриття поєднують з термостійкими грунтовками: наприклад, типу ВГ-6 - в поєднанні з емалями КО-88, КО-814, КО-822, КО-84. Важливим етапом технологічного процесу забарвлення є сушка покриття. Сушку кремнійорганічних покриттів зазвичай виробляють в сушильних печах при нагріванні до температури 150-200 ° С. При інтенсивної обдувке пофарбованої поверхні виробу процес висихання прискорюється (проте треба мати на увазі, що при цьому знижується еластичність утворюється покриття). Інфрачервоні нагрівачі дозволяють в значній мірі інтенсифікувати цей процес, оскільки вони нагрівають металеву підкладку, і прогрів плівки відбувається зсередини.
Застосування каталізаторів затвердіння кремнійорганічних плівок дозволяє значно знизити температуру сушки і навіть виробляти її при температурі навколишнього середовища.
назад Þ