Лакокрасочные материалы (покрытия)

Нанесение полимерных покрытий. Классификация методов

Полимерные покрытия, наносимые на поверхность твердого тела, используются для повышения служебных свойств изделий. В зависимости от природы и толщины полимерного слоя, технологии нанесения, они могут быть применены в качестве:

-защитных (полимерные материалы обладают высокой химической стойкостью по отношению к кислотам, щелочам, полимерное покрытие имеет высокую сплошность и адгезию к основе);

- антифрикционных и износостойких;

- диэлектрических, электроизолирующих;

- декоративных;

- оптических (просветляющих или антибликовых).

Полимерные покрытия достаточно часто используются также как адгезионно-активные и электропроводящие слои, клеи.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ.

В зависимости от агрегатного состояния полимера, использующегося при формировании покрытия все методы условно разделяют на:

1. методы получения покрытий из полимерных порошков, пленок, пластин;

2. методы получение покрытий из полимерных суспензий.

3. Методы осаждения покрытий из газовой фазы.

Покрытия толщиной более 100 мкм получают методом плакировки (закрепление пленки, пластин на поверхности), из порошков и паст. Порошковые поли- мерные покрытия имеют толщину от 100 до 1500 мкм и технология их нанесе- ния наиболее хорошо разработана. При этом особый интерес представляет возможность нанесения этими методами композиционных полимерных покрытий, которые в сравнении с однофазными материалами обладают рядом преиму- ществ.

Полимерные покрытия и порошковых материалов формируют с помощью следующих технологических приемов:

а). Порошки переводят во взвешенное (псевдоожиженное) состояние, которое может быть реализовано следующими способами: вихревым; вибрационным; вибровихревым; механическим; электростатическим; комбинированным. Они отличаются характером силового воздействия на частицы полимера. Наиболее технологичными являются электростатический и вихревой способы псевдоожижения и осаждения покрытий. Частицы полимера наносятся на поверхности и закрепляются на ней, как правило, путём плавления и образования адгезионного соединения.

б). Полимерные частицы вводятся в газовый направленный поток, с помощью которого происходит их транспортировка до поверхности (происходит распыление дисперсного материала). В зависимости от природы газодисперсного потока различают следующие методы распыления: плазменный; пламенный; теплолучевой; струйный; электростатический.

в). Полимерные покрытия могут быть получены путём насыпания порошка полимера на поверхность и последующей его молитизации. Нанесение порошка на поверхность осуществляют с помощью сита, центробежных сил (например, при нанесении на внутренние поверхности), прокаткой по слою порошка. Покрытия толщиной не более 100 мкм получают из паст, суспензий, растворов. Нанесение полимерного слоя из раствора осуществляется методами: окунание, полив, распыление, электрофорез, распыление в электромагнитном поле.

Тонкие покрытия (толщиной до 10 мкм) получают из разбавленных растворов и из газовой фазы. В последнем случае методы получения условно в зависимости от механизма генерации газовой фазы разделяют на две группы:

1. Методы получения покрытий путём поверхностной полимеризации мономера. Инициирование полимеризационных процессов осуществляется при действии потока электронов, ионов, ультрафиолетового излучения на адсорбированные молекулы мономера.

2. Методы получения покрытий из активной газовой фазы, формируемой путем диспергирования исходного полимера концентрированным потоком энергии (КПЭ). Под действием КПЭ происходит образование реакционно-способных летучих продуктов разрушения, которые, взаимодействуя с поверхностью, при определенных условиях могут образовывать покрытия. В качестве КПЭ используют электроны, ионы, лазерное излучение.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) – многокомпонентная система, которая наносится в жидком или порошкообразном состоянии на предварительно подготовленную поверхность и после высыхания (затвердевания) образует прочную, хорошо сцепленную с основанием пленку

Лакокрасочные покрытия, образуются в результате пленкообразования (высыхания, отверждения) лакокрасочных материалов. нанесенных на поверхность (подложку). Основное назначение: защита материалов от разрушения и декоративная отделка поверхности. По эксплуатационным свойствам различают лакокрасочные покрытия атмосфере-, водо-, масло- и бензостойкие, химически стойкие, термостойкие, электроизоляционные, консервационные, а также специального назначения. К последним относятся, например, противообрастающие (препятствуют обрастанию подводных частей судов и гидротехнических сооружений морскими микроорганизмами), светоотражающие, светящиеся (способны к люминесценции в видимой области спектра при облучении светом или радиоактивным излучением), термоиндикаторные (изменяют цвет или яркость свечения при определенной температуре), огнезащитные, противошумные (звукоизолирующие). По внешнему виду (степень глянца, волнистость поверхностисти, наличие дефектов. лакокрасочные покрытия принято подразделять на 7 классов. Для получения лакокрасочные покрытия применяют разнообразные лакокрасочные материалы (ЛКМ), различающиеся по составу и химической природе пленкообразователя:

ЛКМ на основе термопластичных пленкообразователей (битумные, эфироцеллюлозные лаки);

ЛКМ на основе термореактивных пленкообразователей (полиэфирные, полиуретановые лаки);

ЛКМ на основе масел (олифы, масляные лаки, масляные краски);

ЛКМ, модифицированные маслами (алкидные лаки).

Используют лакокрасочные покрытия во всех отраслях народного хозяйства и в быту. Более 50% всех ЛКМ расходуется в машиностроении (из них 20% - в автомобилестроении), 25% - в строительной индустрии. В строительстве для получения лакокрасочные покрытия (отделочные) применяют упрощенные технологии изготовления и нанесения ЛКМ. Большинство лакокрасочные покрытия получают нанесением ЛКМ в несколько слоев (рис. 1). Толщина однослойных лакокрасочных покрытий колеблется в пределах 3-30 мкм, многослойных - до 300 мкм. Для получения многослойных, например защитных, покрытий наносят несколько слоев разнородных ЛКМ (комплексные лакокрасочные покрытия), при этом каждый слой выполняет определенную функцию: нижний слой - грунт - обеспечивает адгезию комплексного покрытия к подложке, замедление электрохимической коррозии металла; промежуточный - шпатлевка - выравнивание поверхности; верхние, покровные, слои (эмали; иногда для повышения блеска последний слой - лак) придают декоративные и частично защитные свойства.

Рисунок 1. – Защитное лакокрасочное покрытие (в разрезе): 1 -фосфатный слой; 2 - грунт; 3 - шпатлевка. 4 и 5 - слои эмали.

При получении прозрачных покрытий лак наносят непосредственно на защищаемую поверхность. Технологический процесс получения комплексного лакокрасочного покрытия включает до нескольких десятков операций, связанных с подготовкой поверхности, нанесением ЛКМ, их сушкой (отверждением) и промежуточной обработкой. Выбор технологического процесса зависит от типа ЛКМ и условий эксплуатации лакокрасочного покрытия, природы подложки, формы и габаритов окрашиваемого объекта. Качество подготовки окрашиваемой поверхности в значительной степени определяет адгезионную прочность лакокрасочного покрытия к подложке и его долговечность. Подготовка металлических поверхностей заключается в их очистке ручным или механизированным инструментом, пескоструйной либо дробеструйной обработкой или др., а также химическими способами. (обезжиривание поверхности; травление - удаление окалины, ржавчины 3) нанесение конверсионных слоев (изменение природы поверхности; используется при получении долговечных комплексных лакокрасочных покрытий 4) получение металлических подслоев - цинкование или кадмирование (обычно электрохимическим способом на катоде). Химические методы обеспечивают высокое качество подготовки поверхности, но сопряжены с последней промывкой водой и горячей сушкой поверхностей, а следовательно, с необходимостью очистки сточных вод.

Дата добавления: 2017-01-14