CC BY
24
М.Г. Офицерова, H.B. Холъшева,
Т.А. Новикова, C.B. Панин, В.Н. Конкина
АТМОСФЕРНОЕ СТАРЕНИЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ В УМЕРЕННО ТЕПЛОМ ПРИМОРСКОМ КЛИМАТЕ Г. ГЕЛЕНДЖИКА
Наиболее объективная оценка определения сроков службы лакокрасочного покрытия - это атмосферные испытания, где происходит одновременное воздействие всех климатических параметров. Искусственное нарушение покрытия в виде надреза сокращает длительность испытаний для выявления защитных свойств лакокрасочной системы.
На открытой атмосферной площадке в умеренно теплом приморском климате экспонируются 59 систем лакокрасочных покрытий. Образцы изготовлены из сплава Д16-АТ с анодно-оксидным сернокислотным покрытием с наполнением анодной пленки в растворе хромпика (Ан.Окс.нхр) и с химическим оксидным покрытием (Хим.Окс); покрытия получены серийным и опытным методом.
Размер образцов 75x250 мм. На покрытия Ан.Окс.нхр и Хим.Окс нанесены грунтовки ЭП-0215, ЭП-076АК, ВГ-28, ВГ-27 и эмали ВЭ-46, ХВ-16, АС-1115, АК-1206, Аэродур C21/100UVR по различным схемам, приведенным в табл. 1. Климатическое воздействие на покрытия определяли по изменению декоративных и защитных свойств.
Таблица 1
Схемы комплексных защитных покрытий*
Грунтовочное Покрытия на основе эмалей
покрытие АС-1115 C21/100UVR АК-1206 ВЭ-46 ХВ-16
еерий- опытный еерий- опытный серийный серий- серий-
ныи ныи ныи ныи
Ан. Хим. Ан. Хим. Ан. Хим. Ан. Хим. Ан. Хим. Ан. Хим. Ан. Хим.
Оке. Оке Оке. Оке Оке. Оке Оке. Оке Оке. Оке Оке. Оке Оке. Оке
нхр нхр нхр нхр нхр нхр нхр
ЭП-0215г.с.+ + + + + + + + + + + + + + +
+ ВГ-27х.с.
ВГ-28г.с.+ + + + + + + + + + + + + + +
+ ВГ-28 х.с.
ВГ-28г.с.+ + + + + + + + + - - - - - -
+ ВГ-27 х.с.
ЭП-0215г.с.+ + + + + + + + + - - - - - -
+ ЭП-076АКх.с.
ВГ-28г.с.+ + + - - + +
+ ЭП-076АКх.с.
ЭП-0215г.с.+ + + - - + +
+ ВГ-28х.с.
ЭП-0215г.с.+ + - - - + - - - - - - - - -
+ ВГ-32х.с.
ЭП-0215г.с.+ - - - - + - - - - - - - - -
+ Aerodur CF-
37047х.с.
АК-070г.с.+ +
+ АК-070х.с.
* Подготовка поверхности под покрытие - серийным и опытным методом (Ан.Окс.нхр и Хим.Окс); под эмали нанесены грунтовки горячей (г.с.) и холодной сушки (х.с.); плюс (+) и минус (-) в графах означает проведение экспозиции и отсутствие экспозиции соответственно.
Декоративные свойства покрытия характеризуются видами разрушений - грязе-удержание, изменение цвета покрытия, потеря блеска, меление.
Грязеудержание. Поверхность лакокрасочных покрытий в наших условиях в открытой атмосфере и под навесом постоянно покрыта частицами пыли. Отмечены случаи появления покрова маслянистого характера, объединяющего все частицы пыли в единую сплошную грязевую пленку. В период дождей со слабой интенсивностью пыль остается на поверхности, на образцах с начальной стадией меления образуются грязевые полосы, при глубоком разрушении поверхностного слоя покрытия пыль смывается сильными дождями и частично вбивается в лакокрасочную пленку.
Осаждение атмосферной пыли зависит от влажности воздуха, от шероховатости поверхности. Так, после 2 мес испытаний на образцах, экспонируемых на одном стенде, наблюдался покров пыли, неодинаковый по толщине, в зависимости от марок эмалей: АС-1115, АК-1206 - самый большой слой, С21/1000иУК - небольшой слой, ВЭ-46, ХВ-16 - почти отсутствие пыли. На эмали АС-1115 было отмечено грязеудержание после 10 дней экспозиции, а на остальных покрытиях грязевая пленка появилась после 1,5 мес выдержки в атмосфере.
После 5 лет испытания осевшая на глянцевой эмали C21/100UVR пыль удаляется водой; на эмалях, подверженных мелению, частично атмосферная пыль впитывается в деструктированный слой покрытия.
Изменение цвета покрытия. Атмосферное старение лакокрасочных покрытий в течение 1 года испытания привело к незначительным изменениям декоративных свойств: на эмалях ВЭ-46, ХВ-16 - легкое выгорание; на эмали АК-1206 - легкое потемнение; на эмали АС-1115 появился желтоватый оттенок; цвет эмали C21/100UVR не изменился.
В табл. 2 показано изменение цвета покрытия с увеличением продолжительности экспозиции.
Таблица 2
Изменение цвета покрытия в приморской атмосфере г. Геленджика
Эмаль Исходный цвет покрытия Изменение цвета после экспозиции в течение, годы
1 1,5 2 3 5
АС-1115 Белый Появилась Точечная Пожелтение, Полное измене- Потеря блеска
желтизна сыпь появление ма- ние исходного (появление мато-
товости цвета вости);
серо-белый цвет
с желтизной
С21/100иУЯ -«- Без Без Без Легкое потем- Незначительное
изменения изменения изменения нение с синева- потемнение
тым оттенком
АК-1206 -«- Потемнение Точечная Появление Появление Серо-белый цвет
сыпь матовости матовости
ВЭ-46 Темно- Легкое То же То же Осветление Осветление,
серый осветление появление
матовости
ХВ-16 -«- Выгорание Выгорание Побеление Точечная Бело-серый цвет
до светло- цвета сыпь с темными
серого разводами
Начало появления желтизны на эмали АС-1115 на основе грунта ВГ-32х.с. было отмечено после 2 мес испытания. После 3 мес желтизна появилась дополнительно на
других образцах в сочетании с другими грунтами. Начальное изменение цвета на эмалях АК-1206, ВЭ-46, ХВ-16 наблюдалось после 5 мес испытаний.
После 3 лет выдержки в приморской атмосфере на эмали АС-1115 произошло полное изменение исходного цвета - матовость с желтизной; на эмали ХВ-16 - сильное изменение цвета; на эмали АК-1206 - глубокая матовость. После 5 лет испытания первоначальный цвет эмали АС-1115, ХВ-16, АК-1206 стал неразличим; на эмали ВЭ-46 -наблюдается осветление с матовостью; незначительное потемнение на эмали
С21/100ит
Блеск. Солнечное излучение является основным фактором, вызывающим потерю блеска. Потускнение покрытия наблюдалось после 5 мес экспозиции. Исходное значение блеска эмалей представлено в табл. 3.
После 1 года атмосферного старения потеря блеска на полиуретановой эмали C21/100UVR составила до 20%, на акриловой эмали АС-1115 и акрилуретановой эмали АК-1206 - от 20 до 40%. Эпоксифтороновая эмаль ВЭ-46 и перхлорвиниловая эмаль ХВ-16 имеют низкие исходные показатели блеска, которые за 2 года практически не изменялись.
На эмали АС-1115 потеря блеска >80% наблюдается после 2 лет испытания, на эмали АК-1206 - после 3 лет, эмали С21/100и"УЕ. - после 4,5 лет.
На образцах эмали ВЭ-46, ХВ-16 в основном потеря блеска после 5 лет составила 70-80% (см. табл. 3; 5).
Таблица 3
Исходное значение блеска исследуемых эмалей
Эмаль АС-1115 С21/100ИУЯ АК-1206 ВЭ-46 ХВ-16
Исходное значение блеска*, % 30-44 68-75 73-78 3-5 3-7
* Измерение на фотоблескомере ФБ-2.
Меление. Начальная стадия меления в количестве 1-2 отпечатков, определенная прибором ПМ-1, наблюдалась после 1 года испытания на эмали ХВ-16; после 1,5 лет подобная картина отмечена на эмалях АС-1115, АК-1206, ВЭ-46. Резко прогрессировало разрушение верхнего слоя покрытия эмалей АС-1115 и АК-1206 после 2,5 лет выдержки в приморской атмосфере: за 0,5 года количество отпечатков меления возросло от 2 до 34 и до 22 соответственно (табл. 4).
На эмали C21/100UVR в течение 5 лет экспонирования в приморской атмосфере меление отсутствовало.
Таблица 4
Развитие меления на эмалях в приморской атмосфере г. Геленджика
Эмаль Количество отпечатков после экспозиции в течение, годы
1 1,5 2,5 3
АС-1115 0 2 2-4 22-34
С21/100ЦУЯ 0 0 0 0
АК-1206 0 0-1 2-3 20-22
ВЭ-46 0 0-2 1-2 1-2
ХВ-16 0-1 0-2 0-2 7-12
Разнообразие грунтовок в системах покрытий не оказало влияние на меление эмалей.
В табл. 5 показано время достижения степени разрушения декоративных свойств эмалей, характеризующихся балльной системой по ГОСТ 6992-68.
Таблица 5
Время изменения декоративных свойств эмалей при испытании в приморском климате г. Геленджика
Эмаль Время экспозиции, годы, за которое произошло изменение
цвета блеска (потеря блеска, %) меления (количество
отпечатков)
незначи- появле- цвет цвет не до 20 св. 20 40-60 60-80 св. 80 до 2 2-5 5-8 св. 8
тельное ние плохо различим до 40
изменение оттенков различим
(2 балла) (3 балла) (4 балла) (5 баллов) (1 балл) (2 бал- (3 бал- (4 бал- (5 бал- (2 бал- (3 бал- (4 бал- (5 бал-
ла) ла) ла) лов) ла) ла) ла) лов)
АС-1115 1 2 - 5 - 1 1,5 - 2 1,5 2,5 - 3
С21/100иУЯ 3 - - - 1 2-2,5 2,5-3 3-3,5 5 >5 - - -
АК-1206 1 2 3 5 - 1 1,5 2,5 3 1,5 2,5 - 3
ВЭ-46 1 3 - - 1 2,5 - 3 - 1,5 - - -
ХВ-16 1 1,5 2 5 1 2,5 - 3 - 1 - - 3
В табл. 6 приведена обобщенная оценка декоративных свойств покрытий в процессе атмосферного старения в приморском климате г. Геленджика.
Таблица 6
Обобщенная оценка декоративных (АД) свойств покрытий
Эмаль
Характеристика* эмали после экспозиции в течение
1 года
ц
Г М КАД АД
1,5 лет
ц
м
К
АД
2 лет
^^^^ Кад
АД
АС-1115
С21/100иУК
АК-1206
ВЭ-46
ХВ-16
0,85 1,0 0,85 0,93 0,85
Хор Хор Хор Хор Хор
0,73 1,0 0,73 0,85 0,80
Хор Хор Хор Хор Хор
0,55 0,93 0,68 0,85 0,70
Удовл. Хор. Удовл. Хор. Хор.
2,5 лет
3 лет
5 лет
АС-1115 С21/100иУЬ
АК-1206
ВЭ-46
ХВ-16
0,5 0,93
0,53 0,78 0,63
Удовл. Хор.
Удовл. Хор. Удовл.
0,18 0,7-0,8 0,20 0,58 0,30
Неудовп. Хор.
Неудовп. Удовл. Неудовп.
0,18 0,68
0,18 0,58 0,20
Неудовл. Удовл.
Неудовл. Удовл. Неудовл.
* Условные обозначения: Б - блеск; Ц - цвет; Г - грязеудержание; М - матовость; К\д - коэф(
шциент весомости оценки АД.
Данные табл. 6 показывают, что в течение 1,5 лет исследуемые эмали имеют хорошую оценку состояния покрытия по декоративным свойствам. Через 2 года эмали АС-1115 и АК-1206 - удовлетворительное (Кад составляет 0,55 и 0,68 соответственно); после 2,5 лет старения к ним добавилась перхлорвиниловая эмаль ХВ-16, а после 3 лет декоративный вид этих эмалей снизился до оценки «неудовлетворительно».
После 5 лет состояние покрытия эмали C21/100UVR и ВЭ-46 характеризуется как удовлетворительное.
Защитные свойства лакокрасочных покрытий определяли по распространению коррозии от надреза. После 2,5 лет экспозиции - начало коррозии (единичные точки по надрезу) отмечены на теневой стороне некоторых образцов. После 4-5 лет распространение коррозии от надреза на теневой стороне всех испытанных образцов не превышало 0,5-2,0 мм, что говорит о хороших защитных свойствах покрытий. В табл. 7 приведены результаты определения защитных свойств комплексных покрытий на лицевой и теневой стороне образцов. Защитные свойства покрытия на сплаве Д16-АТ с неоргани-
ческим покрытием Хим.Окс серийным несколько (незначительно) ниже, чем по покрытию Ан.Окс.нхр серийному. Коррозия по телу образцов отсутствует.
На отдельных образцах отмечено небольшое отслаивание ЛКП вдоль надреза ЛКП. На образце с покрытием Ан.Окс опытным и ЛКП ЭП-0215г.с.+ВГ-27+эмаль АС-1115 имеет место отслаивание ЛКП от металла, на образце с покрытием Ан.Окс.нхр серийным с ЛКП ЭП-0215г.с.+ВГ-32+эмаль АС-1115 - отслаивание от грунтовки ВГ-32. На некоторых образцах с эмалью АС-1115 появилась сыпь.
Таким образом, после 5-летних испытаний лакокрасочных покрытий на открытой атмосферной площадке в умеренно теплом приморском климате г. Геленджика можно сделать следующие выводы.
- Испытанные системы ЛКП на сплаве Д16-АТ с различными неметаллическими неорганическими покрытиями (серийными и опытными) после 5 лет испытания показали достаточно высокие защитные свойства (распространение коррозии от надреза 0-2 мм).
- На отдельных системах ЛКП по покрытию Хим.Окс серийному распространение коррозии от надреза несколько больше, чем по покрытию Ан.Окс.нхр серийному.
Таблица 7
Защитные свойства покрытий*. Распространение коррозии** от надреза (мм) после 5 лет испытания на атмосферной площадке ГЦКИ. Подложка Д16-АТ
Системы ЛКП Неметаллическое неорганическое покрытие на металле (под ЛКП)
Ан.Окс.нхр Хим.Окс Ан.Окс Хим.Окс
серийное опытное
гр.ЭП-0215г.с. + гр.ВГ-27 + эм.АС-1115 0/0 0/0,5 0/0 (отслоение от металла 57x55 мм) 0/1,0
гр.ЭП-0215г.с .+ гр.ВГ-27+ 3M.C21/100UVR 0/0 0,5/1,5 0/0 0/1,0
гр.ЭП-0215г.с. + гр.ВГ-27 + эм.АК-1206 0/0,5 0/1,5 - -
гр.ЭП-0215г.с. + гр.ВГ-27+ эм.ВЭ-46 0/0 0,5/2,0 - -
гр.ЭП-0215г.с. + гр.ВГ-27 + эм.ХВ-16 0,5/1,0 0/2,0 - -
гр.ВГ-28г.с.+ гр.ВГ-28 + эм.АС-1115 0/0 0/0 0/1,0 (сыпь 3%) 0/0
гр.ВГ-28г.с. + гр.ВГ-28 + 3M.C21/100UVR 0/0,2 0,5/1,0 0,5/0,5 0/0
гр.ВГ-28г.с.+ гр.ВГ-28 + эм.АК-1206 0/0 - - -
гр.ВГ-28г.с. + гр.ВГ-28 + эм.ВЭ-46 0/0,5 - - -
гр.ВГ-28г.с. + гр.ВГ-28 + эм.ХВ-16 0/1,0 - - -
гр.ВГ-28г.с.+ гр.ВГ-27 + эм.АС-1115 0/0 0/0,5 0/0 0/1,0
гр.ВГ-28г.с.+ гр.ВГ-27 + эм. C21/100UVR 0/0 0/0,5 0/0 0/0,5
гр.ЭП-0215г.с. + гр.ЭП-076АК + эм.АС-1115 0/1,0 0/0,5 0/0 0/0 (сыпь 1%)
гр.ЭП-0215г.с.+ гр.ЭН-076АК + 3M.C21/100UVR 0,5/0,5 0/0,5 0/0 0/0,5 (отслоение)
гр.ВГ-28г.с.+ гр.ЭП-076АК + эм.АС-1115 0/0 0/0,5 - -
гр.ВГ-28г.с.+ гр.ЭП-076АК + 3M.C21/1100UVR 0/0 0,5/0,5 - -
гр.ЭП-0215г.с.+ гр.ВГ-28+ эм.АС-1115 0/0 0/0,5 (сыпь 3%) - -
гр.ЭП-0215г.с. + гр.ВГ-28 + 3M.C21/100UVR 0,5/1,5 1,0/1,5 - -
гр. ЭП-0215г.с. + гр.ВГ-32 + эм.АС-1115 0/0 (отслоение от ВГ-32) - - -
гр.ЭП-0215г.с. + гр.ВГ-32 + эм.С21/100 UVR 0,5/0,5 - - -
гр.ЭП-0215г.с. + rp.CF37047 + эм. C21/100UVR 0,5/1,0 - - -
гр.АК-070г.с. + гр.АК-070 + эм.АС-1115 0/1,5 - - -
* Обозначения: гр. - грунтовка; эм. - эмаль; г.с. - горячая сушка. ** В числителе - коррозия на лицевой стороне образца, в знаменателе - на теневой стороне образца (0 - отсутствие коррозии).
- Имеет место отслаивание отдельных ЛКП до металла или грунта в системах с грунтовками ВГ-27 и ВГ-32. На некоторых образцах с эмалью АС-1115 имеется сыпь.
- Защитные свойства комплексных защитных покрытий с опытными неметаллическими неорганическими покрытиями практически аналогичны свойствам серийных покрытий.
