CC BY
969
УДК 684.4.059.3
И. Л. ПЕГОВ
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Ключевые слова: автомобильные эмали, адгезия, краски, лаки, лакокрасочные материалы.
Аннотация. Различные лакокрасочные материалы имеют свои достоинства и недостатки. При их выборе нужно найти компромисс, удовлетворяющий всем, иногда противоречивым, требованиям.
Каждый владелец автомобиля рано или поздно будет вынужден познакомиться с миром автомобильных красок. Целью данной статьи является сравнительный анализ основных видов лакокрасочных покрытий для автомобилей и выбор наиболее универсального лакокрасочного материала.
Все виды автомобильных красок состоят из одних и тех же основных составляющих:
■ пигмент - это порошкообразный элемент краски, отвечающий за ее тон и цвет;
■ связующее вещество - это элемент, который придает краске важное свойство - адгезию, то есть способность удерживаться на окрашиваемой поверхности; связующее вещество надежно удерживает красящий пигмент и после окраски образует ровную глянцевую поверхность;
■ растворитель - это элемент, придающий краске свойства жидкости, необходимые для ее равномерного нанесения; в процессе окрашивания растворитель испаряется, оставляя двухкомпонентную смесь из пигмента и связующего вещества.
Выделим основные и используемые лакокрасочные покрытия [1].
Целлюлозные краски - этот материал давно применяется в сфере машиностроения. В состав таких красок входит нитрорастворитель, который быстро испаряется при обычной температуре окружающей среды, поэтому и само покрытие высыхает быстро. В связи с этим нет необходимости проводить покраску в специальном закрытом боксе во избежание загрязнения свежевыкрашенного кузова оседающей пылью.
© Пегов И. Л., 2014
Недостатки целлюлозных красок следующие:
■ они огнеопасны, так как характеризуются низкой температурой возгорания;
■ однократное нанесение целлюлозной краски на корпус автомобиля образует тонкую пленку, поэтому для качественной покраски требуется несколько слоев с тщательной сушкой каждого из них;
■ целлюлозные краски быстро теряют яркость цвета;
■ сами по себе такие покрытия не обладают достаточным блеском, поэтому после покраски требуется еще и полировка.
Глифталевая автоэмаль, в отличие от целлюлозной, образует более толстую, прочную пленку, а также не требует последующей полировки. Однако глифталевая краска достаточно долго сохнет: при температуре 20-25 °С покрытие становится твердым через сутки, а полностью теряет чувствительность к растворителям и механическому воздействию лишь спустя 15-30 дней.
Глифталевые лаки можно сушить и при более высокой температуре (60-80 °С), но тогда появляется риск повреждения пластиковых деталей кузова. Перед покраской глифталевым лаком поверхность должна быть тщательно загрунтована, чтобы сцепление с краской было более прочным. При разведении с растворителем нужно обязательно учитывать, что вязкость лака может изменяться в зависимости от температуры окружающей среды. Чаще всего степень разведения варьируется в пределах 15-35 %.
При использовании акриловых автоэмалей можно быстро и качественно покрасить автомобиль. После нанесения этого материала поверхность получается прочной, однородной и блестящей. Акриловые покрытия быстро затвердевают и быстро приобретают устойчивость к растворителям и механическим повреждениям.
Единственный минус - низкая покрывная способность, то есть для достижения максимального эффекта нужно наносить на кузов несколько слоев эмали. Проводить лакировку акрилового покрытия не обязательно. Но если требуется сделать поверхность идеально ровной, а цвет - еще более глубоким, то необходимо нанести 1-2 слоя лака. Перед нанесением лака слой акрила нужно тщательно высушить и отшлифовать мелкой шкуркой.
Алкидные автоэмали - еще один привлекательный по соотношению цены и качества вариант. Основные преимущества этих красок -легкость нанесения, хорошая покрывная способность, стойкость к химическим и механическим воздействиям. Недостаток - необходимость длительной сушки покрытия из-за образования пленки на поверхности краски, замедляющей затвердевание внутренних слоев. Решить эту
проблему можно повышением температуры сушки, а также добавлением в эмаль специального материала - ускорителя.
Если покрасить автомобиль нужно не полностью, а лишь избавиться от мелких дефектов покрытия, то удобнее использовать нитрокраску. Она очень быстро сохнет, но обладает низкой атмосферостой-костью, поэтому нитрокраски используются преимущественно для текущего ремонта кузова и требуют обязательного нанесения финишного слоя лака.
Очень часто применяются краски с металлическим эффектом. Покрытие, созданное при помощи красок-металликов, может быть одно-, двух- или трехслойным.
Процесс нанесения однослойного металлика похож на покраску меламиноалкидными эмалями, так как в состав входит лак. Сложность работы с однослойными металликами состоит в том, что при образовании подтека его практически невозможно убрать, так как свежевыкрашенный кузов нельзя полировать.
Механизм работы с двухслойным металликом следующий: на загрунтованную поверхность сначала наносится краска-металлик требуемого цвета, а затем - лак. Лакировка проводится только после полного высыхания металлика, на что уходит не менее получаса. Единственная функция краски здесь - придание кузову определенного цвета, тогда как лак делает покрытие и атмосферостойким, и прочным, и блестящим. При использовании этого метода покраски обычно ограничиваются двумя слоями (металлик и лак), но это число может быть и больше в зависимости от покрывной способности краски.
Примеры трехслойной покраски - покрытия типа «хамелеон» или «белый перламутр». Покраска автомобиля при этом проводится по следующей технологии:
1) кузов тщательно грунтуется;
2) наносится первый слой краски - грунт-тонер, придающий автомобилю базовый цвет;
3) наносится второй слой краски, обеспечивающий нужный эффект, например, перламутр. Он полупрозрачный, поэтому не перекрывает базовый цвет корпуса;
4) наносится лак.
Качество покрытия будет отличным, если заранее выяснить, какая краска лучше. Металлик или перламутр, применяемый для покраски, характеризуется сложностью состава и технологии изготовления, поэтому доверять можно только известным производителям. Такой автомобиль смотрится дорого и солидно, но его довольно трудно ремонтировать, даже если речь идет о мелких сколах и царапинах [2].
Важным преимуществом порошковых составов является полное отсутствие загрязнения окружающей среды при их нанесении.
Порошковые материалы высокоэффективны и характеризуются малыми потерями, в т. ч. при отделке непрофильных поверхностей. Однако для их производства и нанесения необходимо специальное оборудование, кроме того, процесс окрашивания взрыво- и пожароопасен. К тому же, затраты электроэнергии на отделочные работы довольно велики. Еще один минус - порошковые материалы нельзя использовать в быту.
Для получения порошковых материалов используют термореактивные и термопластичные пленкообразователи. Термопластичные порошковые композиции можно изготовить на основе нейлона, поли-винилхлорида, ацетона и бутирата целлюлозы, полиэтилена. Такие порошки перед нанесением диспергируются в воде. Примером являются суспензионные лакокрасочные материалы или водные порошковые суспензии, наносимые методом электроосаждения. Термореактивными пленкообразователями могут служить эпоксидные, полиакриловые, полиуретановые олигомеры и полиэфиры.
Полиэфирные порошковые материалы создаются на основе гид-роксилсодержащих полиэфиров и отверждаются меламиноформальде-гидными или блокированными изоцианатами. Известны также материалы на основе кислых полиэфиров, отверждаемых эпоксидными смолами. Разработаны также акриловые композиции, но они имеют умеренные эксплуатационные свойства и нестабильны при хранении.
Широкое применение получили эпоксидные порошковые материалы на основе диановых смол, отверждаемых аминами. На их долю приходится 80 % объема выпуска термореактивных порошковых материалов. Эти краски представляют собой одноупаковочную систему, отверждающуюся при температуре 150-200 °С. Применяются в радиотехнической и электронной промышленности.
Из-за высоких температур отверждения порошковые материалы используют для окраски металлических и стеклянных подложек. Ими можно отделывать металлические каркасы, трубы и т. д. Покрытия характеризуются износостойкостью, ударопрочностью, хорошими антикоррозионными и электроизоляционными свойствами.
Порошковые краски необходимо наносить толстым слоем для получения соответствующего внешнего вида, а перед этим довольно тщательно выполнять шпатлевание (пленки больших, чем обычно, толщин обладают еще и хорошими антикоррозионными свойствами). Однако на их основе трудно получить покрытия с металлическим блеском (не просвечиваются металлические пигменты).
Краски на водной основе после совершенствования технологии их производства получили повсеместное признание и распространение, их доля в общей массе производимых красок в мире достигает 60 %. Изначально водоразбавимые краски для автомобилей начали использовать на предприятиях по их производству и сегодня большинство автомобилей, сходящих с заводских конвейеров, имеют водное «базовое» покрытие. Поэтому появление ремонтной автомобильной краски или других материалов для кузовного ремонта (грунты, мастики, полироли и др.), имеющих водную основу, не стало чем-то революционным, тем более что процесс их применения немногим отличается от традиционных красок, а результат достигается аналогичный, так как водоразбавимые эмалевые краски имеют аналогичный состав с традиционными эмалевыми красками и также являются акриловыми материалами, со всеми вытекающими достоинствами, к которым прибавились достоинства водной основы [3].
К несомненным преимуществам водоразбавимых красок относится высокая степень адгезии. Дело в том, что химическое взаимодействие материалов, то есть возникновение химической связи, различается тремя основными видами этой связи: ковалентная полярная, кова-лентная неполярная и ионная, нас интересует ковалентная полярная и неполярная связи. Полярные связи возникают между атомами сложных веществ, а неполярные - между атомами простых веществ, соответственно и среды, состоящие из этих веществ, имеют такие же названия и определенные свойства. Вероятность возникновения и скорость протекания химических реакций в полярных средах на несколько порядков выше, чем в неполярных. Это свойство и обеспечивает высокую адгезионную способность водоразбавимых материалов, так как вода - это полярная среда, в отличие от традиционного разбавителя. К полярным средам, кроме воды, относятся: моющие средства, спирты, кислоты, сложный эфир и т. д. К неполярным средам: минеральные масла, бензин, углеводы, масла и жиры (животные, растительные, силиконовые) и т. д.
Водоразбавимые акриловые эмали имеют еще ряд достоинств, не менее значительных, чем высокая адгезионность. К ним относится высокая укрывистось, которая обеспечивается более высоким процентом сухого остатка, состоящего из более мелких, в сравнении с традиционными красками, частиц «сухой» компоненты, в частности, пигмента, что приводит к большей экономичности применения данных материалов. При простой и привычной технике нанесения водоразбавимые краски обладают высокой скоростью проведения операций. Благодаря возможности нанесения данных материалов способом «мокрым по
мокрому», без просушек между слоями, и тому, что в большинстве случаев достаточно всего двух слоев, операционное время окраски одной детали не превышает нескольких минут.
Лакокрасочные материалы, описанные выше, имеют свои достоинства и недостатки, поэтому при их выборе и использовании очень важно найти компромисс, удовлетворяющий всем, иногда противоречивым, требованиям современности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Виды, состав и свойства автомобильных красок. URL: http: // www.avtokrasim.ru (дата обращения: 25.09.2014).
2. Автоэмали. URL: http: // www.avtolife.info (дата обращения: 25.09.2014).
3. Автомобильные краски. URL: http: // www.kamyshki.ru/ (дата обращения: 25.09.2014).
THE COMPARATIVE ANALYSIS OF MODERN PAINT AND VARNISH MATERIALS
Keywords: automobile enamels, adhesion, paints, varnishes, paint and varnish materials.
Annotation. Various paint and varnish materials have the merits and demerits. At their choice it is necessary to find the compromise satisfying with everything, sometimes controversial to requirements.
ПЕГОВ ИЛЬЯ ЛЕОНИДОВИЧ - старший лаборант кафедры «Техническое обслуживание, организация перевозок и управление на транспорте», Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, Россия, Воротынец (pegov_1993@mail.ru).
PEGOV ILYA LEONIDOVICH - the senior laboratory assistant of the chair «Technical service, the organization of transportation and transport management», Nizhny Novgorod state engineering-economic institute, Russia, Vorotynets (pegov_1993@mail.ru).
