Стойкость лакокрасочных покрытий в зависимости от качества их внешнего вида Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Логанина В.И., Волков И.В. , Голубев В.В., Хананина Т.С. СТОЙКОСТЬ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КАЧЕСТВА ИХ ВНЕШНЕГО ВИДА

В соответствии со статистической теорией прочности твердых тел вероятность разрушения определяется наличием и концентрацией дефектов. Нами установлена корреляционная связь напряженно-деформированного состояния лакокрасочных покрытий с качеством их внешнего вида. Качество поверхности покрытий оценивалось по показателю шероховатости Яа с помощью прибора профилографа марки TR-10 0. Всего было проведено по 50 измерений на каждой поверхности покрытий. Напряженное состояние покрытий определяли методом голографической интерферометрии во встречных пучках.

Анализ экспериментальных данных свидетельствует, что при шероховатости поверхности покрытия на основе краски МА-15 на цементной подложке с пористостью 2 4%, равной Яа= 4-6 мкм, на интерферограмме наблюдается нарушение порядка и искривление полос, что свидетельствует о наличии в этой области возможного дефектного внутреннего разрушения и местной концентрации напряжений [1,2]. На рис.1а представлен фрагмент интерферограммы покрытия при шероховатости 8-12 мкм, а на рис.1б,в - при шероховатость покрытия 10-15 мкм.

в)

Рис.1. Зоны нарушения порядка и искривления интерференционной картины полос (фрагмент интерферограммы покрытия на основе краски МА-15 с динамической вязкостью ц — 0,0026'103, пористость подложки

24%)

При низких значениях шероховатости (0-2 мкм) наблюдается более равномерное распределение интерференционных полос, что свидетельствует о равномерном напряженно-деформированном состоянии покрытия в этой зоне. Фрагмент интерферограммы покрытия представлен на рис. 2.

При шероховатости покрытия, составляющей 5-10 мкм, наблюдается искривление картины и нарушение порядка полос (рис.З а,б).

Рис. 2. Зона равномерного распределения полос (фрагмент интерферограммы покрытия на основе краски МА-15 с динамической вязкостью ц — 0,0026'103 , пористость подложки 32%)

Рис. 3. Зоны нарушения и искривления порядка интерференционной

картины полос (фрагмент интерферограммы покрытия на основе краски МА-15 с динамической вязкостью ц — 0,0026'103 , пористость подложки 32%)

Более напряженное состояние покрытия в местах большей шероховатости способствует разрушению покрытия в этих местах в процессе эксплуатации. Нами установлено, что в процессе циклического замораживания-оттаивания трещины появляются локально и образуются около дефектов на поверхности покрытия. В частности, на поверхности покрытия на основе краски МА-15, характеризующейся показателем шероховатости Яа=0,23мкм, через 5 циклов замораживания-оттаивания появились поверхностные трещины, видимые невооруженным глазом, а на поверхности покрытия с показателем шероховатости Яа=0,14мкм - через 15 циклов испытаний. Аналогичные закономерности характерны и для других покрытий (табл. 1).

Таблица 1

Изменение качества внешнего вида покрытий в процессе замораживания-оттаивания

Наиме- нование красоч- ного состава Шероховатость по верхности, Яа, мкм Количество дефектов после циклов испытаний/вероятность разрушения, %

После отверждения 5 10 13 15

Алкид- ная эмаль ПФ-115 од 1 о 36/16,8 39/42,7 50*/100 Наблюдается отслоение покрытия - -

0 1 о 30/15,1 32/38,3 36/42,1 68*/100 Наблюдается отслоение покрытия -

со о о 18/13,7 25/35,5 31/40,7 56/47,2 57/53,8

1 од о 45/17,0 62*/100 Наблюдается отслоение покрытия - - -

со 1 о 30/15,9 47*/100 Наблюдается отслоение покрытия - - -

0,15 22/14,1 46/30,9 54/41,2 59/45,4 63/54,3

од о 54/17,6 67/33,4 80*/100 Наблюдается отслоение покрытия - -

1 од о 35/16,4 43/32,4 77*/100 Наблюдается отслоение покрытия - -

г- 1 о 29/14,5 38/31,0 56*/100 Наблюдается отслоение покрытия - -

Масля- ная краска МА-15 со од о 29/25,0 60*/100 Наблюдается отслоение покрытия - - -

со 1 о 20/24,3 23/35,1 26/38,1 30/40,0 33/41,3

1 о 10/23,2 15/34,0 20/35,2 21/39,2 26/40,8

од о 30/25,2 72*/100 Наблюдается отслоение покрытия - - -

о од о 23/24,5 49*/100 Наблюдается отслоение покрытия - - -

г- 1 о 12/23,6 16/34,4 21/36,3 25/39,6 29/40,2

о 3 о 34/25,6 82*/100 Наблюдается отслоение покрытия - - -

од о 23/24,7 27/35,7 32/38,4 34/40,1 37/42,8

1 од о 15/23,9 21/34,8 26/37,8 28/39,8 29/41,6

Вододи- сперси- онная (фасад- ная) о 192/39,6 229/45,1 232/48,7 235/49,0 247/51,8

со о 113/38,1 135/43,2 141/47,6 148/48,0 153/49,8

од о 80/34,8 94/39,6 97/45,8 106/46,8 114/48,2

0,45 213/40,8 236/45,3 244/49,0 248/49,2 254/52,0

0,35 125/38,7 155/43,8 162/48,0 163/48,3 166/50,6

0,25 107/36,2 115/40,6 122/46,4 129/47,4 134/48,9

4 0 225/42,6 238/46,4 253/49,3 259/49,8 261/52,3

СО СО 0 172/39,2 185/44,7 191/48,4 193/48,7 198/51,4

г- 2 0 110/37,7 122/42,8 128/47,2 136/47,9 142/49,3

Установлено, что существует пропорциональная зависимость между исходной шероховатостью покрытия и вероятностью его разрушения. Так, вероятность разрушения покрытия на основе вододисперсионной краски с начальной шероховатостью Яа = 0,45 мкм после 5 циклов испытаний составляет 40,8%, а покрытия с исходной шероховатостью Яа=0,27мкм -37,7%.

Приведенные выше результаты исследований убедительно свидетельствуют о связи напряженно-деформированного состояния и стойкости лакокрасочных покрытий с качеством их внешнего вида. Это создает возможность для управления сроком службы покрытий, регулируя реологические свойства красок, степень подготовки поверхности, подлежащей окрашиванию, и т.д.

ЛИТЕРАТУРЫ

1. Волков И. В. «Способ определения деформаций поверхности конструкций» Авторское свидетельство

№1269635 от 08.07.1986г.

2. Голографические неразрушающие исследования. Перевод с английского под редакцией Р. К. Эрфа, В. А.Карасева. М., Машиностроение 1979г. 448с.