Свойства лаков и эмалей

Эмали в отличие от лаков, состоящих из раствора пленкообразователя в летучей жидкости, включают пигменты, наполнители, пластификаторы и другие специальные компоненты, обеспечивающие декоративные и механические свойства покрытий, а также устойчивость их при эксплуатации.

Для лакокрасочных покрытий, предназначенных для защита металлов от коррозии в атмосферных условиях, важной характеристикой является проницаемость. Проникновение влаги через полимерные материалы протекает по-разному; в одних существуют постоянные зазоры и поры, через которые в основном проникают молекулы воды, в других же зазоры возникают кратковременно в результате теплового движения макромолекул.

Влагопроницаемость, а также водопоглощение (водонабухание) находятся в сильной зависимости от структуры органических полимеров. Полимеры с трехмерной структурой, например фенольные смолы, отличаются сильно разветвленной структурой, вследствие чего молекулам водяного пара и воды приходится совершать больший путь.

В противокоррозионной защите металлических изделий с каждым годом приобретают все большее значение ингибиторы коррозии, вводимые в лакокрасочные материалы.

Алкидные лаки и эмали

Алкидные лаки готовят растворением смол в растворителях, а эмали представляют собой суспензии пигментов в алкидных лаках, модифицированных добавлением растительных масел. Покрытия на основе алкидных смол обладают высокой атмосферостойкостью, эластичностью, хорошей адгезией к окрашиваемой поверхности.

При температуре 18…22 ° С алкидные эмали высыхают в течение 24… 48 ч; повышение температуры сокращает время высыхания, упрочняет покрытие и делает его более стойким к воздействию топлив, минеральных масел и внешней среды.

Эластичность и атмосферостойкость алкидных эмалей зависит от количества вводимого в их состав растительного масла – чем оно больше, тем выше эластичность, но ниже твердость, хуже глянец и щелочестойкость.

Алкидностирольные эмали изготавливают на основе алкидностирольной смолы – продукта сополимеризации стирола и алкидной смолы с добавлением пластификаторов и сиккатива.

Перед употреблением в эмали добавляют еще 3…5 % сиккатива № 63.

Алкидностирольные эмали обладают хорошей адгезией по отношению к металлам и дереву. Покрытия из этих эмалей стойки к воздействию нефтепродуктов, слабым щелочам и солевым растворам; температуроустойчивость эмалей до 80 °С.

Фенольные эмали и лаки готовят на основе фенолформальдегидной смолы, находящейся в стадии А процесса поликонденсации. Для модификации эмалей иногда добавляют растительное масло.

Фенольные лаки и эмали, не модифицированные растительными маслами, хрупки. Необратимые пленки фенольных эмалей получают при горячей сушке (180 °С) в течение 0,5 ч, покрытия обладают высокой твердостью, атмосферостойкостью и стойкостью к воздействию топлив и минеральных масел.

После горячей сушки покрытие из меламиноалкидных эмалей приобретает хороший глянец (его можно усилить дополнительным полированием), высокую атмосферостойкость, эластичность и твердость, стойкость к изменению температур в пределах от –40 до +60 °С, высокую стойкость к воздействию воды, топлив и масел.

Мочевинные эмали готовят на основе мочевиноформальдегидных смол, представляющих собой термореактивные смолы в стадии Л. Высыхание покрытий из этих эмалей происходит за счет испарения растворителя и отверждения смол, для чего необходима горячая сушка при температуре 120…140 °С. Покрытия получаются большой твердости с хорошим глянцем и высокой атмосферой бензо-, маспостойкостью. Наносят мочевинные эмали распылением окунанием, обливанием и распылением в электростатическом пол в два-три слоя по глифталевым или фенольным грунтам.

Поливинилацетатные эмали готовят на основе поливинил-ацеталей с введением феноло- или меламиноформальдегидных смол для получения в процессе горячей сушки необратимых покрытий. В их состав иногда входит пластифицирующая невысыхающая алкидная смола.

Эмали на основе полимеров и сополимеров винилхлорида. В промышленности изготавливаются поливинилхлоридные лаковые смолы средней вязкости ПСХ–ЛС и низкой вязкости ПСХ–ЛН. Эмали типа ХВ, обладая хорошими защитными свойствами, имеют ряд недостатков: пониженную адгезию, особенно в первый период после нанесения, низкую термостойкость, недостаточную светостойкость.

Битумные и асфальтовые лаки и эмали готовятся как с добавлением, так и без добавления растительных масел. Битумно-асфальтовые композиции без добавления растительных масел образуют обратимые пленки, способные растворяться в нефтепродуктах и расплавляться при нагревании. Добавка растительных масел придает покрытию необратимость и стойкость против воздействия атмосферы, влаги, кислот. Эта группа материалов используется в автомобилестроении; их наносят распылением, окунанием и кистью.

Нитроцеллюлозные лаки и эмали

Для растворения коллоксилина и разбавления нитроэмалей применяют специальные растворители и разбавители из смеси спиртов, ацетатов и ароматических углеводородов. Использование бензина, уайт-спирита и т. п. приводит к свертыванию нитролаков и нитроэмалей.

Небольшая растворимость коллоксилина в растворителях предопределяет образование при высыхании нитроэмалей (нитролаков) тонких пленок, что для создания слоя толщиной 75…125 мкм требует многократного окрашивания (три…шесть слоев).

Покрытия из нитроэмалей и нитролаков относительно стойки к воздействию минеральных масел, бензина и других нефтепродуктов, не содержащих ароматических углеводородов, а также слабых щелочных растворов. Длительное воздействие воды приводит к отслаиванию покрытий Покрытия из нитроэмалей стойки к действию температур в пределах от -40 до +60 °С; при температуре выше 90-100 °С они разрушаются и могут самовозгораться.

К недостаткам нитропокрытий относится слабая адгезия к металлам, для улучшения которой нитроэмали иногда готовят в комбинации с другими пенкообразователями: глифталевой, пентафталевой и эпоксидными смолами.

Защитные и декоративные свойства покрытий из масляных лаков и эмалей зависят от вида и количества масляной основы. С повышением количества масла улучшается эластичность и атмосферостойкость пленок, но ухудшается глянец и снижается их твердость.

Олифы являются одним из видов жидких пленкообразователей и получаются при термической обработке высыхающих и полувысыхающих масел и добавлении сиккатива. При нагреве до 275 °С образуется полимеризационная олифа, а при нагреве до 100…120 °С с одновременным продуванием воздуха – олифа «Оксоль». Лучшие олифы получают из льняного и конопляного масел. Комбинированные олифы готовят из полувысыхающих масел, а глифталевые – на основе глифталевой смолы.

Сиккативы являются катализаторами окислительной полимеризации высыхающих растительных масел и олиф. Они представляют собой свинцовые, марганцевые и другие мыла жирных нафтеновых или смоляных кислот. Для употребления сиккативы разводят разбавителями (сиккативы № 63, 64 и др.) или маслами (экстракты 1,2 и т. п.). Готовые к употреблению сиккативы являются прозрачными жидкостями от желтого до коричневого цвета.