Все лакокрасочные материалы разделены на группы в зависимости от входящих в их состав основных пленкообразующих веществ.
Эмали и лаки:
Пентафталевые - ПФ
Глифталевые - ГФ
Меламиноалкидные - МЛ
Мочевинные - МЧ
Фенольные - ФЛ
Эпоксидные - ЭП
Алкидно-стирольные - МС
Эмаль и лаки на ненасыщенных полиэфирах - ПЭ
Полиуретановые - УР
Нитроцеллюлозные - НЦ
Перхлорвиниловые - ХВ
Эмали и лаки на сополимерах винилхлорида - ХС
Кремнийорганические - КО
Полиакриловые - АК; АС
Поливинилацетальные - ВЛ
Краски и лаки дивинилацетиленовые - ВН
Лаки, эмали и краски битумные - БТ
Масляные - КФ
Краски масляные густотертые и готовые к употреблению - МА
Олифы - МА
АЛКИДНЫЕ ПЕНТАФТАЛЕВЫЕ (ПФ) И ГЛИФТАЛЕВЫЕ (ГФ) ЭМАЛИ И ЛАКИ
Алкидные лаки и эмали изготовляют на основе алкидных смол, получаемых взаимодействием пентаэритрита или глицерина с фталевым ангидридом и модифицируемых растительными маслами.
Смолы, изготовленные с применением пентаэритрита, называют пентафталевыми, а с применением глицерина— глифталевыми.
Пентафталевые (ПФ) эмали и лаки. Покрытия на основе пентафталевых эмалей имеют устойчивый глянец без применения полирования, эластичны, устойчивы к механическим воздействиям и атмосферному влиянию. Для увеличения глянца в последний слой эмали иногда вводят 20—30% пентафталевого лака.
Пентафталевые эмали и лаки высыхают в естественных условиях в течение 24—48 ч; длительность искусственной сушки при температуре 100—110°С 3—4 ч. В процессе сушки пленки переходят в необратимое (неплавкое и нерастворимое) состояние. Искусственная сушка делает покрытия устойчивыми к минеральным маслам.
Свойства указанных лаков и эмалей в значительной степени зависят от содержания в них масла: с увеличением его повышаются эластичность и атмосферостойкость пленок, но уменьшаются твердость, глянец, щелочестойкость, а также замедляется высыхание.
Окрашивание пентафталевыми эмалями позволяет получать высокое качество отделки поверхности.
Лакокрасочные материалы группы ПФ можно наносить всеми известными способами: кистью, распылением, обливанием, окунанием и в электрическом поле. Сухой остаток сравнительно высок (до 50%).
Пентафталевые эмали применяют для окрашивания подвижного состава железных дорог и городского транспорта, а также в других случаях, когда требуется стойкое покрытие в сочетании с декоративными качествами.
Эмали наносят по глифталевым и фенольно-формальдегидным грунтам.
Глифталевые (ГФ) эмали и лаки. По технологическим и эксплуатационным свойствам глифталевые эмали и лаки близки к пентафталевым, но уступают им по атмосфероустойчивости. При естественной сушке они высыхают в течение 24—36 ч; для получения более стойкого покрытия необходима искусственная сушка при температуре 80—100°С в течение 1,5 ч.
Способы нанесения такие же, как для пентафталевых. Сухой остаток — около 40%.
Глифталевые эмали применяют для окрашивания грузовых автомобилей, аппаратуры, приборов, электрических и других машин, эксплуатируемых в производственных помещениях \(табл. 3).
МЕЛАМИНО-АЛКИДНЫЕ (МЛ) ЭМАЛИ И ЛАКИ
Меламино-алкидные лаки и эмали готовят на основе алкидной и меламино-формальдегидной смол.
Пленки на их основе по атмосферостойкости превосходят глифталевые и пентафталевые, имеют хороший глянец (без полирования), высокую твердость и эластичность, сохраняют глянец и цвет даже в тропических условиях.
На основе меламино-алкидного лака и алюминиевой пудры готовят молотковые эмали, образующие после высыхания пленку с характерным рисунком, маскирующим дефекты окрашиваемой поверхности.
Меламино-алкидные лаки и эмали наносят пневматическим распылением и в электрическом поле двумя-тремя слоями по глифталевым и фенольным грунтам. Высыхают они только при высокой температуре (110-140°) в течение 1—1,5 ч, переходя в необратимое состояние. Их используют для окрашивания легковых автомобилей, сельскохозяйственных машин, велосипедов и приборов.
МОЧЕВИННЫЕ (МЧ) ЭМАЛИ И ЛАКИ
Мочевинные лаки и эмали готовят на основе мочевино-формальдегидных смол. В лаки естественной сушки (для дерева) перед употреблением необходимо вводить кислотный отвердитель (соляную кислоту, контакт Петрова). Лаки и эмали искусственной сушки (для металла) содержат добавочно алкидную смолу. Пленки в процессе сушки становятся необратимыми.
Покрытия обладают высокой твердостью, зеркальным блеском, бензостойкостью, маслостойкостью и красивым внешним видом; по атмосферостойкости уступают меламино-алкидным покрытиям.
Мочевинные материалы наносят пневматическим распылением, окунанием, обливанием и в электрическом поле двумя-тремя слоями по глифталевым или фенольно-формальдегидным грунтам.
Температура искусственной сушки 120—140°. Для некоторых материалов необходима ступенчатая сушка: при температуре 80—90°, затем при 120°.
Мочевинными эмалями окрашивают грузовые автомобили, бытовые холодильники, стиральные машины, велосипеды, пишущие и счетные машины, а лак используют для декоративной отделки деревянных изделий, применяемых в тропических условиях.
ФЕНОЛЬНЫЕ (ФЛ) ЭМАЛИ И ЛАКИ
Фенольные лаки и эмали готовят на основе фенольно-формальдегидных смол, иногда с добавкой растительных масел (фенольно-масляные лаки и эмали). Возможность добавки масел и перехода пленки при сушке в необратимое состояние зависит от типа фенольной смолы. Фенольно-формальдегидные смолы, полученные из алкилфенолов, хорошо растворяются в растительных маслах. Фенольные лаки, и эмали, содержащие масла, образуют необратимые пленки с высокой твердостью, эластичные и атмосферостойкие. При температуре 48—20° они высыхают в течение 24—30 ч, а при 480°— в течение 30 мин (не более).
Эмали применяют для окрашивания подвижного состава железных дорог, трамваев, дорожных и других машин, приборов, внутренних поверхностей металлической тары для нефтепродуктов.
Фенольные лаки, не содержащие масел (например, бакелитовые), высыхают только при высокой температуре: 60—80° с постепенным повышением до 160°. В результате образуется твердая необратимая пленка, стойкая к кислотам и солям; недостатком ее является хрупкость.
Бакелитовые лаки и краски применяют для окрашивания внутренней поверхности химической аппаратуры, нефтебаков, бензобаков и емкостей для технической горячей воды.
Фенольные эмали, лаки и краски наносят распылением, окунанием и кистью.
ЭПОКСИДНЫЕ (ЭП) ЭМАЛИ И ЛАКИ
Эпоксидные лаки и эмали готовят на основе эпоксидных смол, получаемых при взаимодействии диоксидифенилпропана и эпихлоргидрина. Для перехода эпоксидных смол в необратимое состояние в лаки и эмали перед употреблением добавляют отвердители (№ 1, АЗ-4) или модифицируют их меламино-формальдегидными либо алкидными смолами и коллоксилином. Покрытия отличаются твердостью, хорошей адгезией по отношению к металлам и пластмассам, незначительной усадкой при высыхании, атмооферостойкостью, устойчивостью против действия бензина, воды и щелочей, высокими электроизоляционными свойствами, незначительной паропроницаемостью, а также длительной теплостойкостью при температуре до 200° и стойкостью к температурным перепадам от -60 до +200°.
Эпоксидные лакокрасочные материалы наносят распылением или кистью. Высыхают они при температуре 18—20° в течение 24 ч или при температуре 120—180° в течение 1—2 ч.
Эпоксидные эмали и лаки применяют для окрашивания химической аппаратуры, тары для нефтепродуктов, приборов и электроаппаратуры, а также изделий из магниевых сплавов.
АЛКИДНО-СТИРОЛЬНЫЕ (МС) ЭМАЛИ И ЛАКИ
Алкидно-стирольные лакокрасочные материалы представляют собой растворы алкидно-стирольной смолы с добавлением пластификаторов, сиккатива и пигментов (для эмалей), Алкидно-стирольная смола является продуктом сополимеризации стирола с алкидной смолой. Перед употреблением в раствор добавляют 3—5% сиккатива.
Отличительной особенностью алкидно-стирольных материалов является быстрота высыхания в естественных условиях (1,5—2 ч) и хорошая адгезия по отношению к металлу и дереву.
Алкидно-стирольные эмали и лаки наносят пневматическим распылением, в электрическом поле и кистью. Сухой остаток эмалей — 50%, лака — 40%. После высыхания они образуют твердые, глянцевые и эластичные покрытия, стойкие К смазочным маслам, бензину, щелочным эмульсиям, солевым растворам, повышенной влажности и температуре до 80°.
Алкидно-стирольные материалы применяют для окрашивания станков и машин, деталей автомобилей, приборов, а также для отделки дерева. Применение их в комплексном покрытии вместо глифталевых материалов значительно сокращает цикл окрасочных работ (табл. 8).
ЭМАЛИ И ЛАКИ НА ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННЫХ ПОЛИЭФИРОВ (ПЭ)
Лакокрасочные материалы на основе ненасыщенных полиэфиров представляют собой растворы полиэфир акрилатных или полиэфирмалеинатных смол с добавкой пигментов (для эмали).
Ненасыщенные полиэфирные смолы получают при взаимодействии ненасыщенных двухосновных кислот и двухатомных спиртов.
Основное технологическое преимущество полиэфирных материалов заключается в том, что нанесением одного слоя можно получить пленку толщиной 200—300 мк при хорошем розливе как на вертикальных, так и на горизонтальных поверхностях. В полиэфирмалеинатных лаках это достигается введением мономера стирола, являющегося одновременно растворителем и веществом, способным в процессе пленкообразования сополимеризоваться с линейными полиэфирами, образуя необратимую пленку.
Для предохранения пленки от действия кислорода воздуха, замедляющего высыхание, а также сокращения потерь улетучивающегося стирола служат содержащиеся в лаке воскообразные вещества (парафин, стеариновая кислота), которые всплывают на поверхность нанесенного слоя материала и образуют защитный покров; кроме того, эти добавки улучшают розлив лака. После высыхания покрытия воскообразное вещество удаляют шлифованием.
Чтобы предотвратить стекание лака с вертикальных поверхностей, в него вводят тиксотропные добавки (нитроцеллюлозу, кремнезем), повышающие структурную вязкость материала.
Перед применением в материалы добавляют для снижения вязкости 5—15% ацетона, а для полимеризации — инициатор (гидроперекись кумола) и ускоритель (раствор нафтената кобальта, в акрилатный лак — линолеат кобальта). Инициатором для акрилатного лака является перекись бензоила.
Полиэфирные лаки и эмали содержат от 60 до 95% пленкообразующих веществ; на деревянные изделия их можно наносить одним слоем (по порозаполнителю) или двумя слоями (без порозаполнителя). Эмаль можно наносить по шпатлевке ЛЭШ.
Для нанесения полиэфирных материалов пользуются распылителями или лаконаливочными машинами. Покрытия обладают хорошим глянцем (после полирования), твердостью, стойкостью к нагреву и охлаждению, к действию воды и растворителей (бензину, бензолу, этиловому спирту).
Лак ПЭ-29, содержащий 95% пленкообразующих, наносят одним слоем (без порозаполнения) специальным двухсопловым распылителем.
Полиэфирные лакокрасочные материалы применяют в приборостроении для высококачественной отделки деревянных изделий.
П0ЛИУРЕТАН0ВЫЕ (УР) ЭМАЛИ И ЛАКИ
Лакокрасочные материалы на основе полиуретанов получают путем смешения растворов, диизоцианатов с растворами полиэфиров, содержащих гидроксильные группы. Растворы смешивают непосредственно перед окрашиванием, так как реакция образования полиуретанов при комнатной температуре проходит быстро, и раствор может перейти -в «гелеобразное состояние. Имеются полиуретановые материалы искусственной сушки с заранее введенными в них («скрытыми») уретанами, выделяющими диизоцианат в процессе сушки.
Полиуретановые материалы отличаются хорошими диэлектрическими свойствами, газонепроницаемостью, бензостойкостью и стойкостью к истиранию. Их наносят распылением, окунанием и кистью по полиуретановому грунту УР-01 или по металлу одним либо двумя слоями.
Время высыхания при температуре 18—20° —до 24 ч, при температуре 70— 90° — до 5 ч.
Полиуретановые лаки и эмали применяют для окрашивания изделий электро- и радиотехнической промышленности, а также тары для нефтепродуктов.
Работу с полиуретановыми материалами следует производить в соответствии с требованиями специальной технологической инструкции ГИПИ-4, соблюдая установленные правила техники безопасности, охраны труда и промышленной санитарии.
НИТР0ЦЕЛЛЮЛ03НЫЕ (НЦ) ЭМАЛИ И ЛАКИ
Эмали и лаки на основе нитрата целлюлозы могут содержать добавки алкидных смол и пластификаторов; они быстро высыхают при комнатной температуре.
Наиболее удобным методом нанесения нитролаков и нитроэмалей является распыление. Покрытия образуются в результате испарения растворителя; после высыхания сохраняют способность к растворению.
Ограниченная растворимость нитрата целлюлозы обусловливает содержание сухого остатка при рабочей вязкости в лаках до 10%, в эмалях 18—30%. Поэтому нитроцеллюлозные лаки и эмали приходится наносить несколькими слоями (3—6). Другим не достатком нитроцеллюлозных покрытий является слабая адгезия по отношению к металлу, вследствие чего их наносят по глифталевому или фенольному грунту.
Нитроцеллюлозные покрытия после высыхания имеют полуматовую поверхность; для получения зеркального блеска их следует полировать.
Способность нитроцеллюлозных материалов высыхать в течение нескольких минут позволяет применять их на автоматических линиях для нанесения на крупногабаритные изделия (станки, прессы и т. п.), которые из-за большого веса неэффективно и затруднительно подвергать искусственной сушке в сушильных камерах. Чтобы получить твердую пленку, пригодную для полирования, в некоторых случаях (например, при окраске автомобилей на конвейере) последний слой нитроэмали сушат при температуре 50—60°.
Положительным качеством указанных материалов является их стойкость к минеральным маслам, бензину и слабым щелочам. При нагревании до 100° и выше покрытия разрушаются.
Нитроцеллюлозные эмали и лаки применяют главным образом для окрашивания, легковых и грузовых автомобилей, металлорежущих станков, машин, арматуры автомобильных и других приборов, а также изделий из дерева (мебели, футляров для различных приборов и т. п.), эксплуатируемых в производственных помещениях, тканей и опознавательных знаков в авиастроении, футляров телевизоров и радиоприемников; литых деталей в тракторо- и машиностроении.
К недостаткам нитроцеллюлозных эмалей и лаков относится их пожаро- и взрывоопасность. Для уменьшения расхода растворителей и, следовательно, уменьшения пожароопасности лаки и эмали рекомендуется наносить подогретыми. Уменьшение количества растворителя увеличивает сухой остаток и позволяет уменьшить количество наносимых слоев.
ПЕРХЛОРВИНИЛОВЫЕ (ХВ) ЭМАЛИ И ЛАКИ
Перхлорвиниловые лакокрасочные материалы представляют собой растворы перхлорвиниловой смолы (продукт дополнительного хлорирования полихлорвиниловой смолы) с добавлением пластификатора и пигментов (в эмалях).
Покрытия из перхлорвиниловых эмалей обладают «большой стойкостью к атмосферным воздействиям, к действию воды, масла, кислот, щелочей и агрессивных газов. Их наносят по металлу и дереву. К недостаткам этих материалов относятся их небольшая термостойкость (не выше 100°) и плохая адгезия по отношению к металлам. Сухой остаток — 23—30% для эмалей ПХВ и до 40% для эмалей ХВ-113 на основе перхлорвиниловой смолы низкой вязкости.
Положительным качеством перхлорвиниловых материалов является быстрое высыхание (при температуре 15—18° 2—3 ч); однако полное высыхание наступает после дополнительной выдержки в течение б—7 суток. Для ускорения высыхания, а также для увеличения химической стойкости и механической прочности можно применять искусственную сушку при температуре 70—80° (не выше). Лакокрасочная пленка после высыхания не имеет глянца; для его получения рекомендуется в последний слой вводить 30% перхлорвинилового лака. Пленка не полируется.
Наносить перхлорвиниловые материалы на металлы рекомендуется распылением по глифталевым, фенольным или перхлорвиниловым грунтам.
Некоторые перхлорвиниловые эмали выпускают с суховальцованными пигментными пастами, способствующими образованию пленок с улучшенным внешним видом. Обозначения марок таких эмалей дополняют буквами «СП».
Перхлорвиниловые лакокрасочные материалы применяют для окрашивания оборудования и аппаратуры в химическом, нефтяном, автодорожном и сельскохозяйственном машиностроении, в станкостроении, а также для окрашивания металлоконструкций и изделий, эксплуатируемых в морской и речной воде. Наносят их по металлу и дереву.
ЭМАЛИ И ЛАКИ НА ОСНОВЕ СОПОЛИМЕРОВ ВИНИЛХЛОРИДА (ХС)
Сополимеры винилхлорида являются продуктом совместной полимеризации винилхлорида с винилацетатом, винилиденхлоридом и другими мономерами.
По технологическим и эксплуатационным свойствам винилиденхлоридные лакокрасочные материалы (на основе сополимеров винилхлорида с винилиденхлоридом) сходны с перхлорвиниловыми. Время их высыхания такое же, как перхлорвиниловых материалов. Покрытия превосходят перхлорвиниловые по адгезии, эластичности, морозостойкости, химической стойкости, но уступают им по атмосферостойкости. К преимуществам этих материалов относится также отсутствие запаха у высохшей пленки и повышенное содержание сухого остатка (до 45%), что позволяет уменьшить количество наносимых слоев.
Винилиденхлоридные лакокрасочные материалы используют для окрашивания изделий и металлоконструкций, эксплуатируемых в жестких условиях (в морской воде, влажном воздухе), а также для окрашивания химической аппаратуры.