Лакокрасочные покрытия

Лакокрасочные покрытия – это пленки (вещества в виде сплошного тонкого слоя), связанные адгезионными силами с твердой поверхностью (субстратом). Они выполняют три основные функции: декоративную, защитную и специальную [3].

Лакокрасочные смеси для пластика должны обладать особыми свойствами, поэтому крайне важно учитывать состав наносимых материалов. Для обработки пластика не подойдет лак, в составе которого имеется ацетон или спирт, т.к. данные вещества быстро вступают в реакцию с полимерными материалами. Наилучший вариант – водорастворимые лаки, преимуществом которых также является экологическая чистота и безопасность для здоровья человека. Водные лаки практически не имеют запаха.

В зависимости от агрегатного состояния различают жидкие и порошковые лакокрасочные материалы.

Жидкие лакокрасочные материалы (рис. 4) по химической природе подразделяются на растворы, органодисперсии, водные дисперсии, безрастворительные (100%-е) составы.

Рисунок 4. Жидкие лакокрасочные материалы

Растворы как пленкообразующие системы – наиболее распространенный вид лакокрасочных составов. Летучими компонентами в них служат органические растворители или вода. В зависимости от содержания растворителя их условно разделяют на материалы с низким сухим остатком – до 70% (т.н. традиционные) и с высоким – более 70%. Примером таких материалов могут служить эфироцеллюлозные, виниловые, многие полиакрилатные лаки и эмали. Их главные недостатки – повышенная пожароопасность, токсичность, неэкономичность применения, загрязнение атмосферы, связанное с испарением растворителей. Наиболее перспективными считаются материалы с высоким сухим остатком [3].

Полимерные органодисперсии, применяемые для получения покрытий, изготовляют преимущественно на основе полимеров – аморфных и кристаллических. Наибольшее применение в технологии покрытий получили органодисперсии фторопластов, пентапласта, поливинилхлорида, полиакрилатов, полиэтилена, хлорированного полиэтилена.

Водные дисперсии считаются одним из доминирующих видов экологически чистой лакокрасочной продукции. Основой таких материалов являются синтетические дисперсии полимеров (латексы) и искусственные дисперсии. Примеры синтетических дисперсий: поливинилацетатные, бутадиен-стирольные, полиакрилатные, стирол-акрилатные, на основе виниловых и этилен-винилацетатных сополимеров и др. Примеры лакокрасочных материалов искусственного типа: алкидные, полиэфирные, эпоксидные, полиуретановые, нитратцеллюлозные, перхлорвиниловые, кремнийорганические. Особую группу дисперсий представляют водносуспензионные составы, получаемые диспергированием (тонким измельчением твердых тел) в воде твердых полимеров, олигомеров или готовых порошковых красок [3].

Безрастворительные (100%-е) составы. Простейшим примером таких составов с сухим остатком, близким к 100%, являются натуральная олифа, получаемая на основе высыхающих растительных масел, и краски на ее основе. Наибольшее применение получили составы, представляющие собой:

1) растворы жидких олигомеров в реакционноспособных (активных) и не способных к реакциям (неактивных) разбавителях. Типичные представители – безрастворительные эпоксидные составы (БЭП), которые нашли широкое применение в судостроении, химическом машиностроении и пищевой промышленности.

2) растворы твердых полимеров и реакционноспособных олигомеров в мономерах. Лаки и эмали этого типа нашли применение в мебельной, радиотехнической и других отраслях промышленности.

3) низкоплавкие составы, наносимые в нагретом (расплавленном) состоянии. Их используют в судостроении, при защите подземных сооружений, труб и других объектов [3].

Порошковые материалы (рис. 5) представляют собой дисперсные сыпучие материалы. Главные их достоинства:

- отсутствие растворителей;

- практически безотходная технология покрытий (близкая к 100% степень утилизации краски при нанесении);

- простота и экономичность процесса получения покрытий;

- хорошие защитные свойства.

Рисунок 5. Порошковые лакокрасочные материалы

Существуют две группы порошковых лакокрасочных материалов: термопластичные и термореактивные.

Термопластичные образуют покрытия без химических превращений за счет сплавления частиц и охлаждения расплавов, размер частиц достигает 200-300 мкм.  Получаемые из них пленки обратимы – термопластичны и нередко растворимы. Наиболее распространенные термопластичные составы: поливинилхлоридные, поливинилбутиральные, на основе полиэтилена, полипропилена, полиамидов, пентапласта, фторопластов.

Термореактивные составы формируют покрытия в результате сплавления частиц и последующих химических превращений, размер частиц от нескольких микрометров до 80-100 мкм. Такие покрытия необратимы – неплавки и нерастворимы. Примеры: эпоксидные, полиэфирные, эпоксидно-полиэфирные (гибридные), полиуретановые, полиакрилатные покрытия [3].