Оценка качества лакокрасочных материалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский государственный университет

сервиса и экономики Калужский филиал

Современные материалы и дизайн

Оценка качества лакокрасочных материалов

Выполнила: Сопильник Алена

Преподаватель: Калмыков В.В.

Калуга 2013

Оглавление

Введение

1. Общие сведения о лакокрасочных материалах

2. Свойства лакокрасочных материалов. Контроль качества

Заключение

Литература

Введение

Лакокрасочная промышленность выпускает обширный ассортимент лакокрасочных материалов (лаки, эмали, краски, грунтовки, шпатлевки, различные вспомогательные материалы), которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности, в строительстве, на транспорте, в быту. Их применяют для антикоррозионной защиты различных изделий и оборудования, автомобилей, сельскохозяйственных машин и механизмов, для увеличения атмосферостойкости, для придания изделиям декоративного вида и для многих других целей. Привлечение для производства лакокрасочных материалов новых полимеров, а также модификация обычно применяемых пленкообразующих способствуют созданию лакокрасочных материалов улучшенного качества, а также со специфическими свойствами термо- и химически стойких, электроизоляционных, необрастающих, токопроводящих, водо- и абразивостойких, светоотражающих и др. Ассортимент лакокрасочных материалов в последние годы значительно расширился. В промышленности строительстве, на транспорте все большее применение находят материалы на основе алкидных (модифицированных и немодифицированных), эпоксидных, аминоформальдегидных и других смол. Появились новые виды безвредных с экологической точки зрения материалов - водорастворимые водоэмульсионные, порошковые, материалы с высоким сухим остатком и др. Созданы материалы, предназначенные для нанесения новыми, прогрессивными способами - электростатическим распылением, струйным обливом.

1. Общие сведения о лакокрасочных материалах

Компонентами лакокрасочных материалов служат как исходные сырьевые продукты, поступающие на заводы в готовом виде, так и полупродукты или полуфабрикаты, изготовляемые на самих лакокрасочных заводах. К последним относятся полуфабрикатные растворы поликонденсационных смол и лаки на их основе, подавляющее большинство неорганических сегментов и микронизированных наполнителей, сиккативы, олифы, поливинилацетатная эмульсия, некоторые растворители и другие полупродукты, а также многотоннажные мономеры - формалин, фталевый ангидрид, пентаэритрит, дифенилолпропан и другие.

К компонентам лакокрасочных материалов относится:

1) Пленкообразующие вещества

- поликонденсационные смолы (алкидные, феноло-, меламиво- и карбамидо- формальдегидные, эпоксидные, полиуретановые, кремнеорганаческие др.);

- полимеризационные смолы (на основе хлористого винила, его сополимеров с винилацетатом, акрилатов и метакоилатов и др.);

- таловое масло;

- природные смолы (канифоль, асфальты, битумы, пеки, шеллак, копалы и др.); эфиры целлюлозы (нитрат, ацетат и ацетобутират целлюлозы, этилцеллюлоза);

- растительные масла (высыхающие - льняное и др., полувысыхающие - подсолнечное и др., невысыхающие - касторовое и др.); - жирные кислоты растительных и талового масел; синтетические жирные кислоты;

2) Пигменты неорганические

- белые (двуокись титана, окись цинка, литопон и др.); желтые (охра, кроны свинцовые, цинковые и др.);

- красные (железоокисание, сурик железный, крон оранжевый и др.)

-синие (лазурь железная, ультрамарин и др.);

-зеленые (окись хрома, медянка и др.);

-органические (азо- и диазопигменты, фталоциавиновые, антрахиноновые и др.);

3) Наполнители (барит, мел. тальк, слюда и др.);

4) Пластификаторы (касторовое масло, эфиры кислот - фталаты, фосфаты, себацинаты, совол, кастероль и др.);

5) Растворители (углеводороды, кетоны, спирты, эфиры и др.);

6) Сиккативы (свинцовые, марганцевые, кобальтовые, нафтенаты, линолеаты);

7) Резинаты (асидол, мылонафт, нафтеновые кислоты, соли и окислы свинца, марганца, кобальта);

8) Добавки (инициаторы, отвердители, ускорители, стабилизаторы, эмульгаторы и др.).

От качества и соотношения компонентов зависят свойства лакокрасочных материалов и покрытий.[1]

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) - это композиционные составы, наносимые на отделываемые поверхности в жидком или порошкообразном виде равномерными тонкими слоями и образующие после высыхания и отвердения пленку, имеющую прочное сцепление с основанием. Сформировавшуюся плёнку называют лакокрасочным покрытием, свойством которого является защита поверхности от внешних воздействий (воды, коррозии, температур, вредных веществ), придание ей определённого вида, цвета и фактуры.

ЛКМ подразделяются на следующие группы:

· краска

· эмаль

· лак

· грунтовка

· шпатлёвка

· антисептик

Краски - общее наименование для группы цветных красящих веществ, предназначенных для непосредственного использования в той или иной сфере быта. По химическому составу пигменты и изготовленные из них краски разделяются на минеральные (неорганические соли или оксиды металлов) и органические (сложные соединения, в основном растительного или животного происхождения). И те и другие могут быть естественными (природными) и искусственными (синтетическими).

Эмалевые краски (Эмали) - лакокрасочные материалы, состоящие из плёнкообразующей основы, растворителя и дисперсии в них пигментов, наполнителей и специальных добавок.

Лаки - растворы смол (натуральных или синтетических) в различных растворителях (углеводороды, ацетон, вода, этанол, олифы или эфирные масла) до жидкой или полужидкой консистенции, которые, просыхая в тонком слое, находящемся на каком-либо предмете, образуют прочную пленку (как правило, прозрачную, в отличие от краски), хорошо противостоящую различным внешним физико-химическим воздействиям. Отверждение пленки лака происходит либо за счет испарения растворителя, либо за счет реакции окислительной полимеризации. Лаки условно делят на термопластичные и термореактивные.

Грунтовка - состав, наносимый первым слоем на подготовленную к окраске поверхность для создания надёжного сцепления верхних (кроющих) слоёв покрытия с окрашиваемой поверхностью и выравнивания её впитывающей способности. От окрашивающих составов грунтовки отличаются меньшим содержанием пигментов.

Шпатлёвка - пастообразный или порошковый материал, применяемый для выравнивания поверхностей перед нанесением на них материалов для отделки помещений. Шпатлёвками называют составы, применяемые для выравнивания поверхностей, которые подлежат окраске.

Расшифровка названий

На банках с краской, лаком, грунтовкой или шпатлевкой стоит некий "шифр". Эти знаки могут многое рассказать и призваны упростить покупателям выбор товара. Прежде всего, на упаковке должно быть указано название материала - краска, эмаль, лак и т. д. (первая группа знаков). Далее идёт вторая группа знаков, указывающая на основу материала в банке или бутылке. Это зависит от химического состава.

Например, алкидная эмаль ПФ-115. Буквенное обозначение "ПФ" говорит о том, что эмаль изготовлена на основе пентафталевого связующего, первая цифра 1 - для наружного применения, 15 - каталожный номер.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе поликонденсационных смол:

АУ - Алкидноуретановые

УР - Полиуретановые

ГФ - Глифталевые

ФА - Фенолоалкидные

КО - Кремнийорганические

ФЛ - Фенольные

МЛ - Меламиновые

ЦГ - Циклогексаноновые

МЧ - Мочевинные (карбамидные)

ЭП - Эпоксидные

ПЛ - Полиэфирные насыщенные

ЭТ - Этрифталевые

ПФ - Пентафталевые

ЭФ - Эпоксиэфирные

ПЭ - Полиэфирные ненасыщенные

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе полимеризационных смол:

АК - Полиакрилатные

АС - алкидно-акриловые краски

МС - Масляно- и алкидностирольные

ВА - Поливинилацетатные

НП - Нефтеполимерные

ВЛ - Поливинилацетальные

ФП - Фторопластовые

ВС - На основе сополимеров винилацетата

ХВ - Перхлорвиниловые

КЧ - Каучуковые

ХС - На основе сополимеров винилхлорида

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе природных смол:

БТ - Битумные

ШЛ - Шеллачные

КФ - Канифольные

ЯН - Янтарные

МА - Масляные

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе эфиров целлюлозы:

АБ - Ацетобутиратоцеллюлозные

НЦ - Нитроцеллюлозные

АЦ - Ацетилцеллюлозные

ЭЦ - Этилцеллюлозные

На упаковке после букв через дефис стоят цифры, указывающие, для каких работ этот материал предназначен:

0 - грунтовка

00 - шпатлёвка

1 - атмосферостойкая (для наружного применения)

2 - ограниченно атмосферостойкая (для внутреннего применения)

3 - консервационные краски

4 - водостойкие

5 - специальные эмали и краски

6 - маслобензостойкие

7 - химически стойкие

8 - термостойкие

9 - электроизоляционные и электропроводные.

Вторая и последующая цифры обозначают номер разработки и на бытовом уровне никакой информации не несут. И лишь у масляной краски (МА) вторая цифра обозначает вид олифы.

Между второй и третьей группами знаков ставится дефис (эмаль МЛ-12, лак ПФ-2).

После номера, присвоенного материалу, допускается также добавлять буквенный индекс, характеризующий некоторые особенности материала. Например, ГС - горячей сушки, ХС - холодной сушки, ПМ - полуматовый и т. п.

Цвет материала, который ставится в конце шифра, обозначается полным словом - голубой, жёлтый и др. Например, "Эмаль ХВ--113 голубая" - эмаль перхлорвиниловая, для наружных работ, голубая.

Четвёртая группа - это просто порядковый номер, присвоенный лакокрасочному материалу при его разработке, обозначаемый одной, двумя или тремя цифрами (эмаль МЛ-111, лак ПФ-283). Пятая группа - (для пигментированных материалов) указывает цвет лакокрасочного материала - эмали, краски, грунтовки, шпатлёвки - полным словом (эмаль МЛ-1110 серо-белая). Исключения из общих правил: При обозначении первой группы знаков для масляных красок, содержащих в своём составе только один пигмент, вместо слова "краска" указывают наименование пигмента, например "сурик", "мумия", "охра" и т. д. (сурик МА-15).

Для ряда материалов между первой и второй группой знаков ставятся индексы:

Б - без летучего растворителя

В - для водоразбавляемых

ВД - для вододисперсионных

ОД - для органо-дисперсионных

П - для порошковых

Третью группу знаков для грунтовок и полуфабрикатных лаков обозначают одним нулём (грунтовка ГФ-021), а для шпатлёвок - двумя нолями (шпатлёвка ПФ-002). После дефиса перед третьей группой знаков для густотёртых масляных красок ставится один ноль (сурик МА-015).

В четвёртой группе знаков для масляных красок вместо порядкового номера ставят цифру, указывающую, на какой олифе изготовлена краска:

1 - натуральная олифа

2 - олифа "Оксоль"

3 - глифталевая олифа

4 - пентафталевая олифа

5 - комбинированная олифа

В некоторых случаях для уточнения специфических свойств лакокрасочного покрытия после порядкового номера ставят буквенный индекс в виде одной или двух прописных букв:

В - высоковязкий;

М - матовый;

Н - с наполнителем;

ПМ - полуматовое;

ПГ - пониженной горючести и т. д.[2]

2. Свойства лакокрасочных материалов. Контроль качества

Комплекс свойств лаков, красок, эмалей, грунтовок и шпатлевок, определяющих их качество, включает свойства жидких лакокрасочных систем до их отверждения и свойства покрытий.

К основным свойствам жидких лакокрасочных систем (прозрачных и непрозрачных) относятся:

- химические (содержание основного вещества, отдельных компонентов, нелетучих и летучих веществ, водорастворимых солей, воды, золы и др., кислотное число рН и др.);

-физико-химические (плотность, вязкость, продолжительность высыхания (отверждения), укрывистость (для непрозрачных материалов);

-малярно-технические (сорность, степень перетира, ианосимость, "розлив", стекаемость).

К основным свойствам лакокрасочных покрытий (пленок) относятся:

-декоративные (цвет, внешний вид, блеск);

-физико-механические (адгезия, твердость, эластичность, прочность при растяжении и изгибе, ударная прочность износостойкость);

-защитные (устойчивость к атмосферным воздействиям. светостойкость, стойкость к перепаду температур, термо-, морозо- и тропикостойкость);

-малярно-технические (способность шлифоваться и полироваться);

-электроизоляционные (электрическая прочность, удельное объемное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь);

-химические (стойкость к действию кислот, щелочей, агрессивных газов, воды, масла, бензина, мыльного раствора, эмульсий и других химических реагентов.

Специфическими свойствами должны обладать так называемые специальные лакокрасочные материалы и покрытия (например, токоопроводимостью, стойкостью к глубокому холоду, открытому пламени, к рентгеновским и другим видам излучений, к биологическим воздействиям и др.) лакокрасочный антикоррозионный пленкообразующий

Для получения химически стойких, тропикостойких, атмосферостойких лакокрасочных покрытий с хорошими защитными и декоративными свойствами и длительным сроком службы необходима специальная подготовка окрашиваемой поверхности, правильный выбор антикоррозионной грунтовки, покрывных лакокрасочных материалов, оптимальной технологии окраски и сушки.

Важнейшее значение имеет контроль качества в процессе производства и выпуска готового лакокрасочного материала, а также при последующей окраске изделий.

Контроль качества в лакокрасочной промышленности включает проверку соответствия сырья, полупродуктов и готовой Продукции нормам показателей, установленным для них действующими государственными стандартами (ГОСТ), отраслевыми стандартами (ОСТ) и техническими условиями (ТУ). Контроль, а при необходимости тем или иным видам испытаний должны подвергаться сырье и полупродукты как получаемые от поставщиков, так и производимые на данном предприятии. Особое значение имеет пофазный контроль производства.

Так, при производстве масляных и масляно-смоляных лаков контроль проводят на стадиях термообработки (проверяется правильность загрузки компонентов, температурный режим, вязкость лаковой основы), разбавления основы (температура), типизация лака (цвет, вязкость, продолжительность высыхания) и его очистку. Для глифталевых и пентафталевых лаков возникает необходимость дополнительного контроля хода алкоголиза масла глицерином или пентаэритритом (завершение процесса устанавливают пробой на растворимость в этиловом спирте), за проведением этерификанни фталевым ангидридом и последующим увариванием, окончание которого определяют на основании измерения вязкости.

При производстве эмалей контроль ведут на стадиях замеса (проверка однородности и смачиваемости), перетира (степень которого определяют по методу клина), составления эмали (проверка цвета, вязкости, укрывистости, продолжительности высыхания, содержания нелетучих веществ), а после окончательной очистки проверяют внешний вид пленки эмали.

Для водоэмульсионных красок контролируют однородность и полноту растворения, а также содержание нелетучих веществ еще на стадии приготовления водного раствора вспомогательных веществ, затем определяют степень перетира при приготовлении пигментных паст на краскотерочных машинах или в шаровых и бисерных мельницах, проводят контроль внешнего вида, вязкости, рН и содержания нелетучих веществ после смещения пигментных паст с водной дисперсией пленкообразующего компонента и, наконец, проверяют цвет и другие показатели конечного продукта.

Существует множество методов испытаний лакокрасочных материалов и покрытий, а также используемых для их изготовления сырья и полупродуктов. К основным из них можно отнести следующие:

1) физико-химические (цвет, степень блеска, прозрачность, укрывистость, вязкость, плотность, маслоемкость, летучесть, показатель преломления, светостойкость и др.);

2) физико-механические (твердость пленки, прочность покрытия при изгибе, растяжении и ударе, износостойкость, адгезия лакокрасочного материала, эластичность пленки, удлинение - свободной пленки при растяжении и др.);

3) химические [кислотное и водное число, число омылении, рН, зольность, состав (содержание основного вещества, летучих и нелетучих веществ, водорастворимых солей, ароматических веществ и т. д.), химическая стойкость и др.];

4) электрические (электрическая прочность пленки, удельное объемное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь и др.);

5) атмосферостойкость (срок службы покрытия в разных климатических зонах, стойкость к мелению, выветриванию, растрескиванию и др.);

6) малярно-технические (степень перетира, наносимость, способность Покрытия шлифоваться и полироваться и др.);

7) ускоренные климатические испытания (в везерометрах, гидростатах, камере соленого тумана и др.).

На все существующие методы испытаний лакокрасочных материалов и покрытий, за исключением ускоренных климатических испытаний, Имеются стандарты.

За последние 20--3О лет произошли значительные сдвиги в области освоения инструментальных физико-химических методов испытаний лакокрасочных материалов, позволивших осуществить частичную автоматизацию контроля, ускорить выполнение анализа с получением более точных и объективных данных.

Большое распространение получил метод газожидкостной хроматографии для качественного и количественного анализа сырья и готовой продукции, например для определения состава масел и растворителей, содержания основного вещества и примесей в различных мономерах и смолах. В особенности этот метод незаменим для разделения смесей.

Из электрохимических методов следует выделить метод полярографии для определения качественного и количественного состава мономеров, смол, пигментов, а также сточных вод. Достоинства полярографического метода - возможность одновременного анализа в одной пробе нескольких веществ без их разделения, исключительная быстрота (несколько минут) и точность определения. Применяются также другие электрохимические методы анализа: кондуктометрия, кулонометрия, потенциометрия, высокочастотное титрование и др. Кроме того, для анализа Лакокрасочных материалов применяются оптические методы - поляриметрия, рефрактометрия, колориметрия, нефелометрия, а также методы электронной микроскопии, рентгеновской спектроскопии, масс спектрометрии, электронного парамагнитного резонанса, ядерного магнитного резонанса. При рассмотрении свойств лакокрасочных материалов необходимо сказать об их токсичности и пожароопасности.

Токсичность лакокрасочных материалов обусловлена главным образом содержанием в них органических растворителей (ацетона, метилотилкетона, циклогексанона, ксилола, толуола, этилацетата, бутилацетата и др.). Кроме того, в состав лакокрасочных материалов входят другие токсичные компоненты - соединения свинца и хрома, формальдегид, фталевый ангидрид, фенол, стирол, гексаметиленднамии и др.

Пожароопасность лакокрасочных материалов характеризуется температурами вспышки, воспламенения и самовоспламенения, пределами взрывоопасности.[3],[4].

Заключение

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) имеют две основные функции: декоративную и защитную. Они оберегают дерево от гниения, металл - от коррозии, образуют твердые защитные пленки, предохраняющие изделия от разрушающего влияния атмосферы и других воздействий и удлиняющие срок их службы, а также придают им красивый внешний вид. Лакокрасочные покрытия долговечны. Для их нанесения не требуется дополнительное, сложное оборудование, и они легче обновляются. Поэтому такие покрытия широко применяются как в быту, так и во всех отраслях промышленности, на транспорте и в строительстве. С каждым годом к ЛКМ и покрытиям на их основе предъявляются все более жесткие требования в связи с появлением новых технологий в промышленности, строительстве и формированием современных эстетических вкусов у потребителя. Это касается в равной степени как защитных, так и декоративных свойств покрытий, которые определяются физико-химическими показателями всех компонентов лакокрасочной рецептуры и, в первую очередь, пленкообразователя и пигмента.

Литература

1. Лакокрасочные материалы. Сырье и полуфабрикаты. Справочник под ред. И.Н. Сапгира. М., Госхимиздат, 1961г. 506 с.

2. Интернет-ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki/Лакокрасочные_материалы

3. Справочное пособие. Лакокрасочные материалы. Технические требования и контроль качества. М., Химия, т. 1, 1977г. 336 с.; т. 2, 1977г. 288 с.

4. Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов. Справочное пособие Гольдберг М.М., Ермолаева Т.А., Лившиц М.Л. и др. М., Химия, 1978г, 512с.

Размещено на Allbest.ru

...