Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний торговельно-економічний університет

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Товарознавча оцінка порошкових лакофарбових покриттів

Спеціальність 05.19.08 - товарознавство промислових товарів

Караваєв Тарас Анатолійович

Київ-2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київському національному торговельно-економічному університеті Міністерства освіти і науки України.

Захист відбудеться 11 лютого 2005 р. об 11 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.055.02 при Київському національному торговельно-економічному університеті за адресою: 02156, м. Київ, вул. Кіото, 19.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Київського національного торговельно-економічного університету за адресою: 02156, м. Київ, вул. Кіото, 19.

Автореферат розісланий 11 січня 2005 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Є. В. Тищенко

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Сучасний стан розвитку економіки України зумовлює появу низки актуальних проблем, пов'язаних з удосконаленням виробництва та підвищенням рівня екологічної безпеки продукції, зокрема лакофарбових матеріалів, у поєднанні з високими експлуатаційними властивостями покриттів на їх основі.

В теперішній час в усьому світі висуваються дуже високі вимоги до екологічної безпеки лакофарбових товарів. Досить перспективним і актуальним напрямом є збільшення використання лакофарбових композицій, які не містять органічних розчинників, в першу чергу, порошкових фарб.

Виробництво лакофарбових матеріалів посідає особливе місце серед інших хімічних виробництв. Суттєвою відмінністю лакофарбових матеріалів традиційного для ринку України асортименту є вміст у їхньому складі розчинників до 40%, що неминуче призводить до їх емісії при виробництві та нанесенні і забруднення оточуючого середовища. Вирішити цю проблему можна завдяки розширенню виробництва та застосуванню екологічно чистих водоемульсійних і порошкових фарб.

Зростання популярності порошкових фарб пояснюється їх екологічною повноцінністю і привабливістю з точки зору охорони навколишнього середовища, а також високою ефективністю, яка пов'язана з можливістю отримувати при одношаровому нанесенні високоякісні захисно-декоративні покриття з високими корозійною і хімічною стійкістю, передбачуваними фізико-механічними і діелектричними характеристиками.

Порошкові фарби відомі у світі понад 40 років. Останнім часом ці матеріали займають значну частку в асортименті лакофарбової продукції майже в усіх країнах світу. Незважаючи на це, ринок порошкових фарб в Україні почав формуватися на початку 90-х років минулого століття, а активного розвитку набув лише 3-4 роки тому. За останні роки в нашій державі зростання використання порошкових лакофарбових матеріалів складає 10-15% на рік. Такі високі темпи росту можна пояснити зростанням обсягів виробництва вітчизняного устаткування для нанесення порошкових фарб.

Враховуючи сучасні тенденції розвитку ринку порошкових фарб в Україні перспективними і актуальними є товарознавчі дослідження властивостей порошкових лакофарбових матеріалів та покриттів на їх основі, а також розроблення рекомендацій щодо їх поліпшення.

Аналіз галузей застосування порошкових фарб в Україні показав, що переважна більшість фарб даного типу використовується для фарбування металевих поверхонь. Тому перспективним напрямом дослідження також є розширення галузей застосування порошкових фарб шляхом розроблення і впровадження у виробництво нових способів отримання порошкових лакофарбових покриттів на поверхні виробів із неметалевих матеріалів, особливо деревини і деревних матеріалів, які забезпечують при цьому сумісність поєднання захисних і декоративних властивостей.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана відповідно до держбюджетної теми “Розробка та товарознавча оцінка лакофарбових покриттів” за планами наукових досліджень Київського національного торговельно-економічного університету у 2002-2004 роках.

Мета і задачі досліджень. Мета досліджень полягала в комплексній товарознавчій оцінці естетичних, функціональних та експлуатаційних властивостей порошкових лакофарбових покриттів на металевих виробах, а також у розширенні галузей застосування порошкових фарб шляхом розробки нових способів отримання порошкових лакофарбових покриттів на неметалевих матеріалах, зокрема на деревних плитах і товарознавчій оцінці отриманих за розробленим способом нових виробів.

Для досягнення поставленої мети роботи необхідно було вирішити наступні задачі:

– проаналізувати ринок лакофарбових матеріалів в Україні та обґрунтувати доцільність і перспективи вивчення та дослідження властивостей порошкових лакофарбових матеріалів та покриттів на їх основі;

– дослідити естетичні, функціональні та експлуатаційні властивості порошкових лакофарбових покриттів на металевих підкладках;

– дати порівняльну товарознавчу оцінку експлуатаційних властивостей покриттів, отриманих із порошкових фарб на основі різних плівкоутворювачів, представлених на ринку України;

– розробити новий спосіб отримання порошкових лакофарбових покриттів на діелектричних неметалевих матеріалах, зокрема на деревних плитах;

– з'ясувати вплив розробленого способу отримання покриттів на формування комплексу властивостей виробів з деревних плит з порошковим лакофарбовим покриттям;

– встановити наявність взаємодії порошкової фарби з ґрунтом при формуванні лакофарбового покриття на деревних матеріалах;

– провести комплексну товарознавчу оцінку експлуатаційних властивостей порошкових лакофарбових покриттів на деревних плитах;

– провести промислову апробацію розроблених нових виробів.

Об'єктом дослідження є порошкові лакофарбові покриття на різних підкладках. товарознавчий ринок виріб

Предметом дослідження є комплекс властивостей та якість порошкових лакофарбових покриттів на різних підкладках.

Методи дослідження. Вирішення поставлених у дисертації задач виконано з використанням загальноприйнятих у лакофарбовій промисловості методів досліджень. Крім того, було застосовано ряд авторських методик для оцінки стійкості до дії теплого вологого середовища, водостійкості та термостійкості порошкових лакофарбових покриттів на деревних плитах.

Наукова новизна отриманих результатів полягає у встановленні закономірностей формування властивостей порошкових лакофарбових покриттів залежно від їх складу та виду підкладки. Для з'ясування цього виконано наступне:

Ш проведено порівняльну товарознавчу оцінку експлуатаційних властивостей порошкових лакофарбових покриттів на металевих підкладках, отриманих з порошкових фарб на основі термореактивних плівкоутворювачів різних виробників;

Ш з метою розширення галузей застосування порошкових фарб в Україні розроблено новий спосіб отримання порошкових лакофарбових покриттів на деревних матеріалах і визначено вплив різних факторів на формування споживних властивостей та якості отриманих виробів;

Ш розроблено рецептуру вододисперсійної грунтовки для формування струмопровідного шару на поверхні діелектричних неметалевих матеріалів таких, як скло, кераміка, деревина, деревні плити тощо;

Ш встановлено закономірності процесів взаємодії між порошковою фарбою і ґрунтовим покриттям при формуванні порошкового лакофарбового покриття на деревних матеріалах;

Ш здійснено комплексну товарознавчу оцінку отриманих за розробленим способом нових виробів “Фасад МДФ з порошковим лакофарбовим покриттям”.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані експериментальні дані дали змогу створити новий виріб - деревні плити з порошковим лакофарбовим покриттям, які мають підвищені споживні властивості, а також розширити галузі застосування як порошкових лакофарбових матеріалів загального призначення, так і різних деревних матеріалів, зокрема плит. Розроблено рекомендації щодо застосування порошкових фарб на основі різних плівкоутворювачів відповідно до умов експлуатації фарбованих виробів, в тому числі отриманих виробів за розробленим новим способом.

Деревні плити, опоряджені порошковими лакофарбовими покриттями, знайшли застосування в меблевому виробництві. За розробленим способом на ВАТ “Південь” (м. Київ) серійно виготовляються лицеві панелі кухонних меблів. Технічні рішення розробки захищені деклараційним патентом України на корисну модель “Деревний матеріал з порошковим лакофарбовим покриттям і спосіб його виготовлення”.

Особистий внесок здобувача. Особистий внесок полягає в обґрунтуванні та формулюванні мети та завдань досліджень. Експериментальні дослідження у лабораторних умовах проведені автором особисто; за безпосередньою участю автора здійснено промислову апробацію розроблених покриттів. Безпосередньо автором проведено теоретико-аналітичну інтерпретацію результатів досліджень, сформульовано висновки.

У наукових працях, що опубліковані у співавторстві, авторові належать теоретичні розробки, організація та проведення експериментальних досліджень, обробка та аналіз отриманих даних.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи викладено та обговорено на Міжнародній науково-практичній конференції “Товари ХХІ століття” (Полтавський університет споживчої кооперації України, м. Полтава, 2002 р.), науковій конференції професорсько-викладацького складу Київського національного торговельно-економічного університету (м. Київ, 2003 р.), Міжнародній конференції “Ecology of products” (Академія економічна в Кракові, м. Краків, Польща, 2003 р.) та 14-му симпозіумі Міжнародного товариства товарознавства та технології (25-29 серпня 2004 р. м. Пекін, Китай).

Публікації. Результати дисертаційної роботи опубліковані у 7 роботах (з них 3 - у фахових виданнях) та отримано деклараційний патент України на корисну модель.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, 5 розділів, висновків, списку використаної літератури, який нараховує 140 найменувань, і додатків. Основний текст викладено на 153 сторінках. Дисертація містить 22 таблиці, 18 рисунків.

Основний зміст

У вступі обґрунтована актуальність теми досліджень і зазначені основні напрями їх проведення.

У першому розділі “Передумови формування властивостей та якості порошкових лакофарбових покриттів” проаналізовано чинники, що впливають на формування властивостей порошкових лакофарбових покриттів, охарактеризовано експлуатаційні властивості порошкових лакофарбових матеріалів та покриттів на їх основі, їх переваги та недоліки.

Порошкові фарби порівняно з традиційними лакофарбовими матеріалами, характеризуються екологічною нешкідливістю, можливістю нанесення майже на будь-яку поверхню, високою адгезією до різних видів поверхонь, високою атмосферо-, корозійною-, світлостійкістю та стійкістю до тертя, мають привабливий естетичний вигляд тощо. Якість порошкових фарб, як і будь-яких лакофарбових матеріалів, у кінцевому рахунку виявляється в покриттях.

Використання порошкових лакофарбових матеріалів сприяє економії матеріальних ресурсів, підвищенню якості захисту виробів, вирішенню екологічних проблем. Тому для характеристики порошкових фарб найбільшою мірою придатна формула “Три Е” - екологія, економія, енергозбереження, яка популярна в промислово розвинених країнах і застосовується при розробленні й оцінюванні нових видів лакофарбових матеріалів. Якщо коефіцієнт використання матеріалу при отриманні покриттів із традиційних органорозчинних фарб з низьким і високим сухим залишком не перевищує відповідно 25 і 85%, то при застосуванні порошкових фарб він складає 97-98%.

З'ясовано, що переважна більшість порошкових фарб в Україні використовується для отримання покриттів на металевих поверхнях, серед них 75% застосовується для фарбування побутової техніки, серед інших галузей необхідно відмітити будівництво (8,4%), фарбування промислового обладнання (2,6%) і автомобільних деталей (2,6%). Визначено, що останнім часом в Україні актуальним є розширення галузей застосування порошкових лакофарбових матеріалів, шляхом розробки нових способів нанесення порошкових фарб на неметалеві поверхні.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

У другому розділі “Об'єкти, предмет та методи дослідження” сформульовані організаційні та експериментальні напрями реалізації програми досліджень (рис. 1).

Об'єктами дослідження обрано порошкові фарби на основі термореактивних плівкоутворювачів: поліефірних, епоксидних та епоксиполіефірних. Такий вибір зумовлений тим, що переважна більшість порошкових фарб, представлених на ринку України, виготовлені на основі зазначених плівкоутворювачів.

Для проведення досліджень обрані порошкові фарби різних кольорів та фактури поверхні іноземних виробників Oxyplast (Туреччина), Teknos (Фінляндія), DuPont Powder Coatings (Франція), а також фарби вітчизняного виробництва - ТОВ “Українсько-американське підприємство “ТРІБО”. Товщина досліджуваних покриттів становила 50-55 мкм.

Оцінку експлуатаційних властивостей порошкових лакофарбових покриттів проводили на металевих та деревних підкладках. Як металеві підкладки використовували підкладки із сталі марки 08 кп. Як деревні підкладки використовували деревно-волокнисті плити МДФ. Структурні, фізико-механічні властивості та висока гладкість плит МДФ дають змогу створити на їх поверхні порошкове лакофарбове покриття високої якості.

Результати вимірювання експериментальних даних підлягали статистичному аналізу з метою виявлення та визначення випадкових помилок експерименту. Визначення довірчих інтервалів проводилося з використанням t-розподілу Стьюдента.

В третьому розділі “Товарознавча оцінка якості порошкових лакофарбових покриттів на металевих підкладках” проведена товарознавча оцінка властивостей порошкових лакофарбових покриттів на металевих підкладках.

Порошкові лакофарбові покриття, отримані на основі досліджуваних порошкових фарб, мають високі фізико-механічні властивості: адгезію, міцність на удар, міцність при згинанні (табл. 1).

Таблиця 1. Фізико-механічні властивості порошкових лакофарбових покриттів, отриманих на основі досліджуваних фарб

Досліджувані покриття мають високі декоративні властивості, зокрема блиск, який для різних покриттів становить від 52 до 66%. Колір покриттів за каталогом RAL відповідає кольору, заявленому виробниками порошкових фарб у технічних характеристиках до них. Покриття мають гладку глянцеву поверхню, за виключенням покриття фарби сірої епоксидної виробництва Oxyplast (Туреччина), яке має фактуру поверхні “шагрень” (апельсинова шкірка) і покриття фарби білий оксамит епоксиполіефірної виробництва DuPont (Франція), яке має матову дрібно-структурну фактуру поверхні та низький блиск.

Досліджено захисні властивості порошкових лакофарбових покриттів, зокрема корозійну стійкість та атмосферостійкість, які характеризують здатність лакофарбового покриття захищати вироби від руйнівного впливу чинників корозійного й оточуючого середовища.

Порошкові лакофарбові покриття мають високу корозійну стійкість. Після 60 діб перебування в обраному корозійному середовищі (3% розчині NaCl) найкращі захисні властивості мають покриття на основі наступних порошкових фарб: сіра (епоксидна) виробництва Oxyplast (Туреччина); біла (епоксидна) та сіра (епоксиполіефірна) виробництва Teknos (Фінляндія); сіра та біла (епоксиполіефірні) виробництва ТОВ “Трібо” (Україна). Вказані покриття мають високий опір, який обернено пропорційний частоті змінного струму та невелику ємність, яка не залежить від частоти струму.

Однією з найважливіших захисних властивостей, яка визначає довговічність покриття є атмосферостійкість. Як свідчать дані таблиці 2, після 12 циклів випробувань на атмосферостійкість, що відповідає 6 рокам експлуатації в умовах приморської промислової зони у лакофарбових покриттів, отриманих на основі досліджуваних порошкових фарб відбулися зміни зовнішнього вигляду та декоративних властивостей. Зниження блиску становить 2-17%. Виникнення корозійних ділянок та осередків корозії становить до 5% від площі покриття. Проте, покриття на основі чорної (епоксиполіефірної) порошкової фарби виробництва Teknos (Фінляндія), сірої та білої (епоксиполіефірних) порошкових фарб вітчизняного виробництва не мали на поверхні покриття осередків корозії, що свідчить про їх високу атмосферостійкість.

Таблиця 2. Зовнішній вигляд та декоративні властивості порошкових лакофарбових покриттів після випробування на атмосферостійкість

Враховуючи високі естетичні, фізико-механічні властивості, корозійну стійкість та атмосферостійкість досліджуваних порошкових лакофарбових покриттів актуальним напрямом є розширення галузей застосування порошкових фарб в Україні, шляхом розроблення нових способів їх нанесення на вироби з деревини та деревних плит, кераміки, скла та ін. неметалевих матеріалів.

Четвертий розділ “Особливості формування властивостей та товарознавча оцінка порошкових лакофарбових покриттів на деревних матеріалах” присвячено розробці нового способу отримання порошкових лакофарбових покриттів на деревних матеріалах та їх товарознавчій оцінці.

Особливістю розробленого способу є те, що перед нанесенням порошкової фарби на поверхні деревних матеріалів попередньо створюється струмопровідний шар шляхом нанесення спеціальної електропровідної грунтовки. Це дає змогу наносити порошкову фарбу на холодну поверхню деревних матеріалів рівномірним суцільним шаром і в подальшому сформувати рівномірне по товщині покриття.

Для формування струмопровідного шару на поверхні діелектричних матеріалів створено рецептуру спеціальної грунтовки. Основними компонентами вододисперсійної електропровідної грунтовки є стирол-акрилова дисперсія Rodopas DS-910, яка є плівкоутворювачем цієї композиції; карбонат кальцію та графіт, які є наповнювачами в цій композиції. Електропровідних характеристик струмопровідному шару надає графіт, що входить до складу отриманої грунтовки.

На отриману грунтовку розроблені та затверджені технічні умови України: ТУ У 24.3-14312625-005 - 2002 “Грунтовка акрилова водо-дисперсійна електропровідна АК-5055”, за якими в промислових умовах державного підприємства "Колоран" випущено дослідно-промислову партію цієї грунтовки.

Для формування покриття застосовується звичайне конвективне нагрівання, що дозволяє отримати порошкове лакофарбове покриття на деревних плитах з використанням обладнання, яке використовується для фарбування металевих виробів і серійно виготовляється в Україні.

Розроблений спосіб отримання порошкових лакофарбових покриттів на деревних плитах (зокрема, на плитах МДФ) включає наступні операції:

1. Розкрій плит МДФ на заготовки потрібного розміру;

2. Попереднє сушіння отриманих заготовок;

3. Створення струмопровідного шару нанесенням спеціальної електропровідної ґрунтовки;

4. Сушіння ґрунтованих заготовок;

5. Охолодження заготовок до кімнатної температури;

6. Нанесення порошкової фарби методом електростатичного або трібостатичного напилення;

7. Формування порошкового лакофарбового покриття;

8. Повільне охолодження готових виробів і виправлення дефектів покриття (якщо це потрібно).

На споживні властивості та якість готових виробів (лицевих панелей меблів), виготовлених з МДФ із порошковим лакофарбовим покриттям найбільше впливають операції сушіння ґрунтованих заготовок МДФ і формування порошкового лакофарбового покриття.

За допомогою методу ІЧ-спектроскопії встановлено, що при формуванні порошкового лакофарбового покриття на деревних матеріалах виникає взаємодія з утворенням водневих зв'язків між групами -ОН карбоксильної групи акрилової кислоти стирол-акрилової дисперсії, яка є зв'язувальною речовиною грунтовки і карбонільними групами С=О поліетилентерефталату, який входить до складу досліджуваних порошкових фарб. Наявність такої взаємодії є однією з причин виникнення адгезійного контакту порошкового лакофарбового покриття з ґрунтованою поверхнею деревних матеріалів.

Отримані за розробленим способом порошкові лакофарбові покриття на плитах МДФ мають високі фізико-механічні властивості. Адгезія покриттів становить 1-2 бали. Міцність на удар досліджуваних порошкових лакофарбових покриттів на плитах МДФ для падіння вантажу масою 0,5 кг з висоти 10, 25 і 50 мм характеризується оцінкою 5, тобто покриття залишилося без видимих змін, не помітно навіть сліду від удару. Визначення міцності на удар для висот падіння 100, 200 і 400 мм показали (табл. 3), що зі збільшенням висоти падіння спостерігається зниження міцності на удар майже всіх покриттів з оцінки 4 та 5 для висоти падіння 100 мм до оцінки 3 для висоти падіння 400 мм.

Таблиця 3. Міцність на удар порошкових лакофарбових покриттів на плитах МДФ для висот падіння 100, 200 і 400 мм

Результати визначення водопоглинання і стійкості до дії води зразків МДФ з порошковим лакофарбовим покриттям зануренням їх у воду на 24 год засвідчили їх незначне водопоглинання і високу стійкість до дії води.

Покриття на основі всіх досліджуваних порошкових фарб є термостійкими при нагріванні до температури 150°С і витримці протягом 30 хв. При цьому не спостерігається руйнування покриттів, зниження блиску або погіршення їх зовнішнього вигляду. Переважна більшість порошкових лакофарбових покриттів залишилися практично без змін після випробування на стійкість до дії теплого вологого середовища витримкою протягом 6 діб в гідростаті при температурі 55-60 °С і відносній вологості повітря 90-100% та 10 циклів випробування на термоудар.

Проведені експериментальні дослідження засвідчили стійкість порошкових лакофарбових покриттів на плитах МДФ до дії води, оцту, спирту етилового, чаю, кави, розчину лимонної кислоти, харчової та кальцинованої соди. Після впливу цих рідин протягом 10 с, 2 хв і 10 хв всі лакофарбові покриття, отримані на основі досліджуваних порошкових фарб залишилися практично без змін. На поверхні цих покриттів не було виявлено ознак погіршення якості покриття або його руйнування, що свідчить про високі експлуатаційні властивості отриманих порошкових лакофарбових покриттів на плитах МДФ.

П'ятий розділ “Оцінка задоволення потреб споживача у створеному новому виробі: плита мдф з порошковим лакофарбових покриттям”. За допомогою методології розробки “Розгортання функції якості” показано вплив різних факторів на формування споживних властивостей створених нових виробів, визначено конкурентні переваги цих виробів, отриманих із застосуванням досліджуваних порошкових фарб, а також оцінено задоволення потреб споживачів розробленим новим виробом.

На рис. 2. показано залежність споживних властивостей створених нових виробів "Фасад МДФ з порошковим лакофарбовим покриттям" від вихідних матеріалів і технологічних операцій отримання цих виробів.

Виходячи із загального рейтингу кожної характеристики розробки можна визначити ступінь впливу цієї характеристики на формування споживних властивостей виробу. Як видно з рис. 2, на формування споживних властивостей виробу "Фасад МДФ з порошковим лакофарбовим покриттям" найбільше впливають такі властивості розробки, як вид порошкової фарби (загальний рейтинг властивості 258 балів), формування порошкового лакофарбового покриття (228 балів), нанесення порошкової фарби (146 балів), матеріал плити основи (124 бали), розкрій плит, механічна обробка і нанесення фрезерування (104 бали), сушіння ґрунтованих заготовок (103 бали) і т.д.

В таблиці 4 наведено розрахунок конкурентних переваг нових виробів - "Фасади МДФ з порошковим лакофарбовим покриттям", у випадку використання при їх виробництві досліджуваних порошкових фарб виробництва ТОВ “Трібо” (Україна), Oxyplast (Туреччина), Teknos (Фінляндія), DuPont (Франція). Для розрахунку рейтинг важливості певної властивості для споживача помножено на оцінку рівня задоволення цієї властивості у новому виробі при застосуванні досліджуваних фарб.

Таблиця 4. Розрахунок конкурентних переваг арифметичним факторним рейтингом для фасадів МДФ, отриманих із застосуванням досліджуваних порошкових фарб різних виробників

Як видно з таблиці 4, найвищий і практично однаковий загальний рейтинг отримали фасади МДФ з порошковим лакофарбовим покриттям, виготовлені із застосуванням порошкових фарб виробництва Teknos (Фінляндія), ТОВ “Трібо” (Україна) і DuPont (Франція), які отримали відповідно 172, 170 та 167 балів. Аналізуючи наведені дані, можна зробити висновок, що при застосуванні порошкових фарб зазначених виробників при отриманні фасадів МДФ з порошковим лакофарбовим покриттям будуть найбільш повно задоволені вимоги споживачів. Загальний рейтинг 155 балів отримали порошкові фарби виробництва Oxyplast (Туреччина), що свідчить про нижчу конкурентоспроможність порошкових фарб цього виробника.

Підсумовуючи результати експериментальних досліджень, слід зазначити, що покриття на основі сірої та білої (епоксиполіефірних) порошкових фарб виробництва ТОВ “Трібо” (Україна) за своїми експлуатаційними властивостями не поступаються кращим аналогам закордонних порошкових лакофарбових покриттів, а за деякими показниками, зокрема блиск і атмосферостійкість, навіть перевищують їх.

Вітчизняному виробнику порошкових фарб ТОВ “Трібо”, враховуючи доведену в роботі високу якість покриттів, потрібно розширювати асортимент готової продукції шляхом розширення кольорової гами порошкових фарб і збільшувати обсяги виробництва. Перспективним в Україні також є розширення кола виробників порошкових фарб та створення потужностей з їх виробництва на підприємствах, які на сьогоднішній день випускають традиційні органорозчинні лакофарбові матеріали.

висновки

1. В результаті проведення комплексної товарознавчої оцінки порошкових лакофарбових покриттів на металевих підкладках встановлено, що вони мають високу адгезію, яка становить 1 бал, міцність при згинанні навколо циліндричного стрижня - 1-6 мм і міцність на удар, яка становить 4,46-4,90 Н·м. Досліджувані покриття мають привабливий естетичний вигляд, характеризуються гарним блиском, яскравим насиченим кольором.

2. Встановлено, що захисні властивості порошкових лакофарбових покриттів на металевих підкладках корелюють з їх водопоглинанням: чим менше водопоглинання має покриття, тим вищі його захисні властивості. Досліджувані порошкові лакофарбові покриття мають високу корозійну стійкість. Після 60 діб витримки у 3% розчині NaCl найвищі захисні властивості мають покриття, отримані з порошкових фарб на основі епоксидних та епоксиполіефірних плівкоутворювачів, а покриття на основі поліефірних порошкових фарб - найнижчі.

3. Експериментальні дослідження засвідчили, що порошкові лакофарбові покриття мають високу атмосферостійкість, яка для більшості покриттів становить 5,5 - 6 років. Після 12-ти циклів прискорених випробувань, що відповідає 6-ти рокам експлуатації в умовах приморської промислової зони, відбулося зниження фізико-механічних властивостей деяких покриттів, зокрема зниження адгезії покриттів на основі зеленої (поліефірної) порошкової фарби виробництва Oxyplast (Туреччина); бежевої (поліефірної) та білої (епоксидної) порошкових фарб виробництва Teknos (Фінляндія).

4. З метою розширення галузей застосування порошкових фарб в Україні розроблено новий спосіб отримання порошкових лакофарбових покриттів на деревних матеріалах. Для створення струмопровідного шару на поверхні неметалевих матеріалів таких, як скло, кераміка, деревина, деревні плити тощо, розроблено рецептуру вододисперсійної електропровідної грунтовки. Формування струмопровідного шару дає змогу наносити порошкову фарбу на холодну поверхню неметалевих матеріалів рівномірним суцільним шаром і отримати якісне порошкове лакофарбове покриття.

5. Проведені ІЧ-спектроскопічні дослідження свідчать про наявність водневої взаємодії з утворенням водневих зв'язків між групами -ОН карбоксильної групи акрилової кислоти стирол-акрилової дисперсії, яка є зв'язувальною речовиною грунтовки і карбонільними групами С=О поліетилентерефталату, який входить до складу досліджуваних порошкових фарб. Наявність такої взаємодії є однією з причин виникнення адгезійного контакту порошкового лакофарбового покриття з ґрунтованою поверхнею деревних матеріалів.

6. Комплексна товарознавча оцінка отриманих нових виробів "Фасад МДФ з порошковим лакофарбовим покриттям" засвідчила, що вони характеризуються високим рівнем експлуатаційних властивостей: адгезія покриттів становить 1-2 бали, міцність на удар 3-5 балів; естетичність виробів визначається можливістю отримання з порошкових фарб покриттів яскравого насиченого кольору з різноманітною фактурою поверхні.

Проведені експериментальні дослідження дали змогу стверджувати, що порошкові лакофарбові покриття на плитах МДФ стійкі до дії оцту, спирту етилового, чаю, кави, розчину лимонної кислоти, харчової та кальцинованої соди. Отримані вироби, після 24 год витримки у воді характеризуються низьким водопоглинанням. За цей період на їх поверхні не було виявлено ознак погіршення якості або руйнування покриття, що є свідченням їх високої водостійкості.

7. Покриття на основі досліджуваних порошкових фарб є термостійкими при нагріванні до температури 150°С. При цьому не спостерігається руйнування покриттів, зниження блиску або погіршення їх зовнішнього вигляду. Переважна більшість порошкових лакофарбових покриттів мають високу стійкість до дії теплого вологого середовища і виявилися стійкими після 10 циклів випробування на термоудар.

8. Деревні плити з порошковим лакофарбовим покриттям, знайшли застосування у меблевому виробництві. За розробленою технологією на ВАТ “Південь” (м. Київ) серійно виготовляються лицеві панелі кухонних меблів. Проведена промислова апробація нових виробів дозволяє рекомендувати розроблений спосіб для широкого впровадження у виробництво на території України з метою виготовлення лабораторних, медичних, офісних та побутових меблів. Технічні рішення розробки захищені деклараційним патентом України на винахід “Деревний матеріал з порошковим лакофарбовим покриттям і спосіб його виготовлення”.

9. Проведені експериментальні дослідження засвідчили, що покриття на основі сірої та білої (епоксиполіефірних) порошкових фарб виробництва ТОВ “Трібо” (Україна) за своїми експлуатаційними властивостями не поступаються кращим закордонним аналогам, а за деякими показниками, зокрема блиск і атмосферостійкість, перевищують їх.

10. Оцінювання задоволення потреб споживачів новим виробом "Фасад МДФ з порошковим лакофарбовим покриттям" показало, що на формування споживних властивостей отриманих виробів найбільше впливають такі характеристики розробки, як вид порошкової фарби (загальний рейтинг властивості 258 балів), формування порошкового лакофарбового покриття (228 балів), нанесення порошкової фарби (146 балів), матеріал плити основи (124 бали), розкрій плит, їх механічна обробка і нанесення фрезерування (104 бали), сушіння ґрунтованих заготовок (103 бали).

Розрахунок конкурентних переваг показав, що найвищий і практично однаковий загальний рейтинг отримали фасади МДФ з порошковим лакофарбовим покриттям, виготовлені із застосуванням порошкових фарб виробництва Teknos (Фінляндія), ТОВ “Трібо” (Україна) і DuPont (Франція), які отримали відповідно 172, 170 та 167 балів.

11. Соціальна ефективність роботи полягає в:

– отриманні нової для України наукової інформації стосовно асортименту порошкових лакофарбових матеріалів та якості покриттів на їх основі;

– товарознавчій оцінці властивостей порошкових лакофарбових покриттів на металевих і деревних підкладках;

– розширенні сфер застосування як порошкових фарб, так і деревних матеріалів, зокрема деревних плит;

– більш повному задоволенні потреб споживачів за рахунок отримання порошкових лакофарбових покриттів на деревних плитах з високими естетичними та експлуатаційними властивостями;

– популяризації порошкових лакофарбових матеріалів, застосування яких дозволяє отримувати покриття з високими експлуатаційними властивостями і знизити практично до нуля шкідливий вплив розчинників на навколишнє середовище.

Список наукових праць, що опубліковані за темою дисертації

Статті у наукових виданнях, матеріали конференцій:

1. Мережко Н.В., Караваєв Т.А. Проблеми та перспективи розвитку ринку порошкових фарб в Україні // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - 2001. - № 3. - С. 157-159.

2. Караваєв Т.А. Порошкові фарби - фарби ХХІ століття // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції 24-25 жовтня 2002 року “Товари ХХІ століття”. - Полтава, РВВ ПУСКУ, 2002. - Ч.1. - С. 162-164.

3. Мережко Н.В., Караваєв Т.А. Тенденції розвитку виробництва порошкових фарб в Україні // Сучасні інформаційні та енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини: Збірник наукових праць / Українська технологічна академія. Київський Національний університет технологій та дизайну. - Київ, 2002. - №12. - С. 18-22.

4. Taras Karavayev. Ecological friendly technologies in paint and varnish industry // Proceedings of the 3rd International conference “Ecology of products”, 25^th-26^th September 2003, Krakow, Poland. - P. 275-280.

5. Караваєв Т.А., Свідерський В.А. Технологічні особливості формування естетичних властивостей порошкових лакофарбов...