Лакокрасочные материалы и растворители

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ВИДЫ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ И РАСТВОРИТЕЛЕЙ 4

1.1 Классификация лакокрасочных  покрытий 4

1.2 Условные обозначения групп  лакокрасочных материалов по  типу пленкообразователя 9

ГЛАВА 2 МЕТОДЫ НАНЕСЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ

 МАТЕРИАЛОВ 10

2.1 Методы нанесения жидких и  порошковых ЛКМ различны 10

2.2 Методы нанесения порошковых  ЛКМ 12

ГЛАВА 3 ТЕХНОЛОГИЯ ПОКРАСКИ АВТОМОБИЛЯ 13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 18

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Сегодня покраска легкового автомобиля – скорее искусство, чем элементарная защита металла от коррозии, хотя утилитарное значение этого технологического процесса изначально играло и продолжает играть чрезвычайно важную роль.

Само определение «лакокрасочные покрытия» — это сформировавшаяся пленка лакокрасочного материала нанесенного на какую-либо поверхность. Лакокрасочные покрытия на различных поверхностях образуются в процессе пленкообразования лакокрасочных материалов нанесенных на эти поверхности. Сам химический процесс пленкообразования включает в себя сначала высыхание, а затем окончательное отверждение нанесенного покрывного материала. Главное назначение (основная цель) лакокрасочных покрытий — защита поверхности материала, в данном случае автомобиля, от разрушений, от коррозии и для придания поверхностям декоративного вида, цвета и фактуры. По своим эксплуатационным свойствам существуют лакокрасочные покрытия (ЛКП): атмосферостойкие, водостойкие, маслобензостойкие, химстойкие, термическистойкие, электроизоляционные, консервационные и ЛКП специального назначения.

Предмет работы: лакокрасочные покрытия и растворители в автомобилестроении.

Цель работы заключалась в том, чтобы рассмотреть лакокрасочные материалы, их состав, ассортимент и методику нанесения на автомобиль.

Для этого были решены следующие задачи:

1)   дать общую характеристику  лакокрасочных материалов;

2)   рассмотреть их свойства и химический состав;

3) охарактеризовать ассортимент существующих покрытий;

5) проанализировать методику нанесения покрытий на автомобиль.

 

ГЛАВА 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ВИДЫ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ И РАСТВОРИТЕЛЕЙ

 

1.1 Классификация лакокрасочных  покрытий

 

Лакокрасочные покрытия, образуются в результате пленкообразования (высыхания, отверждения) лакокрасочных материалов. нанесенных на поверхность (подложку). Основное назначение: защита материалов от разрушения и декоративная отделка поверхности. По эксплуатационным свойствам различают лакокрасочные покрытия атмосфере-, водо-, масло- и бензостойкие, химически стойкие, термостойкие, электроизоляционные, консервационные, а также специального назначения. К последним относятся, например, противообрастающие (препятствуют обрастанию подводных частей судов и гидротехнических сооружений морскими микроорганизмами), светоотражающие, светящиеся (способны к люминесценции в видимой области спектра при облучении светом или радиоактивным излучением), термоиндикаторные (изменяют цвет или яркость свечения при определенной температуре), огнезащитные, противошумные (звукоизолирующие). По внешнему виду (степень глянца, волнистость поверхностисти, наличие дефектов. лакокрасочные покрытия принято подразделять на 7 классов. Для получения лакокрасочные покрытия применяют разнообразные лакокрасочные материалы (ЛКМ), различающиеся по составу и химической природе пленкообразователя:

1 ЛКМ на основе термопластичных пленкообразователей (битумные, эфироцеллюлозные лаки);

2 ЛКМ на основе термореактивных пленкообразователей (полиэфирные, полиуретановые лаки);

3 ЛКМ на основе масел (олифы, масляные лаки, масляные краски);

4 ЛКМ, модифицированные маслами (алкидные лаки).

Используют лакокрасочные покрытия во всех отраслях народного хозяйства и в быту. Более 50% всех ЛКМ расходуется в машиностроении (из них 20% - в автомобилестроении), 25% - в строительной индустрии. В строительстве для получения лакокрасочные покрытия (отделочные) применяют упрощенные технологии изготовления и нанесения ЛКМ. Большинство лакокрасочные покрытия получают нанесением ЛКМ в несколько слоев (рис. 1). Толщина однослойных лакокрасочных покрытий колеблется в пределах 3-30 мкм, многослойных - до 300 мкм. Для получения многослойных, например защитных, покрытий наносят несколько слоев разнородных ЛКМ (комплексные лакокрасочные покрытия), при этом каждый слой выполняет определенную функцию: нижний слой - грунт - обеспечивает адгезию комплексного покрытия к подложке, замедление электрохимической коррозии металла; промежуточный - шпатлевка - выравнивание поверхности; верхние, покровные, слои (эмали; иногда для повышения блеска последний слой - лак) придают декоративные и частично защитные свойства.

 

Рисунок 1. – Защитное лакокрасочное покрытие (в разрезе): 1 -фосфатный слой; 2 - грунт; 3 - шпатлевка. 4 и 5 - слои эмали. 1

 

При получении прозрачных покрытий лак наносят непосредственно на защищаемую поверхность. Технологический процесс получения комплексного лакокрасочного покрытия включает до нескольких десятков операций, связанных с подготовкой поверхности, нанесением ЛКМ, их сушкой (отверждением) и промежуточной обработкой. Выбор технологического процесса зависит от типа ЛКМ и условий эксплуатации лакокрасочного покрытия, природы подложки, формы и габаритов окрашиваемого объекта. Качество подготовки окрашиваемой поверхности в значительной степени определяет адгезионную прочность лакокрасочного покрытия к подложке и его долговечность. Подготовка металлических поверхностей заключается в их очистке ручным или механизированным инструментом, пескоструйной либо дробеструйной обработкой или др., а также химическими способами. Последние включают:

1) обезжиривание поверхности;

2) травление - удаление окалины, ржавчины и др. продуктов коррозии с поверхности (обычно после ее обезжиривания);

3) нанесение конверсионных слоев (изменение природы поверхности; используется при получении долговечных комплексных лакокрасочных покрытий). К нему относятся: фосфатирование, которое заключается в образовании на поверхности стали пленки нерастворимых в воде трехзамещенных ортофосфатов; оксидирование (чаще всего электрохимическим способом на аноде);

4) получение металлических подслоев - цинкование или кадмирование (обычно  электрохимическим способом на  катоде).2

Химические методы обеспечивают высокое качество подготовки поверхности, но сопряжены с последней промывкой водой и горячей сушкой поверхностей, а следовательно, с необходимостью очистки сточных вод.

Растворители – жидкости, служащие для придания составам необходимой консистенции. В качестве растворителей для масляных красок используются бензин, уайт-спирит, скипидар, для перхлорвиниловых – ацетон, для клеевых и водоэмульсионных – вода. Большинство растворителей – токсичные, горючие и взрывоопасные вещества.

В лакокрасочной промышленности растворители используются для придания лакокрасочным материалам нужной малярной вязкости. Каждый растворитель пригоден для работы только с определенной группой красок: для масляных красок — бензин, уайт-спирит, скипидар, керосин; для глифталевых и битумных лаков и красок — сольвент-нафта, скипидар, ксилол; для перхлорвиниловых — ацетон и т.д. Для бытовых нужд и для снятия лакокрасочных покрытий используются смывки.

Растворитель может состоять из различных компонентов, но в то же время носить название только одного из них, который преобладает в смеси.

Керосин получают из нефтепродуктов. Керосин в зависимости от способа получения и состава нефти обладает различными составами, однако, в основном, это смесь углеводородов с примесями сернистых, азотистых или кислородных соединений. Керосин имеет окраску от светло-коричневой с голубым оттенком до бесцветной.

Применение керосина довольно разнообразно и затрагивает многие сферы жизнедеятельности человека. Керосин используется в промышленности, строительстве, в производственных процессах, однако велика его роль именно как растворителя. Керосин является одним из первых горючих материалов, используемых как растворитель. Керосин пользуется большим спросом у многих поставщиков и потребителей химической продукции.

Смывки представляют собой жидкие вещества, используемые для удаления старых эмалевых, лаковых, масляных и других окрасочных пленок. Смывки очень разнообразны по составу, одним из ярких представителей является медный купорос (сульфат меди), в твердом виде он представляет собой кристаллы сине-голубого цвета. Смывки используют для получения грунтовок. Смывки предохраняют окрашиваемую поверхность от старых дефектов, например, протечек, желтизны и т. п.

Еще одним ярким представителем является нашатырный спирт, его применяют в качестве смывки для промывки загрязненных поверхностей, для приготовления казеинового клея и эмульсий. Также смывки используют для производства побелок под водные краски, грунтовок, как эмульгаторы, для промывки кистей, грязных поверхностей. Смывки часто сочетают со вспомогательными материалами разнообразного назначения — шлифовальной бумагой, пемзой, воском, квасцами и другими материалами.

Скипидар это бесцветное или слегка желтоватое существо, находящееся в жидком состоянии. Скипидар обладает характерным запахом сосны. Химический состав скипидара достаточно сложен, но в основном это углеводороды, преимущественно терпеновые. Скипидар хорошо растворим в различных растворителях органического происхождения, таких как этанол, диэтиловый эфир, ацетон. Однако скипидар абсолютно не растворим в воде. Скипидар сам является хорошим растворителем, с его помощью можно растворить различные смолы, жиры и масла.

Скипидар в промышленности и строительстве используют в основном как растворитель эмалей, лаков и красок. Однако скипидар применяют и как сырьевой материал для производства душистых веществ, смол, камфары, соснового масла и пр. Скипидар известен и как лекарственное средство для втирания в кожу при невралгических болях. Скипидар все же наиболее востребован именно как растворитель, и часто используется именно для этих целей.

Ацетон обладает характерным запахом и является летучей жидкостью (полностью бесцветной). Ацетон обычно смешивают с растворителями, такими как сложные эфиры, этанол, метанол, эфир или просто вода. Ацетон применяют для растворения органических веществ, это один из самых популярных растворителей.

Ацетон лучше всего применять для растворения целлюлозы и ацетатов, он особенно хорошо вступает в реакцию как растворитель именно с этими веществами. Ацетон малотоксичен, это позволяет использовать его в фармацевтической и пищевой промышленности. Ацетон часто используют в качестве сырьевого материала для синтеза различных веществ, в том числе и диацетонового спирта и пр.3

 

1.2 Условные обозначения групп лакокрасочных материалов по типу пленкообразователя

 

На основе поликонденсационных смол:  алкидноуретановые АУ, глифталевые ГФ, кремнийорганические КО, меламиновые МЛ, мочевинные (карбамидные) МЧ, пентафталевые ПФ, полиуретановые УР, полиэфирные, насыщенные ПЛ, ненасыщенные ПЭ, фенольные ФЛ, фенолоалкидные ФА, циклогексаноновые ЦГ, эпоксидные ЭП, эпоксиэфирные ЭФ, этрифталевые ЭТ,

На основе полимеризационных смол: каучуковые КЧ, масляно– и алкидностирольные МС, перхлорвиниловые ХВ, полиакрилатные АК, поливинилацетальные ВЛ, сополимерно-акриловые АС, поливинилацетатные ВА.

На основе сополимеров: винилацетата ВС, винилхлорида ХС, фторопластовые ФП, дивинилацетиленовые ВН,

На основе природных смол: битумные БТ, канифольные КФ, масляные МА, шеллачные ШЛ, янтарные ЯН,

На основе эфиров целлюлозы: нитратцеллюлозные НЦ, ацетобутиратцеллюлозные АБ, ацетилцеллюлозные АЦ, этилцеллюлозные ЭЦ

Для лакокрасочных материалов, обладающих специфическими свойствами, перед приведенной группой знаков ставят индексы: В – водоразбавляемые, Э – эмульсионные, П – порошковые.

 

ГЛАВА 2 МЕТОДЫ НАНЕСЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

2.1 Методы нанесения жидких и порошковых ЛКМ различны

 

Применяется несколько способов нанесения жидких ЛКМ:

Ручной (кистью, шпателем, валиком) - для окраски крупногабаритных изделий (строительных сооружений, некоторых промышленных конструкций), исправления дефектов. в быту; используются ЛКМ естественной сушки.

Валковый - механизированное нанесение ЛКМ с помощью системы валиков обычно на плоские изделия (листовой и рулонный прокат, полимерные пленки, щитовые элементы мебели, бумага. картон, металлическая фольга).

Окунание в ванну, заполненную ЛКМ. Традиционные (органоразбавляемые) ЛКМ удерживаются на поверхности после извлечения изделия из ванны вследствие смачивания. В случае водоразбавляемых ЛКМ обычно применяют окунание с электро-, хемо- и термоосаждением. В соответствии со знаком заряда поверхности окрашиваемого изделия различают ано- и катофоретическое электроосаждение - частицы ЛКМ движутся в результате электрофореза к изделию, которое служит соответственно анодом или катодом. При катодном электроосаждении (не сопровождающемся окислением металла. как при осаждении на аноде) получают лакокрасочные покрытия, обладающие повышенной коррозионной стойкостью. Применение метода электроосаждения позволяет хорошо защитить от коррозии острые углы и кромки изделия, сварные швы, внутренние полости, но нанести можно только один слой ЛКМ, т. к. первый слой, являющийся диэлектриком. препятствует электроосаждению второго. При хемоосаждении используют ЛКМ дисперсионного типа, содержащие окислители. При их взаимодействии с металлической подложкой на ней создается высокая концентрация поливалентных ионов, вызывающих коагуляцию приповерхностных слоев ЛКМ. При термоосаждении осадок образуется на нагретой поверхности; в этом случае в воднодисперсионный ЛКМ вводят спец. добавку ПАВ, теряющего растворимость при нагревании.

Струйный облив (налив) - окрашиваемые изделия проходят через «завесу» ЛКМ. Струйный облив применяют для окраски узлов и деталей различных машин и оборудования, налив - для окраски плоских изделий (листового металла, щитовых элементов мебели, фанеры). Методы облива и окунания применяют для нанесения ЛКМ на изделия обтекаемой формы с гладкой поверхностью, окрашиваемые в один цвет со всех сторон.

Распыление:

а) пневматическое - с помощью ручных или автоматических пистолетообразных краскораспылителей, ЛКМ с температурой от комнатной до 40-85 °С подается под давлением (200-600 кПа) очищенного воздуха; метод высокопроизводителен, обеспечивает хорошее качество лакокрасочного покрытия.