Справочник по морской практике - Коллектив авторов

* Номенклатура лакокрасочных материалов приведена в ГОСТ 9825–61.

9.2. Компоненты лакокрасочных материалов

В состав лакокрасочных материалов (лаков, грунтов, красок, эмалей, шпатлевок) входит целый ряд компонентов: пленкообразователи, пигменты, растворители, пластификаторы, наполнители, сиккативы, отвердители и др. Используя все или часть компонентов в соответствующих пропорциях, получают любые лакокрасочные материалы, которые образуют пленки (окончательный продукт) с необходимыми физическими и химическими свойствами.

Пленкообразователи – основа любого лакокрасочного материала. Они представляют собой природные или синтетические вещества, способные образовывать при их нанесении на поверхность металла (дерева) за сравнительно короткое время прочные пленки. По способу образования пленок пленкообразователи подразделяются на непревращаемые и превращаемые.

К н е п р е в р а щ а е м ы м (термопластичным, или обратимым) относятся такие вещества, которые образуют пленку в результате испарения растворителя или охлаждения расплавленного пленкообразующего вещества без изменения их химического состава. Полученные пленки способны растворяться и плавиться, обладают хорошей эластичностью, но сравнительно слабой адгезией (прилипаемостью). К этой группе пленкообразователей относятся природные смолы (канифоль, шеллак, битум), синтетические высокомолекулярные смолы (перхлорвиниловые) и синтетические низкомолекулярные смолы (идитол).

К п р е в р а щ а е м ы м (термореактивным, или необратимым) относятся такие вещества, которые образуют пленку в результате химической реакции (полимеризации), при которой линейные молекулы путем «сшивания» между собой превращаются в трехмерные. Пленка – полимер сетчатой (пространственной) структуры с новыми физическими и химическими свойствами. Она не плавится и не растворяется, обладает высокой адгезией, механической прочностью, водостойкостью, но недостаточной эластичностью. К этой группе пленкообразователей относятся растительные масла (льняное, конопляное, тунговое) и синтетические низкомолекулярные смолы (бакелитовые, полиуретановые).

В качестве пленкообразователей используются: растительные масла, природные и синтетические смолы.

Р а с т и т е л ь н ы е м а с л а получаются из семян или орехов растений и представляют собой сложные эфиры органических кислот и спиртов. По способности к высыханию различают масла: высыхающие (тунговое, конопляное, льняное), полувысыхающие (подсолнечное, кукурузное) и невысыхающие (оливковое, касторовое). Для превращения невысыхающих масел в высыхающие и ускорения процесса образования пленок все растительные масла подвергают термической обработке (дегидратация, полимеризация, оксидация). Обработанные таким образом масла превращаются в олифы (натуральная Г О С Т 7931–56, оксоль О С Т Н К Т П 7474/581, касторовая ОСТ НКПП 538, глифталевая и др.). Лучшей считается натуральная олифа (льняная или конопляная), на которой готовятся масляные краски и лаки. Остальные олифы в своем составе содержат от 14 до 50% различных растворителей.

Наиболее простой способ получения натуральной олифы в корабельных условиях: налить в железный котел льняного или конопляного масла; помешивая, нагреть до 160–170° С; в кипящее масло всыпать сиккатив (пиролюзит или глет), после чего нагреть эту массу до температуры 240–280° С; сваренную олифу охладить, дать ей отстояться и профильтровать.

П р и р о д н ы е с м о л ы – продукты жизнедеятельности растений (канифоль ГОСТ 797–64), насекомых (шеллак импортный) и ископаемые смолы (янтарь ТУ 617–53, битум, асфальт и др.), которые используются для получения лакокрасочных материалов (каменноугольный лак Г О СТ 1709–60, шеллачный лак ГОСТ 7573–55, краска ЯН-7А СТУ 44–31-62, масляные и другие лаки), а также применяются как модифицирующие добавки к другим пленкообразующим веществам для придания требуемых свойств их пленкам (канифоль повышает адгезию, янтарь и битум – водостойкость и т.д.).

С и н т е т и ч е с к и е с м о л ы в настоящее время являются одним из основных пленкообразователей, на основе которых готовится большое количество различных лакокрасочных материалов. Синтетические смолы – высокомолекулярные соединения (полимеры или сополимеры), полученные путем полимеризации (перхлорвиниловые, акриловые) или поликонденсации (глифталевые, пентафталевые, фенольно-формальдегидные, эпоксидные). Полимеризованные смолы в основном образуют пленку в процессе улетучивания растворителя; поликонденсационные в большинстве случаев образуют превращаемые (необратимые) пленки.

Растворители. Для доведения пленкообразователя до нужной консистенции используются различные растворители – летучие органические жидкости, способные полностью растворять масла, смолы и улетучиваться из них в процессе образования пленки. Не все растворители одинаково растворяют те или иные пленкообразователи. Поэтому для доведения лакокрасочных материалов, поступающих на корабль, до рабочей консистенции следует применять строго определенные растворители (табл. 9.1) или их смеси (табл. 9.2) в необходимых количествах (согласно действующим инструкциям), но не превышая 8–15% веса краски. Лакокрасочные материалы (кроме масляных красок на натуральной олифе) содержат большое количество (до 80% и более) различных растворителей (табл. 9.3), что требует особых мер предосторожности, так как все растворители в той или иной степени являются токсичными, огне- и взрывоопасными.

Т а б л и ц а 9.1

Т а б л и ц а 9.2

Т а б л и ц а 9.3

Пластификаторы (мягчители) – малолетучие растворители (органические или синтетические) или невысыхающие растительные масла и синтетические смолы (глифталевые, пентафталевые), вводимые в лакокрасочные материалы для придания их пленкам эластичности. Пластификаторы в процессе образования пленки не улетучиваются и как бы «смазывают» макромолекулы, уменьшая силы их сцепления (табл. 9.4).

Т а б л и ц а 9.4

Пластификаторы придают пленкам также морозостойкость, стойкость к свету, кислотам, щелочам и другие свойства. В лакокрасочных материалах содержится до 20–50% и более различных пластификаторов.

Сиккативы – вещества, выполняющие роль катализаторов окисной полимеризации, которые при введении в лакокрасочные материалы ускоряют процесс высыхания (образования) пленки. К ним относятся соединения, содержащие: кобальт, марганец, свинец, кальций, цинк. Разновидности и способы получения сиккативов указаны в табл. 9.5. На кораблях используются жидкие сиккативы: свинцово-марганцевый № 63 – светлый и № 64 – темный (ГОСТ 1003–41), № 7640 (ТУ М Х П 2106–49), экстракты № 1 (ТУ М Х П 934–41) и № 2 (ТУ М Х П 935–41). Общее количество сиккативов, вводимых в готовые лакокрасочные материалы, не должно превышать 3–5%. Излишнее его количество ускоряет процесс старения пленки.

Т а б л и ц а 9.5

Отвердители – вещества, которые при введении в пленкообразователь вступают с ним в реакцию, образуя твердую пленку, или выполняют роль катализатора (табл. 9.6). Эти вещества быстрого действия. Срок «жизни» краски после введения отвердителя очень ограничен, поэтому они вводятся в состав лакокрасочных материалов непосредственно перед употреблением.