Основные характеристики ЛКМ и методы их контроля
1.jpg

Вязкость

Свойство, характеризующее степень текучести лакокрасочного продукта. Вязкость материала подбирается в зависимости от способа его нанесения.

Вязкость зависит от температуры ЛКМ и снижается с ее увеличением. Вязкость ЛКМ регулируется путем добавления разбавителя. Вязкость ЛКМ обычно измеряется вискозиметром типа "чашка Форда", представляющим собой цилиндрический контейнер 100 см3 с конической нижней частью, снабженной отверстием, диаметр которого может быть 2, 4, 6, 8 мм. После наполнения чашки испытуемым материалом вязкость определяется как время его полного истечения через отверстие и измеряется в секундах.

3.jpg 2.jpg

Динамическая вязкость

Вязкость некоторых жидкостей (псевдопластичных, тиксотропных) не является постоянной величиной и зависит от величины усилия сдвига, приложенного к жидкости

Вязкость ЛКМ в процессе хранения, перемешивания, нанесения и высыхания может отличаться. Например, в лакокрасочном материале вязкость с одной стороны должна быть достаточно низкой для нормального нанесения и растекания, а с другой стороны, достаточно высокой, чтобы не было подтеков в процессе высыхания и оседания пигментов или матирующей добавки во время хранения.

Измерить динамическую вязкость и получить его реологическую характеристику можно с помощью вискозиметра Брукфильда, который позволяет получить значения вязкости в зависимости от приложенного напряжения сдвига.

tiksotropnost.gif 4.jpg

Тиксотропность

Способность ЛКМ уменьшать вязкость (разжижаться) от механического воздействия и увеличивать вязкость (cгущаться) в состоянии покоя.

Тиксотропию не следует путать с псевдопластичностью. У псевдопластичных жидкостей вязкость находится в зависимости от напряжения сдвига, в то время как у тиксотропных жидкостей вязкость изменяется с течением времени при постоянном напряжении сдвига.

В практическом применении, тиксотропность характеризует способность ЛКМ не образовывать потеков на вертикальных поверхностях что делает такие материалы незаменимыми, например, в производстве стульев. Следует иметь ввиду, что тиксотропные лаки хуже растекаются, поэтому применение их на ровных горизонтальных плоскостях может вызвать дефект непрокрашенных пор или апельсиновой корки.

Оценить тиксотропные свойства лака можно с помощью реометра Брукфильда.

5.jpg stepen_bleska.gif

Степень блеска

Блеском (глянцем) называется способность поверхности отражать свет без рассеяния. Степень блеска показывает количество отраженного под углом от поверхности света выраженное в процентах от падающего. У матовых ЛКМ значения ближе к 0 и у глянцевых ближе к 100 глосс.

От матовости лака будет зависеть внешний вид изделия. Поверхность древесины матовых изделий выглядит более натуральной и лучше скрывает неровности, в то время как глянцевая поверхность будет выглядеть богаче и насыщеннее.

Помимо свойств самого материала на степень матовости могут влиять также следующие факторы: уровень подготовки поверхности, количество наносимого лака, способ нанесения и условия сушки. Блеск измеряют с помощью блескомеров используя фотоэлектрический метод. Для этого на измеряемую поверхность под определенным углом направляют пучок света постоянной силы и определяют количество (интенсивность) отраженного света.

Показатель блеска представляют как значение отражения поверхности по отношению к эталону из черного увиолевого стекла.

В зависимости от уровня блеска применяется прибор с различной геометрией:

20° — для поверхностей с зеркальным блеском

60° — для среднего уровня блеска,

85° — для поверхностей с очень низкой степенью глянца.

Время, в течение которого необходимо использовать лакокрасочный материал, прежде чем процесс полимеризации и последующее увеличение вязкости сделают это невозможным.

Жизнестойкость (pot-life)

Жизнестойкость лака имеет важное значение для ЛКМ химического отверждения (ПУ, ПЭ лаки) и определяет возможное время использования материала с момента его приготовления. Жизнестойкость лака обычно напрямую связана со скоростью сушки и зависит от температуры.

За характеристику жизнестойкости смеси принимают время, в течение которого вязкость смеси возрастает в 2 раза. Вязкость измеряют вискозиметром типа "чашка Форда" при температуре 20°С.

6.jpg

Время сушки

На практике выделяют четыре стадии высыхания:

Высыхание от пыли. Высыхание верхнего слоя ЛКМ, когда пыль не липнет к покрытию и изделие можно переносить из чистого помещения.

Высыхание на отлип. Изделие можно трогать руками и перемещать по цеху.

Высыхание до штабелирования. На этой стадии большая часть растворителей покидает пленку и изделие можно уже подвергать таким технологическим манипуляциям как складирование, шлифовка или нанесение следующего слоя покрытия.

Полное высыхание - время, по прошествии которого, в плёнке полностью завершаются все физические и химические процессы, связанные с формированием покрытия. Только спустя это время можно подвергать покрытие различным испытаниям или полировке.

Определить время сушки и стадии высыхания можно с помощью регистратора времени высыхания. На стеклянные пластинки с помощью аппликатора наносится ЛКМ определенной толщины по которому будет скользить с заданной скоростью металлическая игла. По рисунку, оставленному на поверхности пластинки шариком иглы, можно выделить стадию высыхания.

7.jpg

Адгезия

Свойство лакокрасочного покрытия, определяющее степень сцепления между пленкой ЛКМ и поверхностью.

Адгезия особенно важна для «проблемных» пород древесины, различных видов пленок и бумаги. Для улучшения адгезии применяют специальные адгезивные грунты. Не менее важна и так называемая межслойная адгезия, которую необходимо учитывать при использовании различных видов грунта и отделки.

Адгезия может быть улучшена за счет увеличения шероховатости поверхности и снижается при использовании силиконовых добавок, масел и восков.

Для определения степени адгезии ЛКМ обычно используют метод решетчатого надреза (DIN 53151). Лезвием или специальным ножом делают 4-5 параллельных надрезов на расстоянии от 0,5 до 2 мм друг от друга, а потом несколько таких же параллельных надрезов, но перпендикулярных к первым. На получившуюся решетку наклеивается клейкая пленка и резко отрывается. По количеству отслоившихся квадратиков оценивают адгезию.

8.jpg

Сухой остаток

Массовая доля нелетучих веществ в составе лакокрасочного материала, которая остается на поверхности после его отверждения.

Чем выше сухой остаток ЛКМ, тем большая толщина покрытия получается после высыхания пленки. Грунты с высоким сухим остатком обычно используются для получения закрытопористой отделки или в процессах, где нужно добиться толстого слоя грунта за одно нанесение.

Скорость сушки ЛКМ с высоким сухим остатком (то есть с низким содержанием растворителей) как правило ниже.

Сухой остаток определяется путем замера массы образца после полного отверждения и первоначальной массы. Отношение этих значений будет содержанием сухого остатка, выраженного в процентах.

9.jpg tverdost_pokritiya.jpg

Твердость покрытия

Способность лакокрасочной пленки выдерживать механические воздействия (удары, царапины, вмятины). Лаки с повышенной твердостью используются в покрытиях, подверженных повышенным механическим нагрузкам: столешницы, барные стойки. Для промышленных ЛКМ важен и такой показатель, как скорость набора твердости. Этот показатель определяет степень готовности окрашенного изделия к использованию.

Следует помнить, что у твердых ЛКМ обычно присутствует побочное отрицательное свойство – хрупкость, поэтому нужно осторожно использовать твердые лаки в толстослойных покрытиях.

Для измерения твердости ЛКМ обычно используются два метода:

Первый - устойчивость к царапанию (ASTM D3363). Изделие царапают простыми карандашами при постоянном нажиме в 1кг и под углом 45 градусов впорядке увеличения твердости от 6В (самый мягкий) до 6H (самый твердый).

Если твердость карандаша меньше, чем твердость покрытия, он будет скользить по пленке. Если больше — поцарапает пленку.

Второй - измерение твердости при помощи маятникового твердомера (ISO 1522, ASTM D2134). Проводится методом измерения времени затухания колебаний маятника, скользящего связанного с маятником шарика по пленке, нанесенной на стекло.

Период затухания прямо пропорционален твердости покрытия.Показателем твердости считается число колебаний, совершенных маятником на окрашенной поверхности.

10.jpg 11.jpg

Эластичность

Свойство материала, характеризующее способность лакокрасочной пленки восстанавливать свою форму без разрушения после деформирующего воздействия.

В случае лакокрасочной пленки эластичность это способность следовать за деформацией подложки без отслаивания и растрескивания. Изменение линейных размеров подложки может возникать в результате изменения температуры и относительной влажности окружающей среды (например, при перемещении мебели с холодного склада в квартиру или использование мебели во влажном помещении).

При недостаточной эластичности на поверхности ЛКМ могут образовываться трещины или отслоение.

Один из приборов для испытания покрытия на растяжение – штамп Эриксена. Испытание проводится с помощью полированного шарика диаметром 20 мм, которым давят на испытываемый образец до появления трещин, глубина вмятины контролируется на стоградусном микрометре.

12.jpg

Износостойкость

Физическое свойство, характеризующее устойчивость лакокрасочного покрытия к длительному механическому воздействию.

Износостойкость является одним из основных параметров, определяющих долговечность покрытия. Самая высокая степень износостойкости достигается при соответствующем соотношении твердости и эластичности. Повышенной износостойкостью (абразивостойкостью) должны обладать, например, паркетные материалы.

Для определения стойкости покрытия к истиранию используют абразиметр Табера, принцип которого основан на том, что установленные на вращающуюся поверхность испытываемые образцы подвергаются истирающему воздействию двух абразивных дисков в течение некоторого времени.

Путем замера потери массы образца за определенное количество циклов вычисляют удельный коэффициент истирания.

13.jpg

Химическая стойкость

Способность покрытия противостоять разрушительному действию химически активных веществ: кислот, растворов щелочей, растворов солей, органических растворителей и т.п.

Когда речь идет о ЛКМ для мебели, то в первую очередь оценивают стойкость к воде, алкоголю (водка или красное вино) и кофе. Следует учитывать эти факторы при выборе ЛКМ для окраски мебели для кухни или ванной комнаты. Исследуемые вещества наносятся на поверхность, покрытую лаком, на некоторое время (как правило, делают несколько проб со временем выдержки от 2-3 минут до суток). По истечении времени сравнивают внешний вид участков, подвергшихся воздействию, и контрольный образец.

14.jpg

Светостойкость

Способность лакокрасочной пленки сохранять неизменным свой цвет под воздействием солнечного света.

Как известно, дневной солнечный свет, содержащий излучение в ультрафиолетовой области спектра, негативно влияет на лакокрасочные покрытия (и пигменты, содержащиеся в них), приводя изменение цвета лака или эмали в сторону желтой части спектра (пожелтение). Хорошая светостойкость ЛКМ важна в случае покрытий для наружных работ, а также в случае окраски изделия в белые светлые тона, где пожелтение лака будет заметно сильнее.

Светостойкость пигментов (белых и цветных) определяется качеством пигмента. Светостойкость полиуретановых ЛКМ определяется также качеством содержащегося в отвердителе изоционата (алифатические отвердители более стойкие, чем дешевые ароматические).

Испытываемые материалы наносятся на образец, затам закрываются наполовину непрозрачным материалом и выставляются на хорошо освещенное солнцем место настолько долго, насколько это возможно, но не менее одного месяца.

Возможно ускоренное испытание в специальных климатических камерах. После окончания теста проводится сравнение и оценка состояния обеих половин образцов. Следует помнить, что некоторые виды древесины могут также менять свой цвет под воздействием солнечных лучей.

15.jpg

Укрывистость

Это способность пигментированного лакокрасочного материала при равномерном нанесении на поверхность полностью скрывать ее первоначальный цвет.

Укрывистость выражается в количестве материала в граммах, необходимого для укрытия 1 м2 поверхности.

Укрывистость ЛКМ зависит от типа использованного пигмента.

Неорганические пигменты обладают обычно лучшей укрывистостью по сравнению с органическими пигментами (особенно желтый, красный и оранжевый). Зато последние позволяют получать более яркие и насыщенные оттенки. Для достижения наилучшего результата рекомендуется использовать комбинации обоих видов пигментов или использовать колерованные грунты.

Для оценки укрывистости ЛКМ используют контрастный картон (поверхность с чередующимися черными и белыми участками). Укрывистость определяется как количество материала, необходимого для нанесения до момента максимально возможного снижения или полного исчезновения контрастности между черными и белыми ее участками.

Инструментальный метод подразумевает определение коэффициента отражения с помощью прибора для измерения цвета (спектрофотометра) над черным и белым участками подложки.

Поверхность считается укрытой, если коэффициент контрастности, то есть отношение коэффициента отражения покрытия над черной подложкой к коэффициенту отражения над белой подложкой, превышает 0,98.

15.jpg

Электропроводность

Свойство материала проводить электрический ток с минимальным сопротивлением. Электропроводность имеет высокое значение для систем покраски в электростатическом поле. Чем выше ее значение, тем лучше будет притяжение частиц ЛКМ к поверхности окрашиваемой детали.