Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Лаки и краски в вашем доме


Книги по строительству и ремонту

 

Если глубоко задуматься - все не так просто

 

 

В предыдущей главе мы уже познакомились с основными компонентами лакокрасочных материалов, определяющими свойства как материалов, так и покрытий. Однако не менее важны и свойства поверхности, которая подлежит окраске. Прочность и долговечность покрытия в большой степени зависят от тщательности подготовки поверхности для обеспечения взаимодействия лакокрасочного материала и окрашиваемой поверхности.

В чем же заключается процесс окраски и что при этом происходит? При окраске поверхность окрашиваемого твердого тела взаимодействует с поверхностью жидкого лакокрасочного материала, после отверждения которого образуется новая твердая поверхность, граничащая и взаимодействующая с окружающей средой. При этом свойства новой поверхности существенно отличны от свойств неокрашенной поверхности.

Как же осуществляется это взаимодействие, можно ли усилить или ослабить взаимодействие лакокрасочного материала с подложкой?

Поверхность твердого тела, какой бы идеальной она ни казалась, имеет микрорельеф— микроскопические нарушения и неровности, которые либо отражают особенности внутренней структуры твердого тела, либо вызваны внешними, механическими причинами. Такого рода неровности называют первичными. К их числу относят многочисленные дефекты — поры, трещины, капилляры, появляющиеся на поверхности при получении изделия и в результате  протекания   процессов   старения, а также микрорельеф, образующийся при механической обработке.

Атомы, молекулы, ионы, находящиеся на поверхности, являются источником силового поля. Поэтому на поверхности могут сорбироваться (поглощаться физически или с химическим взаимодействием) различные вещества (кислород, влага, электролиты и др.). При этом поверхность очень быстро изменяется. Возникающие в результате взаимодействия с твердой поверхностью продукты реакции могут оставаться на поверхности, образуя слой неравномерной толщины, что вызывает дополнительную шероховатость, называемую вторичной.

Особыми свойствами обладает и поверхностный слой жидкого лакокрасочного материала.

Представим молекулу, находящуюся под поверхностью жидкости на глубине более 10~' см (радиус молекулярного действия).

Молекула А окружена со всех сторон другими, и в определенный момент времени она подвергается примерно равному воздействию других молекул, в результате чего суммарный эффект воздействия этих сил станет равным нулю. Молекула В, находящаяся на поверхности жидкости, будет испытывать только воздействие молекул, расположенных на большей глубине и поблизости от нее. Суммарная сила, воздействующая на молекулу, будет стремиться втянуть ее вглубь.

На поверхности жидкости молекулы расположены в определенном порядке подобно   тому,   как   они   расположены   в

твердом теле. Тонкий поверхностный слой жидкости находится в состоянии, аналогичном состоянию натянутой резиновой пленки. Если пленка натянута равномерно по всем направлениям, на каждую единицу ее длины в любом направлении поверхности пленки будет воздействовать сила, характеризующая степень натянутости пленки.

Из курса физики известно, что такая сила, рассчитанная на единицу длины, называется поверхностным натяжением. С другой стороны, поверхностное натяжение может рассматриваться как энергия поверхности, отнесенная к единице площади.

Сила взаимодействия двух твердых тел обычно мала, так как фактическая площадь контакта из-за неровностей поверхностей невелика. На границах же раздела жидкости и твердого тела (а именно это мы имеем при окраске) вследствие возможности полного контакта по всей площади соприкосновения и при условии достижения полной смачиваемости жидкостью твердой поверхности происходит максимальное взаимодействие.

Смачивание является самопроизвольным процессом, связанным с уменьшением свободной энергии системы, состоящей из трех соприкасающихся фаз (твердой — подложка, жидкой — лакокрасочный материал, газообразной — воздух). Поскольку твердая поверхность имеет различную шероховатость и химически неоднородна, она смачивается по-разному.

Большую роль в обеспечении взаимодействия играют диффузионные явления, определяющие подвижность вступающих в контакт молекул. Достижение контакта молекул полимера с подложкой облегчается при повышении температуры,' применении растворителей и веществ, способствующих увеличению подвижности молекул и смачиваемости поверхности лакокрасочным материалом.

Наибольшая прочность достигается тогда, когда подложка и пленкообразова-тель имеют функциональные группы или связи, способные к физическому или химическому взаимодействию.

Таким образом, для того чтобы усилить взаимодействие  окрашиваемой  поверхно-

сти с лакокрасочным материалом, следует ее увеличить. В быту это можно сделать, придавая микрошероховатость обработкой шлифовальной шкуркой.

В промышленных условиях прибегают к более сложной, но зато более надежной обработке — оксидированию и фосфатиро-ванию поверхности. Образующиеся микронеровности увеличивают площадь фактического контакта, а следовательно, и величину силовогр поля между подложкой и лакокрасочным материалом.

Следует помнить, что на поверхности могут быть различные загрязнения — ржавчина, окалина, масла и смазки, видимые невооруженным глазом. Одновременно на поверхности могут присутствовать невидимые, а поэтому более опасные загрязнения — паяльные флюсы, различные соли, пот от прикосновения рук. Для обеспечения хорошего контакта лакокрасочного материала с поверхностью загрязнения должны быть удалены. Кроме того, попадание смазок и масел в лакокрасочный материал может не только ухудшить смачивание поверхности, но и привести к замедлению его высыхания, ослаблению взаимодействия с подложкой.

Но у медали, как говорится, две стороны. Учитывая, что места, на которых находится смазка, плохо окрашиваются, применяют специальные смазки, чтобы защитить некоторые части поверхности, которые не следует окрашивать, например при окрашивании никелированных или хромированных деталей при ремонтной окраске автомобиля.

На величину контакта кроме шероховатости влияют и другие факторы, такие как смачивание, способность заполнять неровности твердой поверхности, вытесняя с нее ранее сорбированные вещества (газы, пары, влагу и др.), препятствующие достижению максимально возможного контакта. Возможен случай, когда лакокрасочный материал не растекается по поверхности и полного смачивания не происходит. Кисть скользит по поверхности, краска собирается в капли. Это приводит впоследствии к появлению различных дефектов покрытия, ухудшающих декоративные и защитные свойства,— сморщиванию, растрескиванию.

Существенному улучшению смачивания способствует операция обезжиривания поверхности перед окраской. В быту для этих целей чаще всего применяют протирку ветошью, смоченной органическим растворителем, либо мытье с мылом или стиральным порошком с последующей промывкой чистой теплой водой.

Растекание лакокрасочного материала по поверхности обеспечивает хороший адгезионный контакт и необходимые защитные и декоративные свойства пленки: отсутствие пор, ровную гладкую поверхность. На растекание оказывают влияние как характер поверхности, так и свойства самого лакокрасочного материала (вязкость, структурные свойства и др.), поэтому для повышения способности молекул пленкообразователя к взаимодействию с твердой поверхностью используют специально    подобранные    растворители.

Итак, мы подготовили поверхность к окраске, очистили ее от видимых загрязнений; придали ей шероховатость, используя вначале грубую, затем тонкую шкурку; удалили остатки пыли и обезжирили, протерев салфеткой, смоченной уайт-спиритом (растворителем).

Теперь дело за лакокрасочным материалом. Как правило, поверхность следует загрунтовать, т. е. нанести первый слой лакокрасочного материала (грунтовку). О назначении и свойствах грунтовки мы уже говорили выше. Ее наносят сплошным тонким слоем, тщательно высушивают. Слой грунтовки повторяет профиль поверхности, поэтому отдельные неровно-

сти выравнивают, сглаживают шпатлевкой. Иногда шпатлевку наносят на всю поверхность.

Толщина слоя шпатлевки, который можно наносить за один раз. зависит от свойств пленкообразующего, на котором она приготовлена. Для нитрошпат-левок или шпатлевок на алкидной основе толщина слоя не должна превышать 0,3—0,4 мм. При необходимости исправления глубоких дефектов в этих случаях нужно наносить материал в несколько слоев с обязательной промежуточной сушкой. После нанесения и отверждения последнего слоя шпатлевки вся поверхность шлифуется шкуркой до получения однородной матовой поверхности.

Теперь можно приступать к нанесению покрывных слоев эмали или краски. Число слоев зависит от характера поверхности и требований к покрытию.

Иногда сверху наносят прозрачный лак. Так получают многослойное, или, как говорят, комплексное покрытие. Следовательно, лакокрасочное покрытие образуется на поверхности металла, дерева, пластмассы, штукатурки, бумаги и другой подложки в результате нанесения лакокрасочных материалов и последующего их отверждения.

В этом разделе мы коротко познакомились с технологией окраски. «Технология» в переводе с древнегреческого означает «учение о ремесле», или «искусство ремесла» («техне»— искусство, ремесла, «логос»— понятие, учение). Технология окраски включает выбор материалов для конкретного случая, совокупность приемов подготовки материала и поверхности, способов нанесения и сушки. Более подробно эти вопросы будут рассмотрены в последующих разделах.

 

ЛЕГКО ЛИ «МАХАТЬ» КИСТЬЮ?

Для того чтобы лакокрасочный материал можно было нанести на подложку традиционными, применяемыми в быту способами, он должен иметь определенную консистенцию. Консистенцию материала— состояние его подвижности — обычно отождествляют с вязкостью. Твердые тела характеризуются повышенной жесткостью,

и для того чтобы они начали течь или разрушились, необходимо приложить большое усилие. Течение жидкостей или жидких дисперсий происходит при значительно меньших нагрузках.

Понятие вязкости как меры противодействующих сил, возникающих в результате внутреннего трения при течении жидкостей, первым определил Исаак Ньютон.

В зависимости от свойств жидких тел характер их течения под действием внешних сил весьма различен. Так, растворители, вода и многие другие жидкости начинают течь сразу же при приложении к ним даже незначительной нагрузки (это так называемые ньютоновские жидкости). Для того чтобы оконная замазка была мягкой, требуется приложить некоторое усилие — сначала разогреть в руках, размять, и только после этого замазка будет пластичной.

Вязкость и обратная ей величина — текучесть являются важнейшими характеристиками лакокрасочных материалов. Именно вязкость определяет такие свойства красок, как способность к нанесению различными методами, склонность к образованию потеков и других дефектов.

«Идеальный» лакокрасочный материал при нанесении кистью должен распределяться по поверхности ровным слоем при очень небольшом усилии; в то же время он не должен образовывать заметных потеков или стекать с вертикальных поверхностей и должен иметь хороший розлив. В этом случае образуется равномерное гладкое покрытие.

Что же происходит при нанесении лакокрасочного материала кистью? В данном случае мы практически моделируем течение и воздействие сдвига на жидкость, которые изучал Ньютон.

Мы рассматриваем две параллельные поверхности: одна — неподвижная подложка, другая движется вместе с кистью относительно первой, сдвигая слой лакокрасочного материала, находящийся между ними.

Упрощенное значение скорости сдвига можно определить путем деления скорости движения кисти на толщину пленки. Например, при движении кисти со скоростью 25 см/с  и толщине пленки около 30 мкм скорость сдвига составляет примерно 8000 с~!. При работе скорость движения кисти может изменяться, как и толщина слоя материала, поэтому на практике скорость сдвига при нанесении кистью колеблется от 5000 до 20000 с"1. Для того чтобы лакокрасочный материал мог легко наноситься кистью, вязкость его не должна быть высока. Пусть площадь окрашиваемой поверхности под кистью равна 20 см2. Скорость сдвига, как мы определили раньше, 8000 с"1, а вязкость краски 0,5 Н • с/м2. Тогда усилие, которое мы должны приложить к кисти, будет равным 8,15 Н. Прибавьте сюда массу кисти и краски на ней. Оказывается, не так уж и легко «помахивать» кистью. При увеличении вязкости, возрастании скорости сдвига, например, из-за уменьшения толщины слоя под кистью, прилагаемая к материалу сила пропорционально возрастает. Вот почему перед применением в лакокрасочный материал иногда требуется добавить небольшое количество растворителя до получения «малярной» консистенции. Особенно важно помнить об этом, если материал до употребления хранился в течение длительного времени. При хранении частично улетучивается растворитель, в лакокрасочном материале могут происходить сложные превращения, в результате чего его вязкость возрастает.

Но вот мы нанесли материал на поверхность, например на вертикальную стенку.

Жидкость, подчиняющаяся закону Ньютона, должна стекать с поверхности. На  практике же для большинства лакокрасочных материалов этого не наблюдается, хотя некоторое стекание все же происходит, особенно при использовании высокоглянцевых материалов. Если материал стекает по всей поверхности равномерно, то потеки на поверхности незаметны. Однако нанести кистью абсолютно ровный слой трудно. При неравномерном же окрашивании скорость стекания на разных участках различна, и поэтому возможно образование потеков. При слишком большом разведении растворителем лакокрасочный материал в большей степени приближается к свойствам ньютоновской жидкости, и склонность к образованию потеков увеличивается.

Скорость сдвига при образовании потеков во время стекания краски невелика в отличие от скорости сдвига при нанесении кистью. Например, если на вертикальной стене слой краски толщиной 80 мкм стекает вниз со скоростью 1 см за 5 мин, то скорость сдвига составляет 0,42 с"1. Стекание может прекратиться уже через несколько минут после нанесения, поскольку из-за испарения растворителя вязкость лакокрасочного материала резко повышается. Кроме того, для многих лакокрасочных материалов, течение которых не подчиняется закону Ньютона, стекание может и не наблюдаться. Это происходит в случаях, когда при низких скоростях сдвига вязкость достигает высоких значений. Такие материалы не стекают сразу же после нанесения, а испарение растворителя служит дополнительным препятствием стеканию.

Однако если при низких скоростях сдвига вязкость окажется слишком высокой, то она будет препятствовать растеканию (розливу) штрихов от кисти. Скорости сдвига при розливе и при образовании потеков близки, поэтому стекание затрудняется и ухудшается розлив.

Эффективным средством предотвращения образования потеков даже при нанесении толстослойных покрытий является использование тиксотропных материалов.

Тиксотропия — это способность материала изменять консистенцию при приложении воздействия, например при перемешивании, и восстанавливать ее в спокойном состоянии.

Густые тиксотропные краски очень легко разжижаются при перемешивании. Для достижения минимальной вязкости требуется перемешивать материал в течение определенного времени. После прекращения воздействия вязкость состава через некоторое время снова повышается.

При высоких скоростях сдвига под воздействием кисти такой материал становится по свойствам близким к ньютоновской жидкости и в момент прекращения воздействия находится в этом состоянии в течение некоторого времени, достаточного для розлива краски. При правильном подборе скорости восстановления тиксот-ропной структуры растекание штрихов от кисти может произойти за 10—20 с. При этом вязкость достигает высокого уровня, что препятствует стеканию материала.

Вязкость в значительной степени определяет и скорость оседания пигментов под действием сил тяжести. Плотность пигментов значительно превосходит плотность пленкообразующего. Если пренебречь рядом факторов, скорость оседания пигментов можно определить по закону Стокса.

Так, если частицы пигмента имеют радиус 1 мкм, разница плотностей пигмента и связующего равна 4, вязкость — 0,4 Па-с, то скорость оседания будет составлять около 2 • 10~6см/с. Иными словами, если частица должна пройти расстояние 10 см, то для того чтобы она опустилась на дно, требуется около 58 сут.

При осаждении частицы пигментов образуют осадок различной плотности. Скорость оседания частицы обратно пропорциональна вязкости, т. е. чем больше вязкость, тем медленнее происходит образование осадка. Образованию осадков препятствуют тиксотропные связующие. Поскольку пигментированные лакокрасочные материалы в подавляющем большинстве поставляются в готовом к употреблению виде с относительно невысокой вязкостью, в них возможно образование осадка пигментов и наполнителей. При длительном хранении образуется значительный осадок, поэтому перед употреблением лакокрасочные материалы должны быть тщательно перемешаны.

 

КАК В СКАЗКЕ — ПРЕВРАЩАЕТСЯ ИЛИ НЕ ПРЕВРАЩАЕТСЯ

Как мы уже знаем, слой лакокрасочного покрытия представляет собой тонкую пленку из наполненного или ненаполнен-ного полимерного материала. После нанесения лакокрасочный материал на подложке должен некоторое время сохранять подвижность, в результате чего образуется ровная пленка. Но после этого подвижность материала необходимо устранить, и полученное покрытие должно приобрести необходимый комплекс декоративных и защитных свойств. Это достигается в результате перехода полимера из вязкотеку-чего (раствор полимера в органических растворителях) в высокоэластическое (особое состояние твердого тела, характерное для многих полимеров) или стеклообразное состояние.

Таким образом, в процессе образования лакокрасочного покрытия можно выделить следующие стадии: нанесение лакокрасочного материала на поверхность твердого тела; растекание по поверхности и установление прочного адгезионного контакта между подложкой и лакокрасочным материалом; отверждение пленки в результате полного испарения растворителя    или    химических    превращений.

Отверждение лакокрасочного покрытия, называемое в обиходе сушкой,— очень  важная  стадия  процесса   окраски.

При сушке протекают физические процессы, связанные с переносом в пленке тепла и излучений (теплопередача), растворителей и продуктов, выделяющихся при отверждении пленки (массопередача), с изменением формы и подвижности молекул пленкообразователя (структурные изменения). Химические превращения обусловлены ростом макромолекул, образованием сшитого пространственного каркаса за счет межмолекулярного взаимодействия отдельных функциональных групп — карбоксильных, гидроксильных, эпоксидных и других химических групп, способных к взаимодействию. Непрерывная фаза пленки лакокрасочного покрытия состоит из органического высокомолекулярного соединения, формирующего кар-

кас, и различных добавок, способствующих улучшению свойств этого каркаса. Полимерный каркас может быть образован из одного,  двух  или  нескольких  полимеров.

В зависимости от способности к переходу в трехмерное пространственно сшитое состояние пленкообразователи могут быть разделены на непревращаемые (обратимые, или термопластичные), превращаемые (необратимые, или термореактивные) и смешанные. К непревращаемым относится довольно большая группа пленко-образователей. Это низкомолекулярные, в большинстве своем природные смолы, например шеллак, а также битумы; некоторые низкомолекулярные полимерные (олигомерные) продукты — новолач-ные фенолоформальдегидные и некоторые другие смолы; высокомолекулярные полимеры — полистирол, эфиры целлюлозы, некоторые другие полимеры.

При использовании непревращаемых лакокрасочных материалов переход пленкообразующего вещества из жидкого состояния в растворе в твердое стеклообразное состояние происходит не сразу. При быстром испарении растворителя в пленке возникают напряжения. Чем больше растворителя удаляется из пленки и чем выше скорость испарения растворителя, тем больше величина возникающих внутренних напряжений. Вот почему нельзя применять для разбавления, например, нитратцеллюлозных эмалей быстроиспа-ряющиеся растворители, а следует исполь-

зовать только специально подобранные растворители, испарение которых из пленки происходит постепенно.

При дальнейшем формировании пленки внутренние напряжения повышаются за счет усадки пленки.

На процесс образования пленки без химических превращений оказывает влияние ряд факторов;

вид пленкообразующего и его физические и химические свойства;

состав летучей части, летучесть растворителей, их сродство к пленкообразующему;

состав и количество тяжелолетучих растворителей, пластификаторов и других компонентов, определяющих свойства конечного продукта. Ведь даже после завершения пленкообразования в пленке остается значительное (до 10%) количество остаточных растворителей;

свойства готового лакокрасочного материала, концентрация раствора, вязкость, температура, продолжительность хранения;

условия пленкообразования — температура окружающей среды, влажность воздуха, насыщенность парами летучего растворителя.

Отличительной особенностью обратимых пленок является их способность растворяться в органических растворителях даже по истечении длительного времени. Некоторые из читателей, вероятно, сталкивались с таким явлением. Случайно пролитые вино или одеколон — продукты, содержащие спирт, — вызывают нарушение покрытия мебели, покрытой нитролаками. Лак для ногтей также легко удаляется с помощью растворителя. Однако это не препятствует широкому использованию нитратцеллюлозных и других материалов для самых разных целей, в   том   числе   для   окраски   автомобилей.

Другим недостатком обратимых термопластичных пленок является их недостаточная стойкость к воздействию повышенных температур.

Это обусловлено тем, что при воздействии тепла возможен переход из твердого стеклообразного в высокоэластическое и даже вязкотекучее состояние. Покрытия нитроцеллюлозными материалами не реко-

мендуется нагревать выше 60 °С, так как это может привести к их деструкции и разрушению.

Под действием больших постоянных нагрузок термопластичные материалы способны течь. Возьмите кусочек битума или каучука и положите на него груз, через некоторое время кусочек расплющится. Нечто подобное может происходить и с термопластичными покрытиями под действием нагрузки, особенно в том случае, когда температура их размягчения невысока.

Лакокрасочные покрытия, получаемые в результате химических превращений пленкообразователей, имеют очень большое практическое значение. Возможности таких материалов значительно шире и разнообразнее по сравнению с обратимыми покрытиями. В исходном состоянии до отверждения пленкообразователи могут находиться в виде мономеров, олигомеров или полимеров. Превращение пленко-образователя при химическом отверждении, т. е. переход его в твердое, неплавкое, нерастворимое состояние происходит за счет протекания процессов поликонденсации и полимеризации. Химическое отверждение называют «сшивкой». Как же «сшивается» покрытие?

Процесс полимеризации заключается во взаимодействии молекул мономеров или олигомеров с получением больших молекул — макромолекул полимеров. В качестве примера полимеризации, происходящей при участии кислорода воздуха, можно привести высыхание масляных красок, полученных на основе олиф.

Процесс поликонденсации заключается во взаимодействии молекул мономеров или олигомеров, имеющих реакционноспо-собные группы (карбоксильные, гидрокси-льные, аминогруппы, эпоксигруппы и т. д.), причем реакция протекает с выделением воды или других веществ. По этому механизму проходит отверждение алкидных, карбамидных и других смол. Если молекулы пленкообразователя имеют только по две функциональные группы, в результате взаимодействия можно получить только линейные макромолекулы. Если же число функциональных групп в молекулах больше двух, при взаимодействии может образоваться трехмерная сетка. В этом случае отдельные молекулы как бы теряют свою «самостоятельность», прочно связываются между собой и не способны перемещаться относительно друг друга. От числа поперечных связей зависит прочность сетки и, естественно, свойства полученной пленки — твердость, упругость, эластичность, защитные свойства.

На процесс химического отверждения влияет ряд факторов. Скорость отверждения зависит от толщины пленки, особенно в тех случаях, когда в реакции участвует кислород. От толщины пленки зависит также скорость диффузии кислорода, удаления летучих продуктов. В отдельных случаях, когда толщина пленки превосходит допустимую, на поверхности образуется твердая тонкая пленка, препятствующая удалению остатков растворителя из объема пленки и доступу кислорода, участвующего в пленкообразовании, в толщу пленки. Внешне кажется, что пленка высохла, однако при механическом воздействии она может деформироваться. Часто можно слышать жалобы на плохое высыхание пленки. Однако они не всегда справедливы.

Для лакокрасочных материалов, применяемых в быту, продолжительность высыхания составляет, как правило, 24 ч. Оптимальная толщина покрытия для бытовых материалов (20—25 мкм) легко достигается при нанесении кистью одного слоя. Пленка считается высохшей, если она выдерживает нагрузку 5 кПа.

Важным фактором, влияющим на отверждение пленки, является также температура. Известно, что при повышении температуры на 10 °С скорость химических реакций возрастает в 2—3 раза. Некоторые химические реакции могут протекать с заметной скоростью лишь при повышен

ных температурах. Например, процесс отверждения синтетических алкидно-ме-ламиновых автомобильных эмалей проходит при температуре 80—130 °С.

В ряде случаев ускорение отверждения лакокрасочных материалов достигается при введении катализаторов — ускорителей. К числу таких продуктов относятся уже известные Вам сиккативы для масляных, алкидных, фенольномасляных и других материалов; кислотные отвердители для   алкидно-меламиновых   лаков   и   др.

На процесс отверждения следует обращать особое внимание и строго выполнять рекомендации, указанные на этикетке упаковки лакокрасочного материала, так как именно на этой стадии происходит формирование покрытия, которое в дальнейшем будет эксплуатироваться. Физико-механические, защитные свойства, внешний вид во многом зависят от условий формирования покрытия.

Следует иметь в виду, что необходимая прочность покрытия после окраски достигается не сразу после высыхания. Для покрытий воздушной сушки продолжительность формирования пленки до достижения требуемых прочностных показателей составляет 5—7 сут, поэтому требуется соблюдать осторожность при обращении со свежеокрашенными поверхностями.

 

СТАРОСТЬ — НЕ РАДОСТЬ

Соблюдая правила подготовки материала, мы нанесли его на подложку. Лакокрасочный материал высох, и теперь покрытие начинает «работать», т. е. выполнять свои декоративные и защитные функции. При эксплуатации покрытие подвергается воздействию различных факторов. Естественно, интенсивность их воздействия на изделия различна, как различны условия их эксплуатации. «Капля долбит камень», — гласит пословица. А на покрытие может действовать не только капля. Под действием тепла, света, механических, химических воздействий, различных микроорганизмов покрытие неизбежно начинает постепенно разрушаться.

Покрытие рождается, живет и старится. Все изменения физических, химических свойств при эксплуатации объединяют общим термином — «старение». Можно сказать, что при старении происходят изменения структуры и химического состава покрытия. Параллельно протекают два процесса — полимеризация и деструкция. Последняя характерна для пленкообразо-вателей практически всех видов. В процессе деструкции происходит уменьшение размеров макромолекул, выделяются низкомолекулярные     продукты    деструкции.

Деструкцию вызывают и усиливают как физические, так и химические факторы. Под действием физических факторов протекают следующие виды деструкции — термическая (под действием тепла), фотохимическая (под действием света), механическая (под действием различных механических нагрузок). Разрушение может произойти также при воздействии ультразвука и электрического тока.

При воздействии химических факторов протекают окислительная (под действием кислорода воздуха), гидролитическая (под действием воды, кислот, щелочей) виды деструкции.

Старение покрытий происходит главным образом за счет окисления под влиянием кислорода воздуха, однако этот процесс усиливается при воздействии света, тепла и воды. Именно поэтому старение покрытий в атмосферных условиях протекает во много раз интенсивнее, чем в помещении. В темноте деструкция может даже приостановиться.

Стойкость к окислению зависит от наличия в пленкообразователе легкоокисля-ющихся групп. Такие группы присутствуют в молекулах жирных кислот, входящих в состав растительных масел, канифоли. При окислении протекают два конкурирующих процесса: с одной стороны, присоединение кислорода с образованием пероксидов и гидропероксидов, приводящее к увеличению массы пленки, с другой — удаление продуктов деструкции и соответственно уменьшение массы пленки. При этом первый процесс играет главную роль в начальный период пленкообразо-вания и старения, второй же — при эксплуатации.

На окислительную деструкцию связующего сильное влияние оказывают другие компоненты — сиккативы и пигменты.

Сиккативы, уменьшая начальный период отверждения покрытия, могут ускорять процесс старения, особенно в том случае, когда они взяты в избытке. Так что выражение «кашу маслом не испортишь» к сиккативам применять нельзя и вводить их в количестве, превышающем указанное в рекомендации или инструкции по применению, недопустимо.

Некоторые пигменты также способны ускорять старение. Так, некоторые модификации диоксида титана способны проявлять фотоактивность, т. е. способность поглощать кванты или фотоны света и выделять при этом кислород в очень активной атомной форме, который усиливает протекание окислительных процессов. При ультрафиолетовом облучении (УФ-лучи — это коротковолновая часть солнечного света) в результате поглощения квантов энергии происходят разрыв химических связей  и  деструкция  молекул   полимера.

При повышенных температурах происходит разрыв химических связей в молекулах полимеров, т. е. протекает термическая деструкция. Температурный предел, допустимый для длительной эксплуатации органических покрытий, находится в области 200—250 °С. Кремнийоргани-ческие материалы выдерживают кратковременное воздействие температур до 400— 500 °С. Следует учитывать тот факт, что с повышением температуры на 10 °С возрастает в 2 раза не только скорость полимеризации, но и скорость деструкции.

Эксплуатация покрытий при минусовых температурах в отсутствие механических воздействий обычно способствует повышению их долговечности, так как при низких температурах скорость протекания химических процессов (в том числе и старения) замедляется. Однако при воздействии механических нагрузок может происходить быстрое разрушение покрытия, особенно в тех случаях, когда полимер эксплуатируется при температуре значительно ниже температуры стеклования. В этих условиях он приобретает повышенную жесткость и хрупкость. При старении из пленки постепенно удаляются остатки растворителя, не связанные с полимером, пластификаторы, низкомолекулярные продукты, повышающие эластичность пленки, и пленка, приобретая повышенные прочность, твердость и хрупкость, одновременно теряет эластичность.

Нанесенная на подложку пленка силами адгезии прикрепляется к поверхности подложки и поэтому может сокращаться только по толщине. В то же время в ней возникают силы, стремящиеся сжать ее по длине. Эти напряжения направлены параллельно поверхности и вызывают снижение   прочности   адгезионной   связи.

В процессе старения в покрытии возрастают внутренние напряжения, обусловленные изменениями структуры полимера, усадочными явлениями и другими факторами.

В зависимости от соотношения сил адгезии, прочности пленки и внутренних напряжений разрушение может протекать по различным механизмам. Так, в случае плохой адгезии и больших внутренних напряжений может происходить отслаивание покрытия от подложки; если пленка имеет высокую прочность, может происходить полное отслоение покрытия без его растрескивания.

В том случае, когда величина внутренних напряжений больше прочности пленки, происходит ее растрескивание, а если величина напряжений больше и сил адгезии, то растрескавшееся покрытие отслаивается от подложки. При сохранении хорошей адгезии после растрескивания отслоения пленки от подложки может и не произойти.

 

ЧТО НА СВЕТЕ ВСЕХ ВАЖНЕЕ, ВСЕХ НУЖНЕЕ И ...

Качество покрытия в первую очередь обусловлено качеством самого лакокрасочного материала при непременном условии его правильного применения. Следует отметить, что, несмотря на целый комплекс требований, предъявляемых к покрытию, его качество в основном определяется двумя показателями — функциональностью и долговечностью.

Под функциональностью понимается способность выполнять главную техническую функцию, для которой предназначается покрытие, т. е. быть атмосферостой-ким,    влагостойким,    износостойким    или декоративным. Долговечность определяется продолжительностью выполнения этой функции.

Функциональность покрытий. Свойства, которыми должно обладать покрытие, условно можно разделить на три группы.

1.         Свойства,  определяющие  защитное

действие    покрытия     (основная     группа

свойств). К ним можно отнести адгезию,

механическую прочность, твердость, элас

тичность, прочность при ударе, абразиво-

стойкость, водостойкость, атмосферостой-

кость и др.

2.         Декоративные свойства, определяю

щие внешний вид покрытия; к ним можно

отнести цвет, укрывистость, блеск покры

тия.

3.         Особые (специальные) свойства по

крытий для специфических условий эксплу

атации — химическая   стойкость,   термо

стойкость,     электроизоляционные     или

электропроводящие свойства и т. д.

Адгезия лакокрасочного покрытия. Адгезия (прилипание) — возникновение связи между поверхностными слоями двух разнородных (твердых или жидких) тел (фаз), приведенных в соприкосновение. Обеспечение хорошей адгезии лакокрасочного покрытия к подложке закладывается на всех стадиях его получения.

При подготовке поверхности путем механической или химической обработки создается нужный профиль, достигается возможно большая поверхность контакта, обеспечивается возможность затекания материала в поры и микротрещины подложки. Это способствует возникновению различных сил межмолекулярного взаимодействия, включая химические, что и обеспечивает    прочную    адгезионную    связь.

Прочность адгезионной связи зависит от толщины пленки. Обычно чем тоньше пленка, тем выше прочность связи с подложкой. Это вызвано определяющим влиянием подложки, которое сильнее проявляется в тонких пленках.

Прочность соединения с подложкой зависит от характера разрушающей нагрузки, скорости ее приложения и температуры.

В   связи   с   тем   что   адгезия   тонких пленок выше, чем толстых, толщина слоя покрытия не должна превышать определенных значений. Многослойные покрытия, состоящие из нескольких тонких слоев, прочнее однослойных, имеющих ту же толщину.

Повысить прочность адгезионной связи многослойного покрытия можно технологическими приемами, например путем окраски по недосохшему слою грунтовки.

Механические свойства покрытий. Защитные свойства лакокрасочных покрытий во многом зависят от прочности пленки, ее способности противостоять действию разрушающих нагрузок. Механические характеристики покрытий зависят как от природы пленкообразова-теля, его молекулярных параметров, так и от свойств других компонентов, входящих в состав материала. Определенное влияние на прочностные свойства пленок оказывают и условия отверждения.

Твердость пленки характеризует ее способность сопротивляться местным деформациям, в частности вдавливанию или проникновению в него другого тела. Кроме того, твердость характеризует стойкость пленки к разрушению при механических воздействиях.

По величине твердости лакокрасочные покрытия уступают многим видам защитных покрытий — металлическим, керамическим и др. Однако она достаточна для выполнения покрытием своих функций. Твердость покрытия является относительной величиной. За единицу при определении этого показателя условно принимается твердость стекла.

Твердость пленки зачастую характеризует степень ее отверждения. Так, пленки масляных красок имеют после высыхания твердость 0,1—0,15; масляно-смо-ляных лаков — 0,3—0,4; алкидных (пен-тафталевых) — 0,2—0,4; алкидно-карба-мидных лаков для паркета — 0,5—0,6. Величина твердости не является постоянной. С течением времени она возрастает, что связано с улетучиванием пластификаторов и остатков растворителей, протеканием процессов старения.

Твердость пленок зависит также от степени пигментирования и типа применяемых пигментов.   Некоторые  из  них,   например технический углерод (сажа), замедляют отверждение масляных красок, алкидных эмалей и снижают их твердость. Повышение температуры при отверждении пленки способствует увеличению твердости покрытий.

Если для получения покрытий применен термопластичный пленкообразователь или полимер с невысокой степенью сшивки, то при нагревании покрытие размягчается, твердость его резко снижается. В то же время если полимер содержит группы, способные к химическому взаимодействию, то при повышении температуры твердость пленки может возрастать.

Следует учитывать, что твердость не может служить единственным критерием качества полученной пленки. В ряде случаев высокая начальная твердость покрытия свидетельствует о его низких эластических свойствах, склонности к старению, способности разрушаться при небольших механических воздействиях.

Эластичность лакокрасочного покрытия служит мерой способности не разрушаться и не отслаиваться от подложки при медленной ее вытяжке.

С эластическими свойствами пленки связан и показатель прочности при изгибе, который характеризуется относительным удлинением покрытия на подложке при обертывании вокруг стержня определенного диаметра. Эластические свойства связаны, с одной стороны, с прочностными свойствами пленки, с другой — с прочностью ее связи с подложкой. Если пленки обладают высокой эластичностью, они точно «следуют» за изменением формы подложки; при этом подложка разрушается раньше пленки. На эластичность, как и на другие механические свойства, оказывает влияние степень сшивки полимера при его отверждении. При старении эластичность пленки снижается из-за миграции вводимого в состав пленкообразователя пластификатора, деструкции полимерных цепей, увеличения жесткости пленки.

Прочность пленки при ударе зависит от тех же факторов, что и эластичность и твердость. Однако в отличие от испытания эластичности, когда время приложения нагрузки велико, в  данном  случае  деформация  подложки происходит при мгновенном ударе. При больших деформирующих нагрузках пленка может растрескиваться (когезионное разрушение) или отслаиваться (адгезионное разрушение).

Абразивостойкость характеризует прочность пленки к истиранию. Этот показатель особенно важен для материалов, применяемых для окраски полов. Наиболее абразивостойкие материалы отличаются высокой прочностью при растяжении и эластичностью. При этом твердость их может быть и невысока. Абразивостойкие покрытия должны иметь достаточную адгезию к подложке. Для некоторых материалов, обладающих высокой износостойкостью, но слабой адгезией, требуются специальные грунтовки, повышающие адгезию к подложке.

Стойкость пленок к действию воды и влаги. Вода является веществом, активно воздействующим на лакокрасочное покрытие. Абсолютно водостойких лакокрасочных покрытий не существует. При поглощении воды пленки набухают, размягчаются, нарушается их адгезия к подложке.

Пленка лакокрасочного покрытия обладает пористостью. Наличие пор обусловлено структурой пленки, наличием промежутков   между  большими  молекулами  и отдельными    структурными    элементами (микропористость). С другой стороны, при получении   покрытия   и   сушке   возможно образование  дефектов,   нарушающих  его сплошность  (макропористость), при этом отдельные поры могут достигать поверхности подложки.

Естественно, что наличие пористости существенно отражается на защитных свойствах покрытий.

С пористостью покрытия связаны такие его свойства, как проницаемость, поглощение влаги и воды, водостойкость, влагостойкость. Поглощение воды зависит от ряда факторов. К их числу относятся частота полимерной сетки, наличие полярных групп, наличие водорастворимых продуктов в пленке. Введение пигментов дает возможность регулировать влагопоглоще-ние. Так, при добавлении свинцовых белил к льняному маслу водопоглощение резко снижается,   что  обусловлено   химическим взаимодействием пигмента с пленкообра-зователем. Другие же пигменты подобного действия не оказывают. Водопоглощение имеет особое значение для покрытий, предназначенных для эксплуатации в воде, например для покрытий судов.

Влага из воздуха также способна проникать через пленку. При введении пигментов, особенно чешуйчатой формы (например, алюминиевой пудры), проницаемость пленки снижается. Это объясняется тем, что частицы пигмента как бы препятствуют прохождению молекул воды, что равносильно увеличению толщины непигментированной пленки. Однако при слишком большом наполнении, когда связующего оказывается недостаточно для полного смачивания пигмента, возможно увеличение пористости пленки, а следовательно, и влагопоглощения. В случае, когда пигменты взаимодействуют со связующим (например, свинцовые пигменты и масла), пленки менее проницаемы, т. е. водопоглощение уменьшается.

Водостойкость характеризует стойкость покрытия к действию воды при различных температурах, влагостойкость — стойкость покрытия в условиях повышенной влажности воздуха (95—100%) при различных температурах.

Внешним признаком ухудшения защитных свойств покрытий является появление на его поверхности пузырей разных размеров и формы. Образование пузырей обусловлено рядом причин. При набухании пленки происходит ее расширение, и влага концентрируется в пленке на поверхности раздела пигмент-пленкообразователь и пленка-подложка. При сушке покрытия, а также в результате его деструкции при старении, могут образовываться газовые включения (пузыри воздуха и газов). За счет капиллярных явлений при наличии пористости влага и водорастворимые примеси достигают подложки и скапливаются на поверхности раздела, что приводит к коррозии металла.

Долговечность покрытий (срок службы) определяется устойчивостью лакокрасочного покрытия к разрушительному действию окружающей среды. Под действием воды, кислорода воздуха, тепла, УФ-облучения  постепенно  начинается  старение и разрушение покрытия, что приводит к ухудшению его защитных и декоративных свойств.

Рассмотрим некоторые виды разрушений покрытий.

Образование налета. Налет представляет собой тончайший слой, который может образовываться на пленках глянцевых красок или масляных лаков, уменьшая их блеск или вуалируя глубину цвета. Иногда этот налет можно удалить, протирая поверхность влажной тканью. В образовании налета большую роль играет влага. На образование налета оказывают влияние сиккативы. Так, марганцевый и кобальтовый сиккативы вызывают появление поверхностной пленки, которая при дальнейшем высыхании становится неровной, на ней собираются влага и пыль, замедляющие высыхание пленки. Эту влагу и пыль можно удалить, но они могут появиться вновь. Свинцовый сиккатив в значительно меньшей степени влияет на образование налета.

Образование налета может быть также связано с присутствием в воздухе загрязняющих газов и воздействием влажной среды на покрытие, которое еще не приобрело достаточной твердости.

Муаровый (морщинистый) налет образуется в результате назначительного коробления поверхности покрытия, что приводит к интенсивному поглощению влаги и набуханию покрытия.

М е л е н и е — образование рыхлого слоя поверхности покрытия вследствие разрушения связующего под влиянием атмосферных воздействий. На меление очень сильно влияют свойства и концентрация пигмента в пленке.

Растрескивание. Этот дефект почти всегда появляется на покрытиях на основе красок и эмалей, применяемых для наружных работ. Различают следующие виды растрескивания:

волосяные трещины — тонкие трещины, не проникающие на всю глубину верхнего слоя покрытия и разбросанные хаотически по поверхности;

мелкая сетка — тонкие трещины, не проникающие на всю глубину верхнего слоя покрытия и распределенные по всей поверхности с образованием подобия мелкого рисунка;

трещины, проникающие на всю глубину (по меньшей мере одного слоя) покрытия и способные привести к его полному разрушению;

мелкая сетка трещин — растрескивание до подложки, но при этом трещины глубже и шире;

крупная сетка трещин, обнажающих металл, сильное растрескивание до подложки, напоминающее по рисунку крокодиловую кожу.

Растрескивание одного или нескольких слоев покрытия объясняется потерей ими при старении эластичности и неспособностью вследствие этого растягиваться и сжиматься вместе с подложкой, на которую они нанесены.

Шелушение и отслаивание. Шелушение возникает в результате нарушения адгезии между пленкой краски и лежащей ниже поверхностью — пленкой другой краски или поверхностью изделия. При этом пленка отслаивается кусочками или в виде чешуек. Полное нарушение адгезии приводит к отслаиванию — пленка отделяется от поверхности большими кусками.

 


Шелушение чаще всего наблюдается у покрытий, нанесенных на деревянные конструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе, в местах соединений, где дерево под действием влаги набухает, что приводит к уменьшению адгезии пленки лакокрасочного материала.

«Апельсиновая корка» (шагрень). Этим термином характеризуют внешний вид покрытия, поверхность которого напоминает апельсиновую корку. Причина появления «апельсиновой корки» заключается в том, что жидкая краска, нанесенная на поверхность распылением, не обладает достаточной способностью к розливу с образованием гладкой пленки.

Этот дефект может быть ослаблен введением в краску менее летучих растворителей. При этом схватывание краски происходит медленнее, и она успевает растечься по поверхности.

Обычно шагрень появляется на покрытии при  нанесении краски  распылением.

Наплывы. Краски, наносимые методом распыления на вертикальные поверхности, не должны иметь высокую текучесть, так как в противном случае на покрытии   могут   образоваться   наплывы.

Полосатость (отсутствие розлива) наблюдается на покрытии в том случае, когда не происходит растекания (розлива) штрихов, оставшихся от кисти. Почти любая краска, наносимая кистью, может образовать полосатое покрытие, если процесс окраски продолжается слишком долго.

Сорность — пленки лака могут содержать соринки, песчинки и другие небольшие частицы, которые не растворяются при добавлении растворителя. Единственным способом устранения сорности является фильтрация.

Неравномерный блеск. Этот дефект обусловлен неравномерной толщиной покрытия и часто наблюдается у матовых покрытий, так как толщина глянцевых покрытий, если подложка гладкая и почти не поглощает краску, мало влияет на их блеск.

Матовые и полуматовые краски обладают плохой текучестью; это часто приводит к тому, что после нанесения краски кистью на стены отдельные участки образовавшегося покрытия сильно отличаются между собой по толщине и блеску.

Выпотевание — выделение маслянистых веществ (например, пластификаторов) из пленки краски или лака после их высыхания или возобновление блеска на пленке после ее шлифования шкуркой до полной матовости.

Покрытия на основе синтетических эмалей и лаков менее склонны к явлениям выпотевания, чем покрытия на основе лакокрасочных материалов, в состав которых входят высыхающие масла в сочетании с природными смолами.

Сморщивание, или короб л е-н и е,— появление многочисленных морщин на поверхности покрытий воздушной сушки обусловлено следующими причинами: чрезмерной толщиной покрытия; избытком сиккатива, способствующего поверхностному пленкообразованию, например, кобальтового; повышенным содержанием низкомолекулярных соединений в масляном   лаке   после   его   изготовления.

 

ЧТО ЗА «ЗВЕРЬ» КОРРОЗИЯ И КАК УМЕРИТЬ ЕЕ АППЕТИТ?

Одно из важнейших назначений лакокрасочных материалов — получение противокоррозионных покрытий по металлу. По оценкам специалистов, потери металла от коррозии составляют до 30% их годового производства, при этом около 10% металла теряется безвозвратно.

Что же это за «зверь», который пожирает металл?

Коррозия — это физико-химическое взаимодействие металла со средой, ведущее к разрушению металла.

Одна из систем оценок скорости коррозии предполагает определение глубины прокорродировавшего слоя металла в единицу времени. Стойкие к коррозии металлы разрушаются со скоростью 0,01—0,1 мм/г., малостойкие — 0,1 —1,0 мм/г. Если металл эксплуатируется в атмосферных условиях в течение длительного времени и должен при этом выполнять различные функции (например, рельсы, некоторые конструкции) , приходится учитывать не только действующие на него нагрузки, но и возможность разрушения от коррозии и предусматривать необходимый допуск.

В результате коррозии металлы переходят в устойчивые соединения — оксиды или соли, в виде которых они находятся в природе.

По характеру среды, в которой эксплуатируется изделие, различают следующие основные виды коррозии: газовую, атмосферную и жидкостную. Газовая коррозия встречается на практике при эксплуатации металла при повышенных температурах и отсутствии влаги (например, печные дверцы, заслонки).

В зависимости от того, в какой жидкой среде протекает коррозия, различают кислотную, щелочную, солевую, морскую и речную атмосферную коррозию.

Коррозионный процесс в атмосферных условиях обусловлен воздействием тонкой пленки влаги, образующейся на поверхности металла. Толщина этой пленки зависит от влажности воздуха. Если влажность ниже 100%, то на поверхности образуется адсорбционная пленка из молекул воды, однако даже в этих условиях возможно ее накопление из-за конденсации в капиллярных щелях и трещинах. При понижении температуры происходит конденсация водяных паров и осаждение их на поверхности в виде капелек воды, которые, сливаясь, могут образовать сплошную пленку. На скорость атмосферной коррозии кроме влажности влияет загрязнение воздуха дымовыми газами, пылью, химическими продуктами. Растворяясь в воде, загрязнения образуют электролит, способствующий коррозии. Поэтому коррозия в атмосфере промышленных районов проходит значительно интенсивнее, чем в сельской местности.

Особо стоит остановиться на коррозии в морской воде и в растворах солей. Вода в различных морях содержит от 1 до 4% растворенных солей, кроме того, морская вода хорошо аэрирована, т. е. содержит 0,04 г/л кислорода. Это обусловливает сильную коррозию металлов в морской воде. В особо жестких условиях находится металл на границе раздела воды и воздуха, например ватерлиния судов. Сильное воздействие оказывают также брызги воды. Наличие незащищенных элементов конструкций — щелей, зазоров — также   приводит   к   усилению   коррозии.

По условиям воздействия жидкостей на поверхность металла различают виды эксплуатации с полным, неполным, переменным погружением и др. По характеру коррозионных разрушений различают равномерную и неравномерную коррозию. Если коррозионные разрушения концентрируются на определенных участках в виде пятен, язв, точек, их называют местными.

Итак, мы установили, что необходимым условием для протекания коррозии металла является его контакт с водой и кислородом. В отсутствие воды и кислорода железо не ржавеет.

Упрощенно взаимодействие между железом, водой и кислородом можно представить уравнением:

4Fe + 2Н2О + 30, -»- 2Fe2O3  • 2Н2О

Продукт реакции представляет собой ржавчину — рыхлый малорастворимый продукт. В присутствии электролитов процесс ускоряется.

Коррозия — процесс электрохимический, поэтому даже незначительные различия в составе и структуре поверхности металла в присутствии электролита могут обусловить образование электрических потенциалов на участках поверхности и появление электрического тока, называемого в этом случае коррозионным током. Участок поверхности с более низким потенциалом (анод) растворяется, и освобождающиеся электроны перемещаются к участку с более высоким потенциалом — катоду. С поверхности анода ионы металла переходят в раствор в виде катионов (положительно заряженных ионов):

4Fe ^ 4Fe2++ 8е-

Катионы гидратируются и вступают во взаимодействие с ионами растворенного электролита:

4Н,0 + 2О2 + 8е- -> 8ОН~;

4Fe2+ + 8OH" -»- 4Fe(OH)2.

При этом образуются нерастворимые соединения:

4Fe(OH)2 + О2 -у 2Fe2O3 • 2Н2О + 2Н2О.

Эти химические уравнения иллюстрируют основной коррозионный процесс, при котором металл переходит в раствор или корродирует на аноде, а на катоде остается защищенным.

В морской воде, где растворен хлорид натрия, процесс коррозии протекает еще интенсивнее.

Поскольку анодные и катодные участки обычно   очень   малы   и   тесно   соприкасаются, коррозия распределяется довольно равномерно по всей поверхности металла. В том случае, когда площадь анодного участка мала по сравнению с площадью катодного участка, может возникнуть язвенная коррозия. По аналогичным схемам происходит коррозия и других металлов — алюминия, цинка и т. д.

Как же бороться с коррозией? Приемов и средств для этой цели много. Однако в каждом случае приходится решать, каким из средств или в каком их сочетании можно получить наибольший экономический эффект. Вряд ли для крыши дачного домика целесообразно использовать листовую медь, нержавеющую сталь или применять позолоту. Но никого не удивляет, если этот прием используется при защите архитектурных памятников.

Лакокрасочные покрытия не случайно занимают важное место среди противокоррозионных покрытий. Широкое применение на практике этого способа защиты металлов объясняется удачным сочетанием необходимых для защиты от коррозии свойств (гидрофобности, водоотталкивания, низких газо- и паропроницаемости, препятствующих доступу воды и кислорода к поверхности металла), технологичности и возможности получения различных декоративных эффектов.

Рассмотрим «работу» лакокрасочного покрытия по защите металла от коррозии. В общем случае изолирующее покрытие (непигментированное или наполненное инертными пигментами) не изменяет характера коррозионного процесса на поверхности металла, а только тормозит его, являясь барьером на пути влаги и кислорода. Поэтому естественно, что защитное действие покрытия зависит от природы окрашиваемого металла, свойств наносимого на поверхность лакокрасочного материала и качества получаемого покрытия (толщины слоя, сплошности, проницаемости, адгезии, способности набухать в воде и т. д.).

При формировании покрытия возможно образование микро- и макродефектов, которые существенно влияют на его защитные свойства. Проиллюстрируем это некоторыми примерами.

Неравномерность   по  толщине   может вызвать застой электролита, тонкие участки могут оказаться проницаемыми для него, и на этих участках может начаться коррозия. Неоднородность внешней поверхности пленки, наличие включений могут усиливать смачиваемость поверхности пленки водой и ее проницаемость. Повышение проницаемости может произойти также из-за наличия воздушных полостей, которые «ослабляют» покрытия. Неполное смачивание поверхности металла, нарушение адгезии покрытия к металлу также могут привести к накоплению электролита под пленкой и коррозии.

При плохой подготовке поверхности на ней остаются окалина и ржавчина, которые являются катодами, что может -привести к интенсификации электрохимических процессов.

Причиной повышения проницаемости является также наличие пор на поверхности.

Возникновение пор может быть обусловлено структурой самой пленки — плотностью упаковки молекул пленкообразующего, строением молекул, их химическим составом. Размеры таких пор 10~7 — 10~5 мм. Пористость возникает и в процессе формирования покрытия за счет испарения растворителя, улетучивания продуктов отверждения и деструкции (при старении пленки). Размер этих пор может составлять 10~4—10"~2 мм. Следует отметить, что пористость покрытия зависит от его толщины: существует определенная толщина покрытия, меньше которой оно будет пористым. Во всех случаях толщина пленки должна быть оптимальной для данного типа покрытий. Для получения пленки нужной толщины следует наносить несколько слоев.

Предложены различные объяснения механизма защитного действия лакокрасочных покрытий — барьерного, адгезионного и смешанного.

В первом случае рассматривается самопроизвольное отделение пленки от металла в результате сорбции агрессивной среды на границе раздела пленка — металл, поэтому скорость коррозии обусловлена скоростью проникновения среды к подложке и пропорциональна толщине пленки.

Если при воздействии среды адгезия покрытия меняется мало, значит, торможение коррозионного процесса обусловлено этим фактором. Увеличение толщины покрытия приводит к ослаблению адгезии и снижению защитных свойств. В этом случае говорят о смешанном механизме защиты. Он характерен для покрытий, эксплуатируемых в промышленной и влажной атмосфере, агрессивных средах.

Подводя итог, следует еще раз обратить внимание на необходимость достижения хорошей адгезии покрытия к подложке для обеспечения высоких защитных свойств и длительного срока службы.

Существенное влияние на защитные свойства оказывает тип пленкообразователя. Так, масляные пленки и пленки во-додисперсионных материалов сильно поглощают влагу, набухают и размягчаются. Синтетические пленкообразователи и глубокосшитые пленки значительно более устойчивы. Проницаемость покрытий зависит от смачиваемости пленки водой, которая кроме природы пленкообразователя определяется также состоянием ее поверхности. Гладкие лакокрасочные покрытия менее пористы, проникновение влаги в них происходит в основном за счет диффузии. Для снижения смачиваемости покрытия иногда защищают восковыми или крем-нийорганическими составами. При наличии покрытий на поверхности металла доступ электролита и кислорода к металлу затруднен. Кислород быстрее достигает поверхности металла по сравнению с электролитом, поэтому вступает во взаимодействие не с электролитом, а самим металлом, что приводит к образованию на нем плотных устойчивых оксидных пленок. Иными словами, даже простые лакокрасочные покрытия не только изолируют, предохраняя металл от коррозии, но и повышают его коррозионную стойкость, тормозят протекание электрохимических анодных и катодных процессов.

Важным свойством многих лакокрасочных покрытий является высокое удельное электрическое сопротивление пленок 108—1013 Ом • м, что препятствует или сильно затрудняет перенос ионов в электролите, т. е. тормозит протекание электрохимического коррозионного процесса.

Обладая невысокой величиной диэлектрической проницаемости от (3 до 6), сухие пленки являются слабо ионизирующей средой. Под действием влаги электрическое сопротивление может резко уменьшаться.

Это происходит в том случае, когда в состав пленкообразователя входят ионо-генные и гидрофильные группы, а в состав лакокрасочного материала — водорастворимые компоненты и примеси, способные к диссоциации. Снижение электрического сопротивления пленок обусловливает ослабление защитного действия лакокрасочного покрытия.

Если низкая проницаемость, препятствуя диффузии электролита, является барьером на пути агрессивной среды, то высокое электрическое сопротивление тормоз зит выход электронов из металла и движение ионов в пленке. При суммарном воздействии обоих факторов защитные свойства покрытия усиливаются.

Попробуем сравнить действие лакокрасочного и металлического (гальванического) покрытий. Можно отметить, что электрический фактор для гальванических покрытий роли не играет. Вследствие электронной проводимости металлов катодный процесс может беспрепятственно протекать на поверхности покрытия.

В случае нанесения на железо металлов с более положительным потенциалом (никель, хром, свинец, медь) роль защитного покрытия состоит в создании диффузионного барьера на пути ионов электролита к поверхности железа и изоляции поверхности от газов при химической коррозии. Сплошность гальванического покрытия является определяющим фактором защиты. При малейшем разрушении покрытия становится возможным протекание анодной реакции покрываемого металла и его растворение по всей поверхности, покрытой электролитом. При этом неповрежденные участки поверхности играют роль катодов.

Если при повреждении лакокрасочного покрытия поверхность пленки остается практически целой, электрохимическая реакция локализована и может протекать только на поврежденных местах, на которых находятся и катодные,  и анодные vqa-'.'тки. Неповрежденная часть пленки не участвует в коррозионном процессе и продолжает выполнять защитную функцию. Таким образом, лакокрасочное покрытие продолжает защищать металл от коррозии даже при частичном повреждении пленки, з то время как гальванические покрытия могут ускорять коррозию железа. Другим преимуществом лакокрасочных покрытий является то, что их ремонт осуществляется легче и с меньшими экономическими затратами.

Следует отметить, что даже пигменти-оованные лакокрасочные покрытия не являются полностью непроницаемыми для зоды и кислорода и предотвратить коррозию полностью не удается.

Однако некоторые пигменты обладают способностью повышать противокоррозионные свойства покрытий. Это происходит в том случае, когда пигмент является ингибитором (замедлителем) коррозии. Такими замедлителями являются хроматы стронция, свинца и цинка, ограниченно растворимые в воде, поэтому растворение •; вымывание их из пленки происходит медленно.

Некоторые пигменты, обладающие основными свойствами, например цинковые селила (оксид цинка), свинцовый сурик, :лособны образовывать с льняным маслом химические соединения — мыла. В при-:утствии воды и кислорода мыла окисляются с образованием водорастворимых продуктов, имеющих ингибирующие свойства.

 

СВЕТ И ЦВЕТ

Одним из важнейших требований к лакокрасочному покрытию является внешний зид, который зависит от оптических свойств покрытия. И хотя оптические свойства не оказывают влияния на другие показатели пленки — прочность, пористость, твердость, часто по внешнему виду покрытия можно судить о качестве окрасочной работы, а значит, и о качестве полученного покрытия.

Внешний вид покрытия оценивают, исходя как из поддающихся измерению характеристик, так и визуально.

Вопросы изучения света, его распрост-эанения   в   различных   средах,   взаимодействия света с веществами, являющиеся предметом специального раздела физики — оптики, чрезвычайно важны для понимания оптических свойств лакокрасочных материалов и покрытий.

Прежде чем перейти непосредственно к оптическим характеристикам лакокрасочных материалов, вспомним некоторые основные положения оптики.

Еще древнегреческие исследователи доказали, что при переходе из менее плотной среды (воздуха) в более плотную (стекло, воду, а в нашем случае — пленку лака, пигмент, наполнитель) световой луч отклоняется от вертикали к поверхности раздела двух фаз на меньший угол, чем падающий. Позднее было доказано, что явление преломления света связано с изменением скорости света при переходе из одной среды в другую. Показатель преломления одной среды по отношению к другой равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления и длм данного вещества является постоянной ве личиной. Если для воздуха (вакуума) oi равен 1, то относительно воздуха водг имеет показатель преломления 1,33, кварцевое стекло— 1,52, масла — 1,48, смолы 1,55, мел — 1,58, оксид цинка — 2,08 и т. д.

Показатель преломления больше единицы означает, что луч света, попадая в более плотную среду, как бы замедляет свой «бег». Очень образные сравнения, поясняющие суть этого явления, приведены в книге «Мир физики» *. Так, прямолинейный путь автомобиля заметно изменяется при резком торможении на скользкой дороге. Или другой пример: отряд солдат, идущих по ровной дороге, после которой внезапно начинается рыхлое поле. Солдаты, вступившие на поле, естественно замедляют ход.

Другим важным свойством света является его отражение. При падении световой волны на поверхность раздела двух сред с различными показателями преломления волна возвращается в первую среду. Благодаря отражению света мы способны видеть   предметы,   не   излучающие   свет.

Различают зеркальное отражение света от поверхностей, имеющих размеры неровностей меньше длины световой волны, и диффузное отражение, когда неровности больше длины световой волны. На практике оба вида отражений могут проявляться одновременно.

Наиболее интересным и сложным свойством света является цвет. Свет и цвет неразрывно связаны между собой. Все многообразие окружающего мира мы воспринимаем в цвете. Природа цвета занимала умы мыслителей древности. Демокрит предполагал наличие атомов, исходящих от предметов и вызывающих в глазу их образы; Эвклид считал, что из глаза исходят «зрительные лучи», которые притягиваются телами, ощупывают их и вызывают зрительные ощущения.

Фундамент учения о цвете заложил Исаак Ньютон, который с помощью призмы разложил пучок белого цвета, получил спектр и выделил в нем семь основных цветов, при этом видимый, или «белый», цвет составляет очень малую часть электромагнитного спектра. Ощущение цвета возникает в результате воздействия на органы зрения человека электромагнитных колебаний с длиной волны от 400 до 760 нм (нанометров). Если воздействует вся совокупность колебаний в этом интервале, то создается ощущение белого цвета. Если же воздействуют только отдельные участки, то возникает ощущение другого цвета.

Тело кажется белым, если оно в одинаковой степени отражает лучи всей видимой части спектра, черным — когда полностью их поглощает. Если вещество поглощает какую-либо часть спектра, то оно будет окрашено в дополнительный к поглощаемому цвет (дополнительный цвет при сложении с поглощенным способен давать белый цвет).

В основе современного учения о цвете лежит теория о трехцветных цветовых ощущениях. Она базируется на трех основных законах смешения цветов. Первый закон утверждает, что любой цвет можно рассмотреть как совокупность трех независимых цветов, т. е. таких трех цветов, из которых ни один не может быть получен смешением двух других. Второй закон говорит о непрерывности цветовой гаммы: не может существовать цвет, не примыкающий к другим  цветам;   путем  непрерывных изменений излучения любой цвет может быть превращен в другой. Третий закон гласит, что цвет, полученный путем смешения нескольких других, зависит от их цветов и не зависит от спектрального состава. Иными словами, один и тот же цвет может быть получен путем разных сочетаний других цветов.

Основные цвета — желтый, синий, красный,— из которых могут быть составлены все остальные цвета. При смешении этих трех цветов в определенных отношениях всегда получают серый цвет.

Путем смешения двух основных цветов получаются составные цвета. Например, оранжевый, получаемый смешением желтого и красного; фиолетовый — смешением красного и синего. При смешении составных цветов получаются более сложные — цвет охры получается от смешения зеленого и оранжевого.

Различия в цвете объектов обусловлены различиями частот колебаний электронов в атомных и молекулярных структурах. Когда частота колебаний становится соответствующей какой-либо частоте видимого спектра, соединение поглощает свет, имеющий такую же частоту, и отражает свет остальных частот. Например, если электронная структура такова, что ее колебания происходят с частотой, соответствующей зеленой части видимого спектра, то соединение будет поглощать зеленый свет (сложенный из синего и желтого) и отражать другие. Для глаза такое соединение будет казаться красным.

Еще в 1810 г. Иоган Вольфганг Гёте в труде «Учение о цвете» рассматривал эмоционально-нравственное воздействие цвета. Давно известно, что одни цвета возбуждают, другие — успокаивают. По материалам зарубежной печати ученые Колумбийского университета (США), исследовав 30 тысяч случаев, установили, что предписания врачей о приеме лекарств соблюдаются неукоснительно, если цвет препарата импонирует больному...

В ряде зарубежных клиник цветовые тесты используются, чтобы уточнить диагноз и следить за ходом болезни. Некоторые специалисты утверждают, например, что любовь к сине-зеленому цвету — признак невроза, а больной язвой предпочитает ярко-зеленый оттенок и не любит желтого. Чего тут больше, науки или врачебной интуиции, судить трудно. Но если уж цвет применяется в диагностике, почему бы не попробовать его и в лечении? Появилась «хромотерапия» — метод спорный, но тем не менее им заинтересовались медики. Широко известна история пресловутого лондонского моста, который «славился» числом самоубийц, прыгавших с него в реку. Его скандальная слава закатилась после того, как мост перекрасили в синий цвет вместо черного,— число самоубийц резко сократилось.

Год назад несколько западноевропейских клиник внедрили в практику вид лечения, который назвали «цветотерапия». Сейчас уже можно говорить об успехе эксперимента. Время показало влияние цвета, в который окрашены стены палаты, на ход лечения болезни.

У сердечников, например, «исцеляющим» является зеленый цвет; пациент, помещенный в синюю палату, перестает страдать от мучивших его головных болей и т. д. Поэтому сейчас в иных больницах меняют цветовое оформление.

Заметную роль играет окраска в обеспечении безопасности труда — многие социологи приходят к выводу, что несчастные случаи на производстве взаимосвязаны с цветовой средой...

И даже в тех случаях, когда цвет диктует мода, не надо забывать о целесообразности. Специалисты по безопасности движения рекомендуют для автомобилей яркие краски, преимущественно желтые и оранжевые,— такие машины видны издалека.

Восприятие цвета человеком сугубо индивидуально. Однако не все люди способны различать цвета. Вот еще одна любопытная   информация   из   наших   газет.

В 1878 г. в Швеции произошло событие, взволновавшее не только местное об-. щественное мнение, но и работников железнодорожного транспорта многих стран мира. Курьерский поезд из Стокгольма на полном ходу врезался в товарный. В результате катастрофы несколько человек погибло, многие в тяжелом состоянии были доставлены в больницу. Случайно оставшийся в живых машинист утверждал, что он вел поезд на зеленый цвет и, следовательно, виновен в крушении кто-то другой, а не он. Расследование зашло в тупик. И только человеку, далекому от железнодорожного транспорта, удалось раскрыть тайну этого трагического случая. Известный шведский физиолог Гольмгрен дал машинисту несколько мотков цветной шерсти разной окраски и попросил назвать их цвета. Машинист назвал моток красной шерсти... зеленым.

Тех, кто воспринимает или оценивает соответствующий цвет неправильно, искаженно, называют дальтониками по имени английского ученого Джона Дальтона. Он первым в мире подробно описал странные явления, происходящие с его зрением: розы для него оказались окрашенными в синеватый цвет, румянец на щеках девушки имел  вид...  чернильных пятен.  Ну,  а алая кровь, совсем непонятно почему, напоминала бутылочное стекло. Что же касается пурпурного георгина, то он вообще не мог его различить на фоне темно-зеленой листвы.

Английский ученый был протанопом, т. е. он страдал слепотой на красный цвет. Тех же, кто не различает зеленый (подобно машинисту шведского курьерского поезда), называют дейтеранопами. Обе эти аномалии обычно встречаются вместе, но то одна, то другая более выражена.

По статистическим данным, только 10% мужчин страдают дальтонизмом. А женщин, подверженных этой болезни, чрезвычайно мало — в 20 раз меньше, чем мужчин. Вот вам еще одна загадка нашего, казалось бы, так хорошо изученного организма.

Пока еще не найдено радикального средства, с помощью которого можно было бы вылечить дальтоника. Да это и неудивительно, так как дальтонизм — хромосомная болезнь, а воздействовать на гены мы еще только учимся. Правда, в новой области науки, которую теперь называют генной инженерией, уже достигнуты определенные успехи, и можно надеяться, что в будущем ученые найдут средство от этого недуга.

Однако самое тяжелое нарушение цветового зрения — полная цветовая слепота. Люди эти, как уже упоминалось, видят мир в черно-белом изображении. Такое редкое заболевание называется ахрома-зией. Больные, страдающие этой болезнью, к тому же еще не очень хорошо различают форму предметов. Но зато они отлично видят ночью.

И еще два любопытных факта. Здоровый человек различает до 200 оттенков цветов. Но есть люди с уникальным цветовым зрением. Специалисты, изучившие картины И. Репина, полагают, что он различал 2000 оттенков!

Наконец несколько слов о цветоощущении у животных. У них оно развито значительно хуже, чем у человека, в особенности у тех, кто ведет ночной образ жизни. А вот у дневных птиц способность различать цвета очень высокая, у некоторых же — просто уникальна. Голубь, например,  находясь  на крыше  многоэтажного дома, способен различить маленькое желтоватое зернышко, лежащее на темно-сером асфальте...

Стоит отметить, что один и тот же цвет в сочетании с другими выглядит совершенно по-иному. Недаром в народе говорят: «Краска краску красит и звонче звенит». А известный художник — глава французского романтизма Э. Делакруа — восклицал: «Дайте мне уличную грязь и я сделаю из нее прелестный оттенок женской кожи».

С цветом связано еще одно очень интересное явление. У некоторых людей музыка вызывает зрительные восприятия цвета, они музыку не только слышат, но и видят. Для человека, наделенного таким чувством, музыка всегда существует не сама по себе, а в сочетании с цветом. Способность мозга связывать звуки с определенными цветовыми сочетаниями называется сино-псией. Видением звука обладают многие композиторы и исполнители музыкальных произведений. Чувством синопсии обладал Берлиоз, видели звуки в цвете Римский-Корсаков и Дебюсси. В 1910 г. композитором А. П. Скрябиным была написана симфоническая поэма «Прометей» («Поэма огня»), в партитуре которой были записаны цвета, соответствующие музыкальной фразе произведения.

При изучении влияния звуковых раздражителей на цветовое зрение установлено, что при воздействии на слух человека звуками постоянной громкости чувствительность глаза к зелено-голубым тонам повышается, а к оранжево-красным — снижается, при воздействии же звуков разной громкости чувствительность к зеленому цвету с нарастанием громкости возрастает, а к оранжевому — снижается. Проникновение в тайны этих закономерностей позволит соединить музыку и цвет таким образом, чтобы их восприятие было наиболее обостренным и эмоциональным. Таким образом, влияние цвета на человека очень сложно и не до конца исследовано. Недаром ученые шутят: «Нет ничего более темного, чем учение о свете». Можно привести еще много интересных примеров из области света и цвета. Однако стоит рассмотреть, как эти оптические свойства проявляются в покрытиях.

Лакокрасочные покрытия могут быть прозрачными или укрывистыми, белыми или цветными, матовыми или глянцевыми. Разнообразие покрытий зависит от того, будет ли свет отражаться, проходить, преломляться или поглощаться покрытием, либо некоторые факторы будут действовать одновременно.

Бесцветные прозрачные покрытия пропускают большую часть света через пленку до подложки, на которую они нанесены. Если подложка белая, то большая часть света отражается через покрытие в обрат-ном направлении, если черная — часть света поглощается поверхностью.

Цветные прозрачные покрытия получают из растворов красителя (или смеси красителей) в высыхающем масле или лаке. Вследствие избирательного поглощения волн падающего света материал приобретает определенный цвет. Окраска зависит также от толщины покрытия, концентрации компонентов, количества растворителя.

Следы от кисти или валиков, шагрень и другие дефекты, образующие неровности на поверхности пленки, вызывают рассеяние света, влияя на прозрачность и интенсивность окраски отдельных участков. Большинство лакокрасочных покрытий непрозрачны. В таких покрытиях свет может либо поглощаться, либо возвращаться к глазу наблюдателя, но уже от самого покрытия, а не от подложки. Степень видимости сквозь покрытие окрашиваемой поверхности характеризует его прозрачность и зависит от толщины и угла наблюдения.

Для обеспечения требуемой непрозрачности лакокрасочного материала и придания ему заданного цвета в него вводят пигменты. Пигменты избирательно поглощают свет одних волн и отражают свет других, но они могут и рассеивать свет внутри пленки, не давая ему возможности достичь подложки, и за счет отражения возвратиться к наблюдателю.

Рассеяние представляет весьма сложное оптическое явление. Его можно охарактеризовать как прохождение света через частицы пигмента в сочетании с последовательным отражением света от поверхности одной частицы  к другой.  Обычно, чем больше показатель преломления пигмента, тем выше непрозрачность лакокрасочного пигментированного покрытия. Поскольку пигмент находится в среде пленко-образователя, последний также влияет на непрозрачность покрытия.

При выполнении окрасочных работ следует учитывать, что показатель преломления высыхающих масел, лаков, смол возрастает при протекании окислительных и по-лимеризационных   превращений,   поэтому непрозрачность пигментированного покрытия при высыхании  может уменьшаться. При достаточно большой разнице в коэффициентах преломления пигментов и связующего наблюдается рассеяние света покрытием. Когда рассеяние велико, свет не проникает к подложке и покрытие становится непрозрачным. Влияние коэффициента преломления на свойства хорошо иллюстрируется    сравнением    поведения пигмента   (оксида цинка)   и наполнителя (мела).  Показатель преломления оксида цинка 2,08, мела — 1,58.

В обычном состоянии оба вещества представляют собой порошки, кажущиеся белыми даже в тонких слоях. Их белизна объясняется отсутствием избирательного поглощения, а непрозрачность — рассеянием света от многочисленных поверхностей в слое порошка вследствие малого размера частиц и разности в показателях преломления порошков и окружающей среды (воздуха). Если заменить воздух водой, то полученная суспензия мела будет казаться слегка мутной, а белизна мела не проявится до тех пор, пока вода не испарится. С этим свойством знаком каждый, кто занимался побелкой потолка. В тех же условиях оксид цинка образует белую непрозрачную суспензию не только в воде, но и в масляных синтетических лаках. Особо стоит отметить покрытия, содержащие металлические пигменты чешуйчатой формы, например алюминиевую пудру. Применение алюминиевой пудры дает возможность получать непрозрачные покрытия даже при толщине, равной десятым долям микрометра.

С непрозрачностью связан один из важнейших показателей пигментированных лакокрасочных материалов — укры-вистость,   характеризующая   способность делать невидимой поверхность, на которую наносится покрытие. Укрывистость выражается количеством материала, которое необходимо нанести на 1 м2 поверхности для того, чтобы сделать невидимой окрашиваемую поверхность. В ряде стран для характеристики укрывистости используется другой показатель — площадь поверхности, которую можно укрыть, израсходовав 1 кг или 1 л лакокрасочного материала.

Укрывистость, или кроющая способность, определяется отражением и поглощением света, что в свою очередь зависит от рассеяния и поглощения света частицами пигмента. В случае белых или слабо-окрашенных покрытий преобладает отражение света. Укрывистость интенсивно окрашенных и черных покрытий определяется главным образом поглощением света.

Укрывистость нельзя путать с расходом лакокрасочного материала, наносимого на единицу площади при условии получения пленки нормальной толщины. Мы уже говорили, что для каждого материала существует оптимальная величина одного слоя, при которой достигаются высокие защитные и эксплуатационные свойства покрытия. Лакокрасочный материал может и не обеспечивать полного укрытия подложки при нанесении одного слоя нормальной толщины.

Необходимо иметь в виду, что цвет может казаться сильно изменившимся при необычных условиях освещения. Неслучайно криминалисты фотографируют объекты в ультрафиолетовых лучах. Владельцы автомобилей вероятно знают, что тщательно отремонтированный дефект покрытия, невидимый даже при солнечном свете, вдруг проявляется, когда машина стоит вечером, под фонарем уличного освещения.

Стоит сказать несколько слов о группе цветов, близких к белому. Идеальный белый цвет, как и черный, существует только теоретически. На практике для всех покрытий, приближающихся к белым, характерно избирательное поглощение; часто оно наблюдается в синей области спектра. Поэтому покрытие преобретает желтоватый оттенок, когда его сравнивают с более белым покрытием.

Глаз человека очень чувствителен к небольшим различиям в цвете «почти белых» покрытий, особенно к различиям в насыщенности цвета. В быту при стирке для того, чтобы избавиться от желтоватого оттенка у белья, применяют подсинивание. Этот же прием применяют и для увеличения белизны покрытий, вводя в него небольшие добавки синих пигментов.

С оптическими свойствами связана и другая важная характеристика покрытий — блеск, определяющий отражающую способность поверхности. Иногда блеск определяют как «поверхностный глянец». Наличие блеска зависит от гладкости поверхности покрытия. У материалов с высоким блеском, например автомобильных эмалей, отчетливо проявляется зеркальное отражение; для материалов с незначительным блеском критерием служит преобладание зеркального отражения света над диффузным.

По степени блеска лакокрасочные покрытия классифицируют как высокоглянцевые, глянцевые, полуглянцевые, полуматовые, матовые, глубокоматовые. Блеск покрытия зависит как от свойств материала и его состава, так и от свойств поверхности, способа нанесения и других факторов.

Большинство покрытий рассеивает и отражает падающий на них свет из-за неровностей поверхности покрытия или его неоднородности. Потеря блеска вследствие изменения состояния поверхности часто служит первым признаком начинающегося разрушения пленки. Следует отметить, что на блеск оказывают влияние неровности любого размера — от самых крупных до мелких (рисок) размером меньше длины световой волны

 

 «Лаки и краски в вашем доме»       Следующая страница >>>

 

Смотрите также:

 

  Справочник домашнего мастера  Дом своими руками Строительство дома  Домашнему мастеру Гидроизоляция




Rambler's Top100