Процесс образования красочных пленок и их старение
При окраске применяются пленкообразующие вещества двух групп: у первых при высыхании испаряется их летучая часть, у вторых наряду с физическим процессом испарения растворителя происходят химические процессы.
Пленкообразующие вещества первой группы называются не-превращаемыми. Эта группа представляет собой растворы природных (канифоль, шеллак, битумы) и искусственных (полихлорвинил, полистирол, эфиры целлюлозы) смол в летучих растворителях и разбавителях. К этой же группе относятся водные клеевые растворы животного и растительного происхождения, используемые для приготовления клеевых красок.
Группа непревращаемых пленкообразующих веществ характеризуется тем, что отвердевшая пленка может быть вновь растворена водой или тем растворителем, на котором был приготовлен красочный состав. Это свойство всегда следует учитывать при ремонтных окрасочных работах, особенно при окраске масляными красками по битумным лакам, которые способны прорастать сквозь масляную пленку.
Пленкообразующие вещества второй группы называются превращаемыми. Эта группа состоит из растительных высыхающих масел, каучуков, фенолформальдегидных смол и т. п.
Высыхающие масла, применяемые в лакокрасочной технике, могут быть примером превращаемых пленкообразующих веществ. Химические превращения в этих пленках происходят за счет поглощения кислорода воздуха с образованием трехмерного полимера.
Следует отметить, что поглощение кислорода во время отвердевания растительных масел при температуре 20° С происходит при значительном увеличении массы масляной пленки (до 18%) и ее объема. Это явление особенно заметно при нанесении на поверхность более толстого слоя краски. В этих случаях поверхностная часть красочного слоя в начальной стадии превращения образует пленку с характерными морщинами или складками, под которыми находится жидкая масляная краска, очень долго не высыхающая.
Часто наложение толстого красочного слоя при небрежной окраске приводит к браку и необходимости переделать всю работу, причем переделка возможна только после предварительной очистки поверхности от ранее нанесенного слоя.
Чтобы ускорить высыхание пленки, в масляные краски вводят сиккативы (глет, свинцовый сурик, пиролюзит), если сушка происходит при нормальной температуре (до 20 °С), либо сушат изделия в условиях высоких температур.
Процесс превращения пленкообразующих веществ в трехмерный полимер необратим, поэтому отвердевшие пленки можно удалить лишь при механическом разрушении, омылении едкими щелочами или использовании огневых средств.
К этой же группе следует отнести известковые краски, пленка которых становится почти нерастворимой вследствие карбонизации извести, и силикатные краски, пленка которых не растворяется в результате химического взаимодействия силиката калия кремниевой кислоты и окиси кальция (окраска по штукатурке). Все лакокрасочные покрытия с течением времени утрачивают свои свойства и постепенно разрушаются. Этот процесс носит название старения.
Пленки стареют главным образом за счет изменения пленкообразующих веществ; пигменты и наполнители, входящие в состав пленки, почти не подвергаются изменениям.
Причины старения красочных покрытий могут быть:
– физические (действие света и тепла, а также воды;
– механические воздействия— трение, вибрация, вымывание водой) и химические (действие окислителей — кислорода воздуха, а также находящихся в красках всевозможных окислов;
– действие воды — гидролиз и различных химических составов — кислот, щелочей).
Из указанных причин старения рассмотрим основные — воздействие света и окислителей, способных в короткое время разрушить красочную пленку.
Под воздействием света, главным образом ультрафиолетовых лучей, лакокрасочные покрытия, выполненные лаками из низкомолекулярных смол, быстро становятся хрупкими, после чего начинают отмеливать и затем образовывать трещины.
Лакокрасочные покрытия на основе высокомолекулярных соединений (масляные окраски и др.) наиболее устойчивы, и сроки их старения более длительны, но и эти виды покрытий под влиянием ультрафиолетовых лучей постепенно разрушаются.
Лакокрасочные покрытия для удлинения срока их службы предохраняют от непосредственного облучения ультрафиолетовыми лучами, используя в пленках пигменты, отражающие световые лучи.
В качестве отражающих пигментов применяется алюминиевая пудра, частицы которой непроницаемы для ультрафиолетовых лучей и хорошо их отражают. Кроме того, для предохранения пленок от воздействия света используют белые пигменты, которые также способны отражать ультрафиолетовые лучи. Из белых пигментов цинковые белила обладают наименьшей светопроницаемостью, и применением их при окрасках конструкций, освещаемых солнечными лучами, можно значительно увеличить срок службы красочных покрытий.
Изменение пленки под воздействием окислителей приводит к ее старению и разрушению. Эти изменения относятся главным образом к пленкообразующим, приготовленным на основе растительных масел, в которых процесс твердения сопровождается значительным поглощением кислорода.
Через некоторое время после высыхания масла наблюдается уменьшение массы пленки, которое объясняется ее сгоранием, происходящим под влиянием поглощенного кислорода. Этот процесс, называемый старением пленки, приводит в конце концов к полному ее разрушению.
Введение сиккативов ускоряет высыхание масляной пленки, но одновременно является причиной преждевременного старения, а следовательно, и разрушения пленки.
Поэтому не следует злоупотреблять применением сиккативов, учитывая, что незначительный выигрыш во времени высыхания приведет к необходимости преждевременного возобновления окраски.
Малярные работы - Процесс образования красочных пленок и их старение
Остались вопросы по теме - "Процесс образования красочных пленок и их старение", задайте их на