|
Старение лакокрасочного покрытия
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 пленкообразователей 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 легкоокисляющихся групп. Такие группы присутствуют в молекулах жирных кислот, входящих в состав растительных масел, канифоли. При окислении протекаеют 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 пленкообразования 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 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 ˚C. Кремнийорганические материалы выдерживают кратковременное воздействие температур до 400 – 500 ˚C. Следует учитывать тот факт, что с повышением температуры на 10 ˚C 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.
www.remont-kuzova.narod.ru
|