анализ образования и устранения Дефектов лакокрасочных покрытий при распыленИи

 

Новакивський О.В.  (УГЛТУ, г.Львов, Украина)

 

The analysis of formation and removal of defects of paint coatings at sputtering is considered in the article

 

При формировании лакокрасочных покрытий могут возникать дефекты присущие лакокрасочному материалу и условия нанесения, например влажности воздуха, состояния оборудования, свойствам поверхности, на которую нанесено покрытие; также в результате действия нескольких факторов. Кроме технологических, лакокрасочные покрытия могут иметь эксплуатационные дефекты, которые возникают после воздействия среды.

Для полного предотвращения образования дефектов или сведения их к минимуму необходимо использовать современные методы контроля и практического опыта работы с лакокрасочными материалами и покрытиями.

Для выяснения причин образования дефектов покрытий необходимо провести следующие мероприятия:

1) анализ системы лакокрасочной композиции; время подготовки и нанесения ЛКМ; режимные параметры (температура, давление, продолжительность нанесения и сушки);

2) воспроизвести режимы нанесения лакокрасочных материалов в лаборатории для анализа причин образования дефектов покрытий,

3) подготовку и анализ полученных результатов для принятия решения о способах их устранения.

Для снижения вероятности появления дефектов необходимо соблюдение режимных параметров приготовления и нанесения ЛКМ, что обходится значительно дешевле, чем затраты на устранение дефектов.

В статье рассматриваются дефекты, возникающие при нарушении технологии нанесения покрытий, которые называют  "технологическими дефектами".

Количество дефектов может определятся их удельной характеристикой на покрытии (число дефектов на 1 м² поверхности). К основным "технологическим" дефектам относятся пузыри, кратеры, растрескивание, отслоение, липкость, образование потеков, несмачиваемость, сморщивание, шагрень и ряд других.

В табл.1 приведена систематизация дефектов.

 

Таблица 1

Причины образования "технологических"  дефектов

Дефекты

Плохая подготовка поверхности     Завышена или занижена рабочая вязкость ЛКМ Завышено или занижено давление сжатого воздуха на распыление. Не отрегулирован факел распылителя.   Использован растворитель, не пригодный для данного ЛКМ   Неправильно подобран режим       сушки покрытия.  Плохая очистка сжатого воздуха   В ЛКМ нарушено соотношение компонентов.   Не обеспечены условия при нанесении ЛКМ (температура, влажность воздуха). Увеличена или уменьшена толщина покрытий

Потеки, неудовлетворительная адгезия покрытий, кратеры, неравномерный блеск, несмачиваемость, включения. Потеки, пузыри, шагрень, сморщивание, проколы, неравномерный блеск, Потеки, непрокрас, шагрень   Потеки, непрокрас, шагрень, неравномерный блеск. Потеки, пузыри, шагрень, кра­теры, сморщивание, непрокрас  проколы, разнооттеночность. Пузыри, сморщивание. несмачиваемость.   Потеки, неудовлетворительная адгезия, шагрень, пузыри, кратеры. Потеки, сморщивание, непрокрас.   Потеки, непрокрас, шагрень. сморщиваиие, несмачиваемость, неравномерный блеск.  Потеки, непрокрас. сморщивание, шагрень, неравномерный блеск.

 

Помутнения лаковых покрытий на основе нитроцелюлозных лаков является технологическим дефектом; возникает при конденсации влаги на покрытии в период его сушки и может быть предотвращено применением легко летучего растворителя или понижением влажности среды.

Сетчатый рисунок - дефект окрашенной поверхности. Причиной образования такого дефекта является движение растворителя из глубины слоя к поверхности контакта с воздухом. Одним из средств борьбы с образованием сетки  является добавка поверхностно-активных веществ (ПАВ) (силиконов), однако при этом возникает проблема меж слоистой адгезии при нанесении второго слоя покрытий.

Пузыри в пленках лакокрасочных покрытий могут возникать в процессе нанесения или в период сушки лакокрасочной пленки. При пневмораспылении ЛКМ образование пузырей уменьшается при мелкодисперсном распылении, низком расходе ЛКМ, а также при увеличении расстояния между распылителем и окрашиваемой поверхностью, при правильном выборе сопла распылителя и давления. В процессе сушки покрытий образование пузырей вызвано кипением летучих веществ. и регулируется количеством содержащихся летучих веществ, продолжительности сушки и толщины пленки температурой. Поэтому  целесообразно строго контролировать концентрацию ПАВ в лаковой композиции.

Кратеры и пузыри - дефекты, которые встречаются при нанесении покрытий, образование которых связано с режимами сушки, давлением при распылении, летучестью растворителя, толщиной пленки покрытия и скоростью высыхания ЛКМ.

Если в лакокрасочной композиции есть частицы или капли веществ с более низким поверхностным натяжением, чем жидкая пленка ЛКМ, они будут вызывать изменение поверхностного натяжения при соприкосновении с поверхностью пленки, что приводит к образованию кратеров. Для улучшения разлива ЛКМ, применяют силиконовые жидкости.

Образование кратеров связывают с ограниченной совместимостью и нестабильностью пленкообразующей системы.  Антикратерная добавка  (олигомер - наиболее совместимый с пленкообразователем) обладает способностью достаточно быстро адсорбироваться на вновь образованных межфазных границах (пленка - подложка и пленка - воздух); для этого она должна иметь не слишком высокую молекулярную массу и ее поверхностная активность должна быть значительной. Основная функция добавки - повышение вязкости,что приводит к уменшению числа кратеров.

Дефекты высушенных покрытий могут быть обусловлены:

1) неправильно выбранными режимные параметры нанесения ЛКМ (режим распыления, температура, влажность,  и др.);

2) поверхностными явлениями в жидком ЛКМ в процессе его растекания по подложке и объемными силами в пленке в процессе ее формирования; в таких случаях требуется применение специальных добавок (ПАВ).

Из проведенного анализа следует, что технологические дефекты покрытий могут возникать под влиянием различных факторов, связанных со свойствами ЛКМ, технологическим режимом и условиями отделки. Выдерживая и регулируя технологические режимы можно добиться минимального количества удельных дефектов при формировании покрытий.