высыхание до отлипа что это
Сушка лакокрасочных материалов
У лакокрасочных материалов два устойчивых состояния:
Все ЛКМ проходят обязательную стадию под названием процесс плёнкообразование. Для описания процесса пленкообразования достаточно знать, что ЛКМ содержат смолы и растворители, состоящие обычно из нескольких жидкостей с различной летучестью.
В рабочую смесь добавляется, как правило, разбавитель, содержащий смесь жидкостей, летучесть которых может быть иной, чем у растворителя базового ЛКМ. Могут также добавляться отвердители, катализаторы со своими растворителями.
После нанесения летучие жидкости испаряются, а смолы образуют плёнку в результате физических и химических превращений. Химические процессы продолжаются и в отвердевшей плёнке, заканчиваются они только через неделю после нанесения.
Существуют ЛКМ и другого типа, отверждаемые УФ излучением за время порядка секунд.
Стадии сушки и пленкообразования
В процессе сушки и плёнкообразования можно различить три характерные стадии, см график внизу.
Рис. 1. Зависимости количества испарившегося растворителя (прав, шкала) и толщины покрытия (лев. шкала) от времени сушки толстого слоя лакового покрытия |
Длительность сушки от пыли
На этой стадии происходит наиболее интенсивная потеря растворителей и быстрое уменьшение толщины покрытия, сопровождаемое быстрым увеличением вязкости лака.
Раньше всего испаряются наиболее летучие компоненты, что приводит к очень быстрому увеличению вязкости.
В момент Т1 на жидком ЛКМ образуется тонкая поверхностная корка. Появление поверхностной корки резко снижает скорость испарения растворителей. Далее корка растёт вглубь и постепенно в гелеобразное состояние переходит весь слой лака.
Если после испарения быстрых фракций растворителя слой ЛКМ остаётся достаточно текучим, то возникшая ячеистая структура поверхности разглаживается.
Длительность сушки на отлип
Дальнейшее испарение растворителей из всё более твердеющей плёнки происходит очень медленно. Покрытие переходит в стеклообразное состояние, хотя в нём ещё долго удерживаются остатки растворителей.
Время сушки
Процесс увеличения твёрдости покрытия может длиться около недели и более. Время сушки до складирования определяется условно по достижению некоторой заданной твёрдости.
Продолжительность сушки зависит от толщины нанесённого слоя лака, но для различных ЛКМ по-разному.
Кроме того, продолжительность сушки зависит от влажности воздуха: при относительной влажности воздуха 80% сушка может потребовать в полтора раза больше времени, чем при влажности 30%.
Причина этого заключается в том, что влага из воздуха занимает те микроканалы, по которым происходит удаление разбавителей из плёнки на последних стадиях сушки.
В толстых слоях появление поверхностной корки мешает испарению разбавителей из нижних слоев, и продолжительность полного испарения разбавителей быстро возрастает с ростом толщины слоя.
У полиуретановых красок и лаков срок сушки до шлифовки или складирования примерно пропорционален толщине нанесённого жидкого слоя.
Для полиэфирных красок и лаков с растворителем, участвующем в сополимеризации, срок технологической сушки слабо зависит от толщины слоя.
Как ускорить сушку лака и краски
Производители ЛКМ предлагают способы ускоренной сушки, при повышенной температуре.
Известно простое правило: повышение температуры в камере сушки на 10°С сокращает время сушки органоразбавимых ЛКМ примерно в 2 раза.
Рис. 3. Вертикальная сушка |
Степень высыхания | Условия испытания | Результаты испытания |
---|---|---|
1 | Насыпание стеклянных шариков | Стеклянные шарики полностью удаляются мягкой волосяной нитью, не повреждая поверхности пленки |
2 | Нагрузка 20 г | Бумага не прилипает к покрытию |
3 | Нагрузка 200 г | То же |
4 | Нагрузка 2 кг | Бумага не прилипает к покрытию, на поверхности покрытия образуется след от нагрузки |
5 | Нагрузка 2 кг | Бумага не прилипает к покрытию и не оставляет след от нагрузки |
6 | Нагрузка 20 кг | Бумага не прилипает к покрытию. На поверхности покрытия остается след от нагрузки |
7 | Нагрузка 20 кг | Бумага не прилипает к покрытию и не оставляет след от нагрузки |
Степень 1: Испытание начинают после исчезновения липкости лакокрасочной пленки, которую устанавливают легким прикосновением пальцев к поверхности пленки. Затем с высоты от 30 до 50 мм на горизонтально расположенную поверхность лакокрасочной пленки насыпают около 0,5 г стеклянных шариков. Шарики насыпают на площадь диаметром 18 – 22 мм так, чтобы они лежали в один слой. Допускается насыпать шарики, на площадь в виде полосы. Поверхность лакокрасочной пленки вокруг места испытания рекомендуется защитить от перескакивающих шариков, чтобы использовать ее для дальнейших испытаний или для сравнения с испытуемым участком. Через 60±2 секунд шарики легко сметают мягкой кистью. Степень высыхания 1 достигнута, если все шарики удаляются, не вызывая повреждения поверхностного слоя. Фиксируют время, соответствующее достижению степени высыхания 1.
Степень 2: При испытании на окрашенную поверхность помещают чистыми руками или пинцетом листок бумаги, взяв его за один из свободных уголков. На листок бумаги накладывают резиновую пластинку, на середину которой устанавливают гирю массой 20 г; через 60±2 секунд снимают гирю и резиновую пластинку. Если при этом листок бумаги не прилипает к пленке, то степень высыхания 2 достигнута. Допускается удаление бумаги любым способом, не приводящим к видимым повреждениям пленки, при удержании бумаги на поверхности (например, за счет статического электричества).
Степени 3-7: Испытания проводят, как и при определении высыхания ЛКМ до степени 2, применяя нагрузки и фиксируя состояние поверхности по таблице. Оценку степени высыхания от 3 до 7 проводят через 30 с после снятия нагрузки.
Контроль в процессе нанесения лакокрасочных материалов
В процессе нанесения лакокрасочных материалов обычно контролируются следующие показатели:
Перед началом окрасочных работ инспектор должен еще раз проконтролировать состояние поверхности. Если после очистки прошло более 4-х часов, необходимо убедиться, что состояние поверхности отвечает соответствующим требованиям.
Сплошность покрытия, т.е. равномерное, без пропусков распределение лакокрасочного материала по поверхности обычно оценивается визуально (по укрывистости) при хорошем рассеянном дневном свете или искусственном освещении.
Однако при формировании лакокрасочных покрытий на ответственных конструкциях сплошность контролируется инструментальными способами по стандарту NACE RP 0188. в основу работы приборов положен принцип определения электропроводности покрытия при определенном напряжении. Стандартом предусмотрены два метода определения сплошности: для покрытий толщиной менее 500 мкм – с помощью детектора сплошности низкого напряжения; для покрытий толщиной свыше 500 мкм – детектором сплошности высокого напряжения. В первом случае покрытие увлажняется водой с помощью губки, перемещаемой по поверхности со скоростью приблизительно 30 см/сек и по звуковому сигналу отмечаются те места, где сплошность покрытия неудовлетворительна.
Для покрытий толщиной свыше 500 мкм подбирается нужное напряжение (по табл. 1 стандарта NACE RP 0188), которое должно быть достаточным для получения отчетливого сигнала, но не чрезмерным, чтобы не привести к пробою покрытия. Перемещая датчик по поверхности покрытия со скоростью около 30 см/сек, фиксируются места, где сплошность покрытия неудовлетворительна, т.е. имеются непрокрасы, трещины, проколы и другие нарушения целостности пленки. В случае обнаружения участков с несплошным покрытием, оно должно быть исправлено и повторно испытано.
Тощина покрытия. В процессе нанесения лакокрасочных материалов обязательно должна контролироваться толщина пленки каждого слоя и общая толщина покрытия. Это делается обычно путем измерения толщины сначала мокрого слоя, затем (перед нанесением последующего слоя), затем (перед нанесением последующего слоя) сухой пленки.
Контроль мокрого слоя осуществляется непосредственно после нанесения лакокрасочного материала по стандарту ИСО 2808 с помощью двух простейших устройств: колесного толщиномера или калиброванной гребенки.
Методика определения толщины мокрого слоя колесного толщиномера заключается в прокатывании колеса толщиномера по свеженанесенному слою лакокрасочного материала, начиная с точки на колесе, где разница между базисным ободом и измерительным максимальная. При этом определяется точка первого соприкосновения эксцентрически расположенного на колесе обода с краской. По шкале диска определяют толщину мокрой пленки. Используя комплект толщиномеров, можно измерять толщины мокрого слоя в разных диапазонах (от единиц до сотен микрометров).
При использовании калиброванной гребенки толщина слоя определяется по зазору между измерительным зубом, касающимся краски и крайним (базисным) зубом гребенки. Над каждым зубом на гребенке отмечена величина зазора, по которой и определяется толщина слоя. Гребенку необходимо устанавливать перпендикулярно к плоскости поверхности.
Следует отметить, что указанные методы весьма приблизительны и используются не столько контролерами, сколько самими операторами для уточнения режимов нанесения лакокрасочного материала. Инспектор использует эти методы, как правило, для эпизодического предварительного контроля толщины наносимого покрытия.
По толщине мокрой пленки можно оценить приблизительно толщину сухой пленки по формуле:
где ТМП – толщина мокрой пленки (мкм)
ДН – объемная доля нелетучих веществ (%).
Однако чаще всего осуществляют прямой контроль толщины сухой пленки, как послойный, так и всей системы покрытия, т.к. он дает более точные величины толщины покрытия и не ограничен временем определения.
Стандартом ИСО 2808 предусмотрено несколько методов измерения толщин, но на практике используются главным образом измерители толщины отвержденного покрытия без разрушения образца.
Стандартом предусмотрены различные контрольно-измерительные приборы в зависимости от природы подложки. Для измерения толщины покрытий на магнитной подложке используются приборы. Работающие на принципе измерения магнитного потока между магнитом (постоянным или электромагнитом) и магнитной подложкой или силы отрыва постоянного магнита от магнитной подложки.
Для измерения толщины пленки на немагнитных металлических подложках используются приборы., действующие на использовании вихревых токов и диэлектрических свойств пленки.
В тех случаях, когда необходимо исключить контакт измерительного прибора с покрытием, используются приборы, действующие на основе обратного рассеивания бета-частиц или рентгеновской флуоресценции.
На рабочих местах чаще всего используются электромагнитные приборы для магнитных подложек и приборы, использующие вихревые токи. Для немагнитных. При использовании этих приборов следует помнить, что на их показания могут повлиять края исследуемого образца, поэтому измерения следует производить на расстоянии не менее 25 мм от края.
Все приборы перед применением, а также через каждый час работы должны быть откалиброваны на “0”, верхний предел и те значения толщин, которые предпочтительно будут контролироваться. Для этого используют набор эталонных образцов.
При выполнении измерений на шероховатых поверхностях (после абразивоструйной очистки) на результат измерения влияет глубина профиля поверхности металла, что делает процесс измерения толщин сухой пленки более сложным по сравнению с гладкими поверхностями. Единообразия в практических измерениях толщин сухого слоя на шероховатой поверхности позволяет достигнуть использование ИСО 19840.
За толщину сухой пленки в соответствии с ИСО 19840 принимается реальная толщина над пиками профиля поверхности. В связи с тем, что значения замеров, произведенных на шероховатой поверхности, будут выше, чем действительная толщина над пиками профиля, толщина покрытия над пиками профиля определяется как показание прибора, настроенного на гладкой плоской поверхности, минус соответствующая корректирующая величина.
Если профиль шероховатости поверхности известен и соответствует ИСО 8503-1, следует использовать следующие корректирующие значения:
Профиль шероховатости поверхности в соответствии с ИСО 8503-1
Корректирующая величина, мкм
При контроле толщин покрытия в производственных условиях количество и местоположение участков для измерений должны быть такими, чтобы получить убедительные данные о реальной толщине лакокрасочного покрытия. Это должно быть предметом соглашения между заинтересованными Сторонами и отмечено в технологической документации.
Количество контролируемых участков зависит от площади и конфигурации окрашиваемой поверхности. Следует провести измерения на всех обособленных и отличающихся конструктивно частях сооружения, особенно в тех местах, к которым затруднен доступ при окрашивании. Можно рекомендовать следующее соотношение количества мест измерений толщины покрытия и площади окрашиваемой поверхности:
Площадь окрашиваемой поверхности, м 2
Количество мест измерений
Например, при требуемой в документации толщине 100 мкм не менее 90% измеренных толщин должны быть не ниже 100 мкм, а остальные 10% измеренных толщин – не ниже 90 мкм.
Если толщина покрытия на контролируемых участках меньше допустимой, следует нанести дополнительный слой лакокрасочного материала на этот участок.
Если толщина покрытия значительно выше указанной в документации, т о вопрос о допустимости покрытия решается заинтересованными Сторонами. Обычно покрытие считается неприемлемым, если его толщина более, чем в два раза превышает требуемую.
Количество слоев наносимого покрытия контролируется визуально; оно не должно быть меньше, чем указано в технологической документации. Для удобства контроля желательно, чтобы отдельные слои системы покрытия были разных цветов или оттенков.
Степень высыхания каждого слоя покрытия контролируется для определения возможности нанесения последующего слоя. Ориентировочно о степени высыхания можно судить по значениям времени сушки одного слоя данного материала определенной толщины при определенной температуре, которые рекомендуются поставщиком краски или технологической документацией. Однако инспектор все-таки должен контролировать не время сушки, а степень высыхания слоя покрытия, т.к. на время сушки могут повлиять различные обстоятельства (влажность воздуха, количество растворителя, наличие вентиляции и др.).
Степень высыхания покрытия может контролироваться по методикам стандарта ИСО 1517 или тактильными методами (прикосновением пальцев рук). Как правило, на практике пользуются такими показателями как «высыхание до отлипа» и «высыхание на ощупь». Под этими выражениями понимают:
При использовании цинкнаполненных этилсиликатных материалов, отверждаемых влагой воздуха, помимо указанных методов определения степени высыхания рекомендуется проверка устойчивости покрытия по методу MEK (стандарт ASTMD 4752). Метод основан на оценке стойкости покрытия при истирающем воздействии на него тканью, смоченной метилэтилкетоном. Оценка производится в баллах (от 5 до 0) по таблице 1 стандарта в зависимости от чисел воздействий до разрушения покрытия.
Помимо оценки покрытия по указанным выше показателям инспектор в процессе контроля должен визуально осмотреть всю поверхность после нанесения каждого слоя на предмет обнаружения дефектов покрытия. Имеющиеся дефекты следует исправить до нанесения последующего слоя.
Типичные ошибки клиентов при оценке качества ЛКП. Часть 2: Высыхание покрытия.
Первая часть данного цикла материалов была посвящена вопросам нанесения защитных покрытий, а именно показателям адгезии. Мы приводили некоторые выдержки из действующих нормативных документов и детально изучали причины низкой адгезии материалов. Кроме того, отдельную часть статьи занимали вопросы, связанные с методами и способами правильной оценки показателей адгезии.
Вторая часть является не менее важной, поскольку в ней вы найдете информацию, касающуюся вопросов высыхания защитных покрытий. В статье мы рассмотрим такие пункты, как время ввода изделия в эксплуатацию, правильное измерение адгезии, время высыхания «на отлип» и некоторые другие. Мы надеемся, что информация, изложенная в материале, поможет будущим клиентам компании АО «ПКФ-СПЕКТР» избежать возможных ошибок и технологических накладок.
Ошибка №1
Преждевременный ввод изделия в эксплуатацию
Ввод изделия в эксплуатацию подразумевает, что нанесенное покрытие уже успело «застыть» и, следовательно, оно готово воспринимать все виды нагрузок и воздействий. Так, например, для окрашенного специальной эмалью судна, вводом в эксплуатацию является спуск на воду.
К сожалению, нередко встречаются случаи, когда клиент путает время высыхания краски (до степени 3) со сроком ввода в эксплуатацию. Результат подобной «неосведомленности» может стоить довольно дорого. В данном случае эмаль или краска, конечно же, не будет обладать заявленными производителями свойствами, что успешно и «диагностируется» сотрудниками компании. Чтобы понять, что происходит с лаком или эмалью стоит немного затронуть химико-физические процессы, происходящие при высыхании покрытия. Для удобства восприятия информации мы постарались максимально упростить теоретическую часть, оставив в ней только наиболее значимые для понимания процесса составляющие.
Как можно увидеть из графика, процесс отверждения лака носит совсем не линейный характер. После нанесения происходит интенсивное удаление из покрытия растворителя, однако затем процесс также продолжается, хотя и в несколько ином темпе.
Испытание заключается в определении времени высыхания лакокрасочного материала, необходимого для достижения им степени высыхания, указанного в таблице ниже
Степень высыхания | Условия испытания | Результаты испытания |
---|---|---|
1 | Насыпание стеклянных шариков | Стеклянные шарики полностью удаляются мягкой волосяной кистью, не повреждая поверхности пленки |
2 | Нагрузка 20 г | Бумага не прилипает к покрытию |
3 | Нагрузка 200 г | То же |
4 | Нагрузка 2 кг | Бумага не прилипает к покрытию, на поверхности покрытия образуется след от нагрузки |
5 | Нагрузка 2 кг | Бумага не прилипает к покрытию и не оставляет след от нагрузки |
6 | Нагрузка 20 кг | Бумага не прилипает к покрытию. На поверхности покрытия остается след от нагрузки |
7 | Нагрузка 20 кг | Бумага не прилипает к покрытию и не оставляет след от нагрузки |
Ошибка №2
Измерение адгезии не полностью отвержденного покрытия
Данная ошибка тесно переплетается с ранее описанной проблемой сушки покрытия, являясь отчасти ее продолжением. На нашей практике встречались случаи, когда адгезия наших материалов проверялась исключительно «народными методами». Помимо использования неподходящего инструмента, в данном случае отмечалось и не совсем корректное время проведения испытаний. Так, например, своеобразные «тесты» часто проводились после достижения покрытием 3 степени высыхания. Чтобы поставить «точку» в данном вопросе, следует внимательно изучить ГОСТ, по которому проводятся испытания адгезии. Для примера рассмотрим документ, в котором изложены правила проведения испытания покрытия методом решетчатого надреза с целью определения показателей адгезии. ГОСТ 31149-2014 (ISO 2409:2013) Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом решетчатого надреза.
Подготовка пластинок к окрашиванию и окрашивание.
Пластинки для испытания подготавливают в соответствии с ГОСТ 8832, если другое не оговорено, и окрашивают в соответствии с указанными для испытуемого ЛКМ или системы покрытия.
Окрашенные пластинки высушивают в естественных условиях (или подвергают горячей сушке) и подвергают старению (при необходимости) с последующей выдержкой в течении установленного времени и условиях в соответствии с указанными для испытуемого ЛКМ или системы покрытия.
Как можно видеть данный пункт настоящего документа призывает специалистов получать конкретные данные для испытаний из документации производителя продукта. Другой пункт, касающийся дополнительной выдержки окрашенных образцов, умеет уже весьма конкретные значения, которые при определенных условиях могут быть изменены.
Выдержка окрашенных пластинок.
Перед испытанием окрашенные пластинки выдерживают при температуре (23±2) °C и относительной влажности (50±5) % не менее 16 ч, если другие условия не оговорены в НД или ТД на испытуемый материал или не согласованы заинтересованными сторонами.
СОВЕТ: Для надежного и корректного определения адгезии следует дождаться полного высыхания материала (степень 7 по ГОСТу 19007-73) и лишь затем производить измерения. Также, для получения консультаций по данному вопросу, можно связаться с техническими специалистами компании производителя.
Ошибка №3
Неправильные условия сушки материала, вследствие чего фактическое время высыхания покрытия не совпадает с данными производителя
Чтобы добиться максимального качества нанесения материала и длительного срока службы, очень важно на этапе окрашивания соблюдать некоторые основные параметры, касающиеся внешних условий окрашивания. Одним из факторов, влияющих на скорость отверждения покрытия, является температура. В технической документации и описании защитных покрытий производитель всегда указывает время высыхания того или иного продукта до степени 3. Однако чтобы получить аналогичный результат при окрашивании деталей, необходимо придерживаться «нормальной» температуры, находящейся в пределах 20 °C. Конечно же, на практике данное значение может меняться как в меньшую, так и в большую сторону. Вместе с изменением температуры окружающего воздуха будет меняться и длительность отверждения.
Данный график в наглядно иллюстрирует зависимость времени высыхания материала от температуры окружающего воздуха. Разумеется, подобная информация представлена исключительно в ознакомительных целях, поскольку эти данные могут существенно изменяться в зависимости от состава и типа конкретного покрытия.
При повышении температуры растет скорость протекания процессов испарения и полимеризации. Однако мы настоятельно не рекомендуем нашим клиентам прибегать к «гаражным» способам ускорения данного процесса. Технология ускорения высыхания отличается большой сложностью и множеством технических нюансов. Также для «быстрого» получения покрытия не рекомендуется подвергать окрашенные поверхности действию прямых солнечных лучей, поскольку в этом случае возможно быстрое высыхание лишь поверхности эмали. Образовавшаяся в результате таких мероприятий пленка будет препятствовать нормальному процессу отверждения.
СОВЕТ: Чтобы сократить время сушки изделий в условиях небольшого производства и без использования специального оборудования, мы рекомендуем прибегать лишь к незначительному повышению температуры (до 30 градусов) с помощью нагревательных элементов, установленных на достаточном расстоянии от изделия. Такой подход безопасен для покрытия и позволяет существенно сэкономить время.
Другими причинами, из-за которых может наблюдаться увеличенное время высыхания эмали, являются повышенная влажность воздуха, а также недостаточный воздухообмен. Посмотрим, какие требования к влажности воздуха предъявляет ГОСТ 9.105-80 «Покрытия лакокрасочные. Классификация и основные параметры методов окрашивания».
В производственных помещениях, предназначенных для окрашивания изделий, температура воздуха должна быть не менее 15 °C и не более 30 °C, относительная влажность не более 80 %. В технически обоснованных случаях допускается другое значение температуры при условиях обеспечения требуемого качества покрытия.
Как можно увидеть данный пункт жестко нормирует уровень максимальной влажности. Так, показатели влажности воздуха не должны превышать отметку в 80%.
Что касается воздухообмена, то в данном случае достаточно придерживаться здравого подхода, заключающегося в создании хотя бы минимальной циркуляции воздуха возле окрашенного изделия. Смысл подобной вентиляции (притока воздуха) заключается в своеобразной замене насыщенного парами растворителя воздуха, на свежий, еще не содержащий данных компонентов воздух. Это требование становится особенно актуальным при окрашивании внутренних полостей, баков и т.д. Кроме того, для полноценного процесса полимеризации, покрытие нуждается в постоянном подводе кислорода (из воздуха).
Ошибка №4
Нанесения краски толстым слоем
В статье про адгезию мы уже разбирали вопрос, касающийся необходимой толщины лакокрасочного покрытия. В данном случае параметры толщины слоя будут рассматриваться в качестве причины, по которой может отмечаться увеличенное время высыхания защитных покрытий.
ПРИМЕР: Вы производите окрашивание металлической поверхности, например емкости (цистерны), с помощью обычного валика или кисти. В некоторых местах на конструкции имеются характерные вмятины или уклоны, сложно различимые невооруженным глазом. После нанесения слоя краски поверхность выносится «на воздух». В результате, через определенное время в некоторых местах краска начинает «проминаться» под нажимом пальца. Верхний слой покрытия при этом совершенно не липнет к рукам.
Похожая ситуация может сложиться в том случае, когда была существенно превышена рекомендуемая производителем толщина слоя. В результате, на поверхности покрытия образуется пленка, препятствующая дальнейшему высыханию основной части.
СОВЕТ: Чтобы избежать подобной ситуации, внимательно следите за толщиной мокрого слоя и не превышайте значений, указанных в документации на покрытие.
Ошибка № 5
Использование неподходящего/некачественного растворителя
Для получения необходимой консистенции эмали перед окрашиванием часто используют различные растворители. Однако в данном вопросе также присутствуют некоторые «подводные камни». За время работы мы сталкивались с ситуациями, когда качественный продукт по «непонятным причинам» переставал высыхать или высыхал крайне медленно. Причина в краске? Нет, в растворителе!
Дело в том, что растворители довольно сильно различаются по своему составу и скорости высыхания. Так, при выборе конкретного вида растворителя или разбавителя надо, прежде всего, учитывать его совместимость с приобретаемым продуктом, а также температуру, при которой будет происходить окрашивания изделий.
- что нужно для рисунка карандашом
- ветивер в парфюмерии как пахнет на что похож запах