Материал: А27878 Андреев АК Материалы для низкотемпературной техники

Эластичность пленок – способность свободных пленок сокращаться после растяжения.

5.6.2. Некоторые типы лакокрасочных покрытий, устойчивых при пониженных температурах

К лакам и эмалям, устойчивым при пониженных температурах, принято относить перхлорвиниловые лаки и эмали (табл. 5.76), эпоксидные лаки и эмали, лаки и эмали на полиуретановой основе и т. д. Эти лакокрасочные покрытия обладают хорошей стойкостью к химическим реагентам, бензину, маслам и воде и сохраняют эти свойства при температурах до –60 °С. Технологические достоинства перхлорвиниловых лакокрасочных покрытий – быстрое высыхание (1–2 ч при 20 °С) и возможность нанесения покрытий путем распыления. Недостатки – изменение цвета под воздействием атмосферных условий, слабая адгезия к металлам, малая твердость, большой удельный расход.

Таблица 5.76

Основные свойства перхлорвиниловых лаков и красок

326

Окончание табл. 5.76

Лакокрасочные материалы, изготавливаемые на основе эпоксидных смол, обладают высокой адгезией, малой пористостью, хорошей атмосферостойкостью, влагостойкостью и сохраняют указанные свойства при понижении температуры до –60 С. Они устойчивы к действию щелочей и минеральных кислот средней концентрации. Эпоксидные лакокрасочные материалы являются двухкомпонентными композициями; они включают собственно эпоксидный лак или эмаль, не затвердевающие длительное время, и отвердитель, вводимый в них непосредственно перед нанесением на защищаемую поверхность.

Полиуретановые покрытия отличаются хорошей адгезией к металлам, высокой атмосферостойкостью и изоляционной способностью и широко используются для окрашивания стальных конструкций и конструкций из цветных металлов и сплавов, нанесения покрытий на гетинакс, текстолит, керамику.

Нитроцеллюлозные лаки и краски (нитролаки и нитроэмали) рекомендуется использовать в диапазоне температур от 60 до –40 °С. Они получили широкое применение благодаря быстрому высыханию, способствующему созданию поточных методов окрашивания массовых изделий с образованием пленки с хорошими декоративными свойствами, высокой твердостью, бензо- и маслостойкостью и удовлетворительной атмосферостойкостью.

Отрицательными показателями этих материалов являются пониженная адгезия и легкая воспламеняемость.

327

В производстве лаков и эмалей в качестве пленкообразующего вещества могут быть применены фторопласты марок 32ЛВ, 32ЛН и 42Л, которые хорошо растворяются в кетонах при нормальной температуре.

Фторопласт-32Л растворяется в сложных эфирах при нормальной температуре, а фторопласт-42Л – при 50 °С. Свойства покрытий зависят от температуры сушки. Фторопластовые покрытия лаками и эмалями, получаемые при 18–22 °С, имеют низкую адгезию к металлической поверхности. Фторопластовые покрытия горячей сушки (при 150–270 °С в течение 1 ч) отличаются хорошей адгезией, поэтому первый слой фторопластового покрытия лучше всего подвергать горячей сушке. Фторопластовые покрытия как холодной, так и горячей сушки отличаются высокой водо-, атмосферо-, термо-, морозо- и химической стойкостью к концентрированным минеральным кислотам, щелочам, масло- и бензостойкостью, а также хорошими электроизоляционными свойствами. Фторопластовые лаковые покрытия выдерживают перепады температур от –60

до + 150...250 °С, а эмалевые покрытия – от –60 до +200…300 °С.

Еще одним видом лакокрасочных покрытий являются порошковые краски, которые выпускаются в виде твердых порошкообразных композиций, образующихся после нанесения на металлические, стеклянные, бетонные, керамические и другие термостойкие поверхности специально разработанными методами.

Порошковые краски имеют ряд преимуществ перед другими видами лакокрасочных материалов и покрытий: они улучшают условия труда и снижают огнеопасность в процессах производства и применения; кроме того, могут использоваться при изготовлении красок в качестве пленкообразователей нерастворимых полимеров; не имеют производственных отходов; упрощают трудоемкость и технологии изготовления; их отличает стабильность красок при хранении и транспортировании.

По типу пленкообразующего вещества выделяют две группы порошковых красок – термопластичные и термореактивные. Краски на основе термопластичных пленкообразователей подразделяются на поливинилбутиральные, поливинилхлоридные, полиамидные, фторопластовые, пентапластовые и др. Краски на основе термореактивных пленкообразователей подразделяются на эпоксидные, полиэфирные, полиакрилатные и полиуретановые.

328

Эпоксидные порошковые краски также предназначаются: для защиты низкотемпературных изделий; оборудования электротехнической и радиоэлектронной промышленности; химического оборудования, автомобилей и горнодобывающей техники; магистральных трубопроводов; для покрытия рулонного металла.

Поливинилхлоридные порошковые краски применяются для защиты трубопроводов, ирригационных сооружений, электробытовых приборов, деталей насосов и других изделий.

Достаточно новым направлением в создании защитных покрытий на оборудовании, эксплуатируемом в условиях значительных термоциклов, абразивного изнашивания поверхности, агрессивного воздействия внешней среды, являются защитные покрытия на основе композитных материалов. Использование композитных материалов на основе эпоксидных и полиэфирных смол и их производных в сочетании с традиционными лакокрасочными материалами позволяет получать покрытия со значительно более высокими эксплуатационными свойствами.

В качестве армирующих материалов композитного слоя используются в основном стеклоткани, стеклохолсты, рубленые стеклянные волокна, стеклянные сферы (в том числе и полые) и стеклянные чешуйки. Для повышения длительности защиты от коррозии стальных конструкций используют стеклянные волокна и сферы, покрытые алюминием или цинком.

Наиболее универсальным методом получения композитного материала для создания защитного покрытия является использование в качестве армирующего наполнителя стеклянных хлопьев. Для нанесения такого композиционного состава приемлемы все основные методы и оборудование, которые используются для нанесения традиционных лакокрасочных материалов, в том числе кисти и валики.

Толщина слоев покрытий из композитных материалов легко регулируется подбором стеклянных хлопьев соответствующего размера. Наиболее доступными из хлопьевидных материалов являются природная слюда, оксиды железа и стеклянные хлопья. Кроме доступности эти материалы отличаются весьма невысокой стоимостью. Наиболее широкое применение в последнее время получили стеклянные чешуйки. Они уменьшают коэффициент линейного расширения, что обеспечивает стойкость композиционного материала к растрескиванию при циклическом изменении температуры. Уменьшение

329

растрескивания, а следовательно, и шелушения особенно важно при защите стальных и бетонных конструкций, эксплуатируемых при экстремальных температурных воздействиях.

5.7. Резина и другие эластомеры

Эластомерными материалами, или эластомерами, называют полимерные материалы, обладающие способностью к значительным обратимым (высокоэластическим) деформациям. К ним относятся каучук, резина и термоэластопласты.

Каучук представляет собой гибкоцепные полимеры различной химической природы. В чистом виде в качестве технических изделий он, как правило, не применяется, так как имеет низкие прочностные свойства и значительную долю необратимой (пластической) составляющей в общей деформации. Эластомерными материалами, нашедшими широкое применение в технике, являются резина и термоэластопласты.

Каучук является основной составной частью резиновых материалов. Натуральный каучук (НК) получают переработкой расте- ний-каучуконосов. По строению натуральный каучук представляет собой полимер изопрена (С5Н6) плотностью 0,93 г/см3. Он обладает очень высокой пластичностью, легко растворяется в бензине, бензоле и минеральных маслах. Недостатками натурального каучука, помимо его низкой стойкости к воздействию нефтепродуктов, являются низкая термостойкость и способность к старению, т. е. к потере пластичности под воздействием кислорода, тепла и солнечных лучей.

Вследствие дефицитности натурального каучука, а также для придания резине специальных свойств – термостойкости, стойкости к воздействию нефтепродуктов и других – в настоящее время широкое применение находит синтетический каучук, получаемый в результате реакции синтеза и полимеризации. Наиболее широко применяются бутадиеновый каучук – продукт полимеризации бутадиена; бутадиен-нитрильный каучук – продукт совместной полимеризации бутадиена и нитрила акриловой кислоты; бутадиенстирольный каучук, получаемый совместной полимеризацией бутадиена и стирола. Наиболее близок по пластичности к натуральному изопреновый каучук, получаемый путем полимеризации изопрена.

330