ГЛАВА XIII
ОКРАСКА ВАГОНОВ
Основные физико-химические свойства лакокрасочных материалов и покрытий
Свойства лакокрасочных материалов и покрытий зависят от их состава и химического взаимодействия входящих в них компонентов. Лакокрасочные материалы должны обладать свойствами надежной защиты поверхности при соответствующей долговечности и красивом внешнем виде.
Цвет лакокрасочного материала определяется цветами входящего в него пигмента и связующего. При изготовлении светлых красок и эмалей выбор цвета связующего элемента имеет особенно важное значение. Некоторые светлые связующие в материале при высыхании претерпевают изменения и образуют темные пленки. Темные связующие применяются для изготовления грунтовок, шпаклевок и лакокрасочных материалов темных колеров.
Каждому лакокрасочному материалу в зависимости от метода нанесения должна соответствовать определенная рабочая вязкость. Материалы, вязкость которых превышает принятую для данного вида лакокрасочного материала, трудно наносить на поверхность ровным тонким слоем. Материалы с пониженной вязкостью, наоборот, дают тонкие пленки и в период высыхания стекают с вертикальных поверхностей. Для доведения лакокрасочных материалов до рабочей вязкости к ним прибавляют растворители или разбавители.
Быстрое высыхание — одно из важных свойств лакокрасочных материалов. Скорость высыхания для различных лакокрасочных материалов различна и колеблется от нескольких минут до нескольких суток. Она зависит от состава пленкообразователя, толщины пленки, температуры сушки, скорости испарения летучих растворителей, скорости химических процессов.
Различают две стадии высыхания: высыхание «от пыли» и «полное». Высыханием «от пыли» считается момент, когда образуется тончайшая поверхностная пленка, а «полным» — когда образуется пленка по всей толщине нанесенного материала.
На качество лакокрасочной пленки влияет степень перетира пигментов. В высококачественной пленке размер частиц пигмента не должен превышать толщины высохшей пленки (рис. 206). Частицы, которые не могут погрузиться в связующее вещество, при механическом воздействии могут быть вырваны из пленки.
Рис. 206. Схема распределения пигмента в пленке: а —мелкая степень дисперсности; б —крупные частицы пигмента
Кроющая способность (укрывистость) характеризует способность лакокрасочного материала закрывать поверхность. Она выражается в количестве граммов материала, необходимого для укрытия площади в 1 м.
Способность к розливу является свойством лакокрасочного материала, проявляющимся в том, что через некоторое время после нанесения материала на поверхность штрихи от кисти исчезают и поверхность становится совершенно гладкой. При нанесении материала распылением понятие «розлив» заменяется понятием «способность наноситься на поверхность».
Лакокрасочные материалы в зависимости от входящих в них растворителей в большей или меньшей степени обладают токсичностью.
При нанесении лакокрасочных материалов и при их сушке выделяется большое количество растворителей, которые оказывают вредное воздействие на организм человека.
Работа с лакокрасочными материалами связана также с опасностью воспламенения. Степень пожароопасности лакокрасочных материалов определяется составом применяемого растворителя. Смеси паров растворителей и воздуха при определенных концентрациях воспламеняются и даже взрываются.
Наиболее взрывоопасны ароматические растворители — бензол, толуол, ксилол. Наиболее низкой температурой самовоспламенения обладают скипидар и бензин.
Одним из наиболее важных свойств лакокрасочных материалов является прилипаемость (адгезия), зависящая от степени смачивания поверхности металла жидким пленкообразующим веществом. Прочность лакокрасочных покрытий находится в прямой зависимости от прилипания пленки к поверхности. В связи с этим при получении лакокрасочных покрытий особое внимание следует обращать на выбор грунта, так как грунт является основой покрытия.
Блеск (глянец) лакокрасочного покрытия влияет на его устойчивость. Глянцевые покрытия лучше сохраняются в атмосферных условиях, чем матовые. Последние в связи с наличием шероховатостей увеличивают площадь соприкосновения с окружающей средой, что ускоряет процесс их разрушения.
Лакокрасочные материалы характеризуются, кроме того, твердостью пленок. их сопротивляемостью истиранию, прочностью на удар и проницаемостью. Важным показателем лакокрасочных покрытий является также стойкость их к воздействиям окружающей среды.
Технология нанесения лакокрасочных покрытий
Качество окраски вагонов и их частей, а также надежность защиты металлических деталей от коррозии зависят от качества лакокрасочного материала, подготовки поверхности под окраску и соблюдения технологического процесса их окрашивания.
Первой операцией окраски после очистки и обезжиривания поверхности является грунтование. Грунтом называется первый слой лакокрасочного покрытия, наносимый на очищенную поверхность. Он обеспечивает высокую прочность сцепления с поверхностью и с последующими слоями лакокрасочного покрытия.
Грунт наносится на поверхность тонким слоем (15 — 20 мк) кистью или распылением; чтобы увеличить прочность прилипания всех последующих покрытий, загрунтованная поверхность, как правило, должна быть высушена.
После грунтования поверхность с целью ее выравнивания шпаклюется. Шпаклевка значительно улучшает внешний вид покрытия, но несколько снижает се механическую прочность. Шпаклевка должна наноситься слоем не более 0,5 мм. При большей толщине высыхание происходит неравномерно и слон шпаклевки растрескивается, что приводит к отслаиванию всего окрасочного слоя. Следующий слой шпаклевки наносится только по высушенному предыдущему слою.
Шпаклевка наносится на поверхность методом распыления, механическим или ручным шпателем.
Высохший слой шпаклевки перед нанесением следующего слоя шлифуется пемзой или шкуркой. Шлифовка после нанесения последнего слоя шпаклевки относится к наиболее трудоемким работам и имеет основное назначение — сглаживание зашпаклеванной поверхности.
Шлифовка бывает сухая и мокрая. Сухая производится обычно при клеевых шпаклевках, а мокрая — при масляных, лаковых и нитрошпаклевках, не растворимых под действием воды. Поверхность при этом смачивается водой и протирается с применением тонкого порошка пемзы. После мокрой шлифовки поверхность должна быть высушена.
Для сокращения трудоемкости шлифования пользуются разнообразными шлифовальными машинками. Механическая шлифовка уменьшает трудоемкость примерно в 10 раз при значительно лучшем качестве шлифования.
После шлифования для закрепления шпаклевочного слоя и выявления недостатков вся поверхность покрывается выявительным слоем краски. Под этим слоем более четко выявляются дефекты. имеющиеся в покрытии. Они исправляются наложением шпаклевки, которая называется выправкой. При окраске поверхностей нитрокраской для выправки, как и для шпаклевания, применяется нитрошпаклевка ΛΙΙΙ-30, а при окраске масляными эмалями применяется клеевая шпаклевка.
Последней операцией технологического процесса является окончательная окраска с нанесением последних слоев покрытий (эмали или лака).
Окраска в зависимости от технических условий и правил обычно производится в несколько слоев. При этом окраска предыдущего слоя должна быть более тощая, чем последующего. Отощение красок производится добавлением растворителей. Необходимо учитывать, что чрезмерно большая общая толщина красочного слоя ускоряет старение лакокрасочного покрытия. Это объясняется тем, что в тонкой пленке силы сцепления с металлом в состоянии воспрепятствовать концентрации сил сжатия, действующих в пленке вдоль поверхности металла. Поэтому в тонкой пленке не возникает значительных напряжений, в то время как в толстой они резко возрастают, особенно при старении, а также термическом и механическом воздействиях. Кроме того, при толстом слое краски на вертикальных поверхностях образуются подтеки, ухудшающие качество поверхности.
Каждый окрасочный слой должен быть обязательно высушен, чтобы избежать образования трещин, приводящих к разрушению лакокрасочного покрытия.