Дефекты лакокрасочных покрытий при отделке древесины
Продолжение. Начало в № 4
В тех случаях, когда исчерпаны технические и технологические возможности устранения дефектов в защитно-декоративных покрытиях, можно воспользоваться одним из самых эффективных способов, который применяется при разработке самих лакокрасочных материалов (ЛКМ). Это рецептурный способ с применением функциональных добавок, к которым в соответствии с DIN 55945 относятся вещества, содержащиеся в лакокрасочных материалах в малых количествах для придания им или покрытиям на их основе специфических свойств, В различных отраслях промышленности обычно используют:
- пеногасители и деаэрирующие агенты;
- поверхностно-активные вещества различного назначения;
- реологические добавки;
- светостабилизаторы;
- биоциды;
- ингибиторы коррозии.
В некоторых зарубежных публикациях к добавкам относят и вещества, являющиеся неотъемлемой частью лакокрасочных композиций, влияющих на молекулярную структуру формируемых покрытий (сиккативы, катализаторы, ускорители).
Эти компоненты, определяющие базовые характеристики покрытий, с нашей точки зрения не совсем корректно относить к веществам, придающим дополнительные специфические свойства лакокрасочным композициям.
Рассмотрим первые три позиции, которые потребители лакокрасочных материалов могут самостоятельно применять при отделке изделий из древесины.
Помимо цены и эффективности, при выборе добавки следует обращать внимание на стабильность её действия в составе ЛКМ, на нейтральность по отношению к остальным свойствам покрытия (твёрдость, высыхание и т. д.), на содержание нелетучих веществ и на соответствие экологическим нормам. Следует также учитывать, что эффективность действия добавки зависит от правильности выбранного количества и способа введения её в лакокрасочный материал. Нарушение одного из этих параметров иногда приводит к обратному результату. Не рекомендуется одновременное введение сразу нескольких добавок, так как это может снизить эффективность их действия. Добавки в процессе выполнения своих функций при эксплуатации покрытий не должны мигрировать и являться носителями миграции других добавок (например, стабилизирующих), так как это приводит к снижению эксплуатационных характеристик покрытий.
ПЕНОГАСИТЕЛИ И ДЕАЭРИРУЮЩИЕ АГЕНТЫ
К большой группе добавок, которые используются как при производстве, так и применении ЛКМ, относятся пеногасители. Они подразделяются на агенты, разрушающие пену на поверхности жидкости, и на вещества, удаляющие пузыри из покрытия путём ускорения подъёма пузырьков газа к формируемой поверхности (деаэрирующие агенты). При выборе пеногасителя следует иметь в виду, что нет универсальных добавок, приемлемых для всех систем. Для каждого материала требуются поиск и отработка режимов применения добавки с учётом того, что её введение может привести к снижению блеска, ухудшению межслойной адгезии и даже к кратерообразованию. Более того, пеногасители следует проверять после длительного хранения, так как со временем некоторые их них теряют эффективность своего действия.
ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Для устранения поверхностных дефектов покрытий широко используются поверхност- но-активные вещества (ПАВ). Многообразный характер их влияния на свойства поверхностей раздела -жидкость- газ», -жидкость - твёрдое вещество», «жидкость - жидкость» обусловлен их способностью адсорбироваться на поверхности раздела и понижать поверхностную энергию. Покрывая поверхности различных веществ мономолекулярными слоями, ПАВ резко изменяют условия взаимодействия фаз и ход физико-механических процессов, а асимметричность их структуры, содержащей как полярные группы, так и неполярные углеводородные радикалы, придаёт им сродство одновременно с полярной и неполярной фазами.
Молекулярный механизм действия является основой, раскрывающей сущность процесса модифицирования,- что позволяет определять оптимальные количества и условия применения ПАВ. С их помощью решаются вопросы растекания, кратерообразования, смачиваемости и т. д. Более подробная информация по влиянию этой группы функциональных добавок на качество формируемых покрытий будет в дальнейшем дана при рассмотрении конкретных дефектов покрытий.
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ
К другой группе добавок, которые значительно реже применяются потребителями ЛКМ, относятся вещества, влияющие на реологические свойства лаков и эмалей. Это, например, загустители для водно-дисперсионных красок, предназначенные для предотвращения осаждения пигментов и наполнителей при транспортировании, хранении и применении ЛКМ. Для этих целей используются .производные целлюлозы (метил-, метилгидрокси-этил и т. д.), полиуретаны, полисахариды и другие.' Загущающее действие таких добавок основано на их набухании или образовании водородных связей. Для материалов, имеющих высокую склонность к образованию потёков, используют тиксотропные агенты, обеспечивающие относительно низкую вязкость при нанесении и, соответственно, хорошую растекаемость, но увеличивающие вязкость после нанесения до степени, достаточной для предотвращения потёков.
В качестве тиксотропных агентов для органора-створимых и водных систем применяются бентонит, пирогенная кремниевая кислота, производные целлюлозы, полиакрилаты. Часто в органораство-римые системы добавляют гидратированное касторовое масло, обладающее сильным воздействием на вязкость, на снижение образования потёков и осаждение пигментов и наполнителей при транспортировке и хранении.
Помимо перечисленных агентов, разработаны и предлагаются на рынке готовые препараты, позволяющие потребителю корректировать блеск, цвет, эластичность, царапаемость и другие свойства лакокрасочных материалов.
Производство и реализацию малых добавок для лакокрасочных систем осуществляют многочисленные предприятия США, Великобритании, Франции, Германии и других стран. Наиболее известными в нашей стране являются фирмы Bik-Chemie, EFKA, Worlee-Cemie Gmbh, Bayer, Dow Corning, Degussa, Akzo Nobel Surfactants, Union Carbide. Из всего изложенного следует, что современные ЛКМ требуют от производителей мебели не только чёткого соблюдения технологических режимов, привлечения обученного персонала, ной использования при необходимости последних достижений отечественных и зарубежных фирм в области вспомогательных веществ и материалов, улучшающих качество формируемых лакокрасочных покрытий по древесине.
ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА
К сожалению, в процессе в отделки на окрасочных линиях и эксплуатации изделий появление покрытий, не соответствующих эталонным образцам, является довольно частым явлением. Во всех таких случаях требуются ремонт или реставрация изделий.
Как видно из рис. 1, 2 и 3, способы ремонта во многом зависят от глубины проникновения дефекта в лакокрасочное покрытие. В первом случае (рис.1) достаточно удалить тонкий слой покрытия, содержащий дефект, чтобы затем, применяя специальные составы или нанеся новый слой лакокрасочного материала, получить необходимое качество изделия. При этом следует иметь в виду, что дефект, удаленный не полностью, может стать видимым сразу же после ремонта или проявиться в покрытии через некоторое время.
Примером может служить технология, которую применяли при реставрации и ремонте корпусов фортепиано, покрытых полиэфирными лаками. Так, мелкие царапины на полиэфирном покрытии удаляли сухим шлифованием шкуркой до получения гладкой матовой поверхности с последующей полировкой, а при наличии крупных глубоких царапин покрытие удалялось полностью с последующим нанесением полиэфирного лака (так же, как и при наличии трещин, сыпи, пузырей и неравномерной окраски). Небольшие кратеры устраняли частично, снимая покрытие и нанося новое с последующим его облагораживанием.
Покрытия удаляют химическими и физическими способами. Все они являются, по сравнению с окраской, трудоёмкими и медленными процессами. Выбранные методы должны соответствовать особенностям изделия и быть пригодными для конкретного лакокрасочного покрытия. Например, то, что эффективно для нитроматериалов, может оказаться неприемлемым для снятия покрытий на основе полиуретанов.
ХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ
Под химическим способом подразумевается применение разнообразных смывок и растворителей, а также методы выщелачивания.
Основой щелочных смывок являются гидроксид натрия, сода и другие аналогичные продукты. Применение этого способа признано целесообразным только для полного удаления покрытия. Недостатком таких смывок является то, что они легко поглощаются пористыми поверхностями и в дальнейшем от них очень трудно избавиться. Наличие же щелочных остатков порождает появление разнообразных дефектов в новом покрытии и значительно снижает адгезию лакокрасочного покрытия с подложкой. Поэтому, хотя метод является одним из самых дешёвых, его обычно применяют лишь на специализированных предприятиях, которые должны гарантировать отсутствие щелочи в древесине после нейтрализации или промывки водой.
Смывки представляют собой смеси растворителей с загустителями, замедлителями испарения, разрыхлителями и другими специальными компонентами (наполнители, ПАВ и др.), которые обычно наносят на покрытие кистью, щёткой, шпателем, наливом или распылением.
Химические смывки и растворители действуют в двух направлениях:
- набухание покрытия с последующим отслаиванием;
- растворение, особенно для покрытий, не имеющих сшитую структуру.
Чаще всего для смывок применяют высокотоксичные хлорсодержащие углеводороды, отличающиеся высокой растворяющей способностью и пониженной горючестью. Главным активным компонентом, как правило, является дихлорметан (метиленхло-рид, метилен хлористый). Известны составы, включающие, кроме него, эфиры дикарбоновых кислот, ароматические углеводороды, диметилформамид, терпеновые и другие растворители. Для вертикальных поверхностей применяют геле- и пастообразные композиции, содержащие загущающие агенты (например, метил-, гидроксипропил-целлюлозу). Для снижения скорости улетучивания растворителей и, соответственно, увеличения срока воздействия смывки на покрытие используют воск. Иногда добавляют красители, позволяющие оценить области воздействия смывки на покрытие и полноту её удаления с поверхности при подготовке к окраске.
Смывки безвредны для дерева, однако могут представлять опасность для здоровья людей и должны использоваться в соответствии с инструкциями изготовителя. Причём ключевой элемент большинства обычных смывок - дихлорметан - является канцерогенным веществом, а попытки замены его бензиловым спиртом, N-метилпирроли-доном, диметилфосфитом и другими соединениями не позволили существенно понизить токсичность применяемых материалов.
Современные, действительно экологически чистые смывки не содержат никаких едких элементов и не имеют вредных выбросов. Примером могут служить смывка Accepta 8120 (фирма Accepta); смывка Ф-2500 (Molecular-Tech.Coatings Inc.), разработанная для авиации, но рекомендованная и для покрытий по древесине; многочисленные материалы типа Soy Green, Soy Gel, Soy Clean, полностью биологически разлагающиеся. Эти и подобные им материалы широко внедряются в развитых странах, вытесняя токсичные композиции. Однако некоторые отечественные фирмы, в силу своей некомпетентности в этом вопросе, продолжают рекламировать импортные средства на основе метиленхлорида, причём открыто указывая на наличие этого канцерогена в предлагаемом материале. Номенклатура смывок, производимых в России, довольно широка. Некоторые из них, рекламируемые в Интернете для древесных подложек, приведены ниже.
1. Смывка «Премия» для удаления любых лакокрасочных покрытий. Объединение «Ярославские краски».
2. Смывка СВ-1 для удаления масляных красок и алкидных эмалей. ООО «Добра краска», Щебекино.
3. СУ-27 гель для удаления старых лакокрасочных покрытий различной природы, 000 «Добра краска», Щебекино.
4. Смывка «Рапид» для снятия ЛКП любого состава. Компания Тривектор, Пермь.
5. Смывка «Уникрон-гель». Лакокрасочный завод Кронос-Спб, Санкт-Петербург.
6. Уничтожитель В-52 для любой поверхности, кроме пластмасс. ООО «Вершина».
7. Уничтожитель ЛКП, фирма «Спектр», Новосибирск.
8. Смывка старых лакокрасочных покрытий, фирма Крозков, Дзержинск.
Для термопластичных материалов в качестве смывок широко используются растворители (разбавители такой способностью не обладают), входящие в состав летучей части этих материалов. Например, для нитроцеллюлозных лаков и эмалей хорошими смывками являются ацетон, этил- и бути-лацетат, а также растворитель № 646, содержащий эти компоненты в достаточном количестве.
Общей рекомендацией при работе со смывками и растворителями является применение дополнительно ультразвуковой обработки и повышенной температуры, сокращающей время удаления покрытия.
ФИЗИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ
Физические способы удаления покрытий подразделяются на механические и термические. При механическом способе покрытие удаляется в результате зачистки скребком, абразивами, проволочными щётками или путём шлифования. Эта работа выполняется вручную или с помощью механических средств и требует большого внимания, так как любая неточность может привести к необратимым повреждениям древесины. Метод часто используется для удаления нескольких слоев старого покрытия или части покрытия.
При термическом воздействии применяется тепловая обработка поверхности или обработка очень низкими температурами. В первом случае покрытие размягчается или разлагается под действием тепла. Метод используется, если установлено, что требуется полное удаление лакокрасочного покрытия. При этом, применяя электрические плиты, электрические тепловые пушки, инструменты мягкого инфракрасного излучения (например, The Silent Paint Remover, модель 1100 фирмы Viking Sales, Inc.), фены, утюги и даже открытое пламя (обработка огненным факелом), стараются избежать термического повреждения древесины.
Учитывая сложность технологии перевода покрытия в хрупкое состояние под воздействием низкой температуры, этот метод для изделий из древесины не используется.
(Продолжение следует)
Продолжение. Начало в №4, 5 (33, 34), 2006, № 1 (35) 2007
В этой статье из множества описанных в литературе дефектов лакокрасочных покрытий будут рассмотрены наиболее часто встречающиеся дефекты покрытий по древесине, причины их возникновения и способы устранения. Приведённая информация, возможно, поможет читателю в решении проблем, связанных с получением качественных покрытий.
1. СОРНОСТЬ ЛАКОКРАСОЧНОГО МАТЕРИАЛА
Содержание в лакокрасочном материале (ЛКМ) посторонних включений может приводить к появлению на поверхности покрытия мельчайших частичек в виде точек и крапинок, механических включений различной формы и цвета. Их присутствие снижает блеск, способствует образованию кратеров, возможно изменение цвета. При наличии крупных агрегатных частиц, сопоставимых по величине с толщиной покрытия, пропадает ощущение его гладкости, поверхность становится шероховатой. Так, например, в прозрачном покрытии при наличии гелеобразных частиц по всему его обьёму можно наблюдать многочисленные стеклообразные вкрапления, существенно ухудшающие декоративность поверхности.
Причины:
1. Появление в процессе синтеза плёнкообразо-вателя переуплотнённых смол, нерастворяющихся в применяемых растворителях и не отфильтрованных при производстве лакокрасочного материала.
2. Возникновение гелеобразных частиц при неправильном или длительном хранении ЛКМ.
3. Плохое или недостаточное диспергирование пигментов, наполнителей, матирующих агентов, а также образование агломератов при хранении.
4. Сор и примеси, накопившиеся в процессе
производства, неудовлетворительная фильтрация
ЛКМ на стадии фасовки.
производства, неудовлетворительная фильтрация
ЛКМ на стадии фасовки.
5. Сорность ЛКМ, появляющаяся в оборудовании для окраски изделий. Причинами этого могут быть:
- грязное оборудование;
- выпадение компонентов ЛКМ из приготовленного раствора при неправильном выборе разбавителя;
- неудовлетворительная промывка оборудова
ния и, как результат, смешение несовместимых
материалов.
ния и, как результат, смешение несовместимых
материалов.
Для устранения посторонних включений обязательна фильтрация лакокрасочного материала перед применением. Однако проблема в том, что фильтрацию переуплотнённых смол и гелеобразных частиц на предприятиях-потребителях ЛКМ осуществить практически невозможно, даже через мелкие сита (капрон, марля с ватой, фильтры для автомобилистов не позволяют фильтровать геле-образные частицы). Поэтому для получения качественных покрытий такой материал бракуется и используется новый, соответствующий нормативной документации.
2. ПЫЛЕЗАГРЯЗНЕНИЕ
Такой дефект проявляется в частицах различной формы и размеров, беспорядочно расположенных в покрытии, что обусловлено загрязнением поверхности покрытия посторонними веществами при её формировании.
Причины:
1. Сжатый воздух, поступающий от компрессора при пневматическом распылении, содержит твёрдые частицы, минеральные масла, влагу и другие примеси. Есть данные, что в 1 куб. м сжатого воздуха содержится более 100 млн твёрдых частиц размером до 5 мкм. «Бомбардировка» покрытия такой воздушной смесью может серьёзно сказаться на качестве формируемой поверхности.
2. Осаждение на поверхность красочной пыли из-за неправильного режима работы окрасочной камеры.
3. Загрязнённость воздуха за пределами камеры (наличие пылеобразных веществ, образующихся при полировке и шлифовке, грязные полы и т. д.).
4. Неправильно подобранная рабочая одежда
(наличие ворса, высокая загрязняемость).
(наличие ворса, высокая загрязняемость).
5. Недостаточная очистка детали от пыли перед
окраской.
окраской.
Для получения качественных покрытий следует обратить особое внимание на очистку сжатого воздуха, поступающего на окрасочный участок. При работе с распылительными камерами необходимо:
- исключить попадание красочного аэрозоля и растворителей в другие помещения;
- обеспечить подачу чистого воздуха к рабочему месту;
- обеспечить очистку удаляемого из камеры загрязнённого воздуха.
Рекомендуется производить влажную уборку производственного помещения не реже одного раза в смену.
Для уменьшения адсорбции грязи на поверхности и облегчения чистки покрытия можно использовать грязе-водоотталкивающие добавки (например, BIK-SILCLEAN 3700 фирмы БИК-ХЕМИ).
При значительном загрязнении поверхности лакокрасочного покрытия осуществляется ручная или механическая шлифовка с последующим нанесением дополнительного слоя лакокрасочного материала. Убрать сор можно и с помощью применения технологии полировальных систем, что, однако, требует больших затрат времени.
В случае очень малой сорности (едва заметная на ощупь шероховатость поверхности) иногда достаточно лёгкой обработки микротонкими абразивами (метод часто используют при производстве дверей).
3. НЕРАВНОМЕРНАЯ ОКРАСКА ПОКРЫТИЯ
Покрытия имеют разнооттеночность и отличия в насыщенности цветового тона по всей поверхности, заметные пятна. Причины:
1. Прерывистость факела распыления.
2. Неравномерная дозировка ЛКМ насосом.
3. Ошибки в синхронизации работы пистолетов и скорости подачи изделий на распылительной установке.
4. Низкая квалификация маляра.
5. Нанесение покрытия без перекрытия смежных полос.
6. Большое расстояние головки лаконаливной машины от деталей.
7. Сильный поток воздуха в помещении и колебания завесы на лаконаливной машине.
8. Плохой розлив лакокрасочного материала.
9. Неравномерное нанесение красителя.
Для достижения равномерного окрашивания при работе с пневматическими краскораспылителями следует придерживаться следующих правил.
При окраске плоской поверхности сопло распылителя располагается на расстоянии 20-25 см от неё, факел распыляемого материала направляется перпендикулярно поверхности. ЛКМ наносят параллельными полосами, перекрывая каждую предыдущую на 30%. Необходимо соблюдать равномерность перемещения краскораспылителя. Второй слой наносят перемещением краскораспылителя перпендикулярно направлению распыления при нанесении первого слоя.
Для деталей решётчатого типа используют распыление под углом, что позволяет одним факелом окрашивать лицевые и боковые поверхности.
Для цилиндрических, конусных и т. п. изделий рекомендуется применять вращающиеся столики, позволяющие улучшить равномерность окраски покрытия за счёт непрерывного процесса окраски.
При пульсирующей подаче ЛКМ нужно проверить герметичность каналов от штуцера до сопла, а также сальниковые уплотнения.
При безвоздушном распылении необходимо увеличить (по сравнению с пневматическим) скорость перемещения краскораспылителя, распылительную головку следует держать перпендикулярно окрашиваемой поверхности на расстоянии 30-35 см от неё. Если факел неравномерен, недостаточна его насыщенность и неудовлетворительна дисперсность распыла, то нужно поднять давление, снизить вязкость, а также промыть фильтр и прочистить отверстие сопла. Не мешает проверить наполнение красконагнетательного бака лакокрасочным материалом, распрямить шланги подачи лакокрасочного материала.
При работе на лаконаливной машине необходимо обеспечить работу вентиляции, исключающей воздействие на эмалевую или лаковую завесу, отрегулировать лаконаливную головку и установить её на оптимальном расстоянии от детали, а также определиться с расходом ЛКМ.
В редких случаях для достижения равномерности окраски покрытия за счёт улучшения розлива используют растворители, замедляющие высыхание покрытия.
Равномерность крашения изделия в значительной степени зависит и от квалификации маляра или применяемой технологии (автоматическое крашение, окунание, валыдамии т. д.).
Отрегулировав технологию и точно соблюдая все условия нанесения ЛКМ, обычно достигают равномерности окраски покрытия. Но даже если не достигают, дефект считается относительно простым для устранения, добавки практически не применяют. Ремонт изделий при наличии данного дефекта в эмалевых покрытиях осуществляется нанесением дополнительного слоя лакокрасочного материала. Если покрытия прозрачные, метод ремонта определяется экспериментальным путём и зависит от способности дополнительного слоя лака скрыть дефект исходного покрытия (при необходимости удаляется слой, содержащий дефект).
4. ПОЛОСЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ПОКРЫТИЯ
Этот дефект проявляется на фоне лицевого покрытия в виде полос различной ширины и формы. Полосы обычно очень незначительно отличаются от основного цвета и иногда обнаруживаются лишь при очень тщательном осмотре изделия.
Причины:
1. Закупорка форсунки сопла пистолета.
2. Неодинаковая подача ЛКМ к пистолетам на распылительной установке с роботом.
3. Нанесение покрытия без перекрытия смежных полос.
4. Слишком большое давление воздуха.
5. Пистолет находится очень близко от окрашиваемой поверхности.
6. Засорение щели лаконаливной машины.
7. Деформация кромки лаконаливной машины.
8. Разрыв завесы из-за попадания воздуха в лакокрасочный материал.
9. Разрыв завесы из-за недостаточно полного совмещения добавки с ЛКМ после её введения.
10. Слишком высокая вязкость ЛКМ при нанесении кистью.
Способы устранения причин возникновения данного дефекта, в соответствии с изложенным выше, предполагают:
- более тщательную фильтрацию ЛКМ, очистку форсунки сопла пистолета или использование форсунки большего размера;
- одинаковую подачу ЛКМ на все пистолеты распылительной установки;
- корректировку и отработку технологии и режима нанесения покрытия методом распыления;
- приведение в порядок лаконаливной машины и тщательное перемешивание в ЛКМ введенной добавки.
Ремонт покрытия аналогичен ремонту при неравномерной окраске изделий.
5. ШАГРЕНЬ
Покрытие с высокими декоративными свойствами должно быть максимально ровным и гладким. Предпосылками для этого являются хорошие рас-текаемость лакокрасочного материала и смачиваемость подложки, а также равномерное испарение растворителей по всей поверхности.
Выравнивание поверхности покрытия или розлив происходят после нанесения, причём дефекты, образовавшиеся в начальны4|период сушки, обычно сохраняются и не устраняются в течение последующего высыхания.
Неравномерность толщины лакокрасочного материала, наносимого такими методами, как распыление, кисть и другие, последующее испарение растворителя при переходе покрытия из жидкого состояния в твёрдое, сопровождаемое изменением плотности и поверхностного натяжения, - всё это способствует неравномерной усадке лакокрасочного покрытия.
Неровности (волнообразные, в виде ряби и др.), образовавшиеся в результате неспособности мокрой плёнки создавать однородную, гладкую поверхность после нанесения лакокрасочного материала, обычно называют шагренью. Наиболее известной является шагрень, похожая на апельсиновую корку- Orange Peel, часто появляющаяся при нанесении распылением, в процессе которого высоколетучие растворители испаряются из капель лакокрасочного материала по пути к подложке, что приводит к изменению реологических характеристик капель и ухудшению их растекаемости на окрашиваемой поверхности.
Причины:
1. Неправильный выбор разбавителя (например, слишкомбыстрое улетучивание при определённых условиях нанесения, высыхания и размерах объекта) или его количества при разбавлении.
2. Ошибки, связанные с введением отвердителей в полуфабрикаты лаков и эмалей (неправильные соотношения, истечение срока годности отверди-теля) при составлении композиций.
3. Повышенный расход ЛКМ.
4. Плохой розлив материала.
5. Неотработанный режим распыления и налива.
6. Повышенная циркуляция воздуха в зоне нанесения и сушки.
7. Неудовлетворительная работа вытяжки. Из-за потока воздуха может возникнуть разница в скорости испарения растворителей на разных участках покрытия.
8. Слишком низкая относительная влажность воздуха.
9. Большое несоответствие температур лака и поверхности.
Для устранения дефекта выдерживают рекомендованные режим работы оборудования для нанесения, циркуляцию воздуха, влажность и температуру цеха. Необходимы строгое соблюдение технологии, а также грамотный подбор составляющих комплексного покрытия, исключающий слишком медленное улетучивание растворителя между слоями.
Эффективным способом устранения шагрени является применение специальных добавок для розлива, работающих на поверхности раздела «лакокрасочный материал - воздух». Они слабо растворяются в ЛКМ и, как правило, скапливаются "на" поверхности. Низкое поверхностное натяжение лакокрасочного материала, в который добавляется агент розлива, обычно приводит к повышению смачиваемости подложки, что также способствует улучшению растекаемости.
К таким добавкам относятся ПАВ на основе полисилоксанов, силиконовых масел, сополимеров акрилатов и др., эффективность которых проявляется даже при минимальных количествах. Однако, как уже было сказано выше, требуется точно определить это количество, поскольку передозировка может привести к обратному результату. Необходимо также изучение возможности проявления побочных эффектов (ухудшение водостойкости, межслойной адгезии и др.). Для первичной оценки пригодности ПАВ капли исследуемого лака с добавкой и без неё наносят на подложку и сравнивают поверхности после их растекания.
На рынке такие специальные добавки представлены очень широко, причем фирмы предлагают и добавки для конкретных плёнкообразователей. В России многие десятилетия применяют поли-"дйметилси'локсаны ПМС-200, ПМС-200А и поли-метилбутокситриметилсилоксисилоксан АФ-2К, а также добавку более поздней разработки Пента-605Б (ТУ-2228-009-40245042-99). .
Для удаления шагрени поверхность желательно прежде всего отшлифовать как можно лучше, чтобы она была совершенно гладкой, -это способствует получению более качественных последующих покрытий. Выравнивать же поверхность только за счёт нанесения нескольких слоев ЛКМ, без шлифовки, целесообразно лишь при очень незначительной волнистости. При крупной шагрени («апельсиновая корка») в этом случае есть вероятность получения в некоторых местах слишком толстых слоев, что может привести к снижению адгезии и растрескиванию покрытия.
(Продолжение следует)
Продолжение. Начало в №4, 5 (33, 34), 2006, №1,2 (35. 36). 2007
Мы продолжаем описание дефектов покрытий, которые наиболее часто встречаются при отделке и эксплуатации изделий из древесины, и способов их устранения.
6. НАПЛЫВЫ НА ЛАКОКРАСОЧНОМ ПОКРЫТИИ
В отечественной литературе указанный дефект встречается также под названием потёки, подтёки. В соответствии с ГОСТ 28246-2006, это локальные неоднородности толщины лакокрасочного покрытия, образующиеся в результате стекания ЛКМ вниз во время сушки в вертикальном или наклонном положении.
На вертикальных окрашиваемых поверхностях утолщения появляются в нижней части в виде волнистой линии или округлённых гребней (см. рис. 1).
Причины
1. Неправильный технологический режим окраски.
2. В месте потёка нанесено слишком много материала.
3. Чрезмерное снижение вязкости.
4. Материал содержит избыточное количество разбавителя.
5. Недостаточная тиксотропность ЛКМ.
6. Слишком низкая температура наносимого материала.
7. Неправильно выбран разбавитель, замедляющий сушку покрытия. При распылении дополнительно влияют:
- близкое расстояние окрасочного пистолета от поверхности;
- нанесение под большим углом.
8. Слишком медленное перемещение краскора
спылителя.
спылителя.
Потёк на кромке подложки:
1 - лакокрасочное покрытие;
2 - потёк на кромке;
3 - кромка подложки
9. Диаметр сопла окрасочного пистолета слиш
ком велик.
ком велик.
10. Неправильное соотношение между давлени
ем ЛКМ и давлением сжатого воздуха при комбини
рованном распылении.
ем ЛКМ и давлением сжатого воздуха при комбини
рованном распылении.
Для получения покрытий без наплывов необходимо устранить причины, способствующие их появлению; при возможности наносить ЛКМ тонкими слоями; в сложных случаях использовать тиксо-тропные добавки или ЛКМ, их содержащие.
При окраске горизонтальных поверхностей особое внимание следует обратить на предотвращение потёков на кромках изделия (Edge Crawing) Такие потёки часто образуются при окраске щитовых изделий. Их появление вызвано быстрым улетучиванием растворителя на краях подложки, что сопровождается сильным повышением поверхностного натяжения в этих местах покрытия по сравнению с остальной частью жидкой плёнки. Возникшие препятствия для стекания ЛКМ с подложки в конечном итоге приводят к формированию потёка на кромке. Проблема решается уменьшением поверхностного натяжения ЛКМ (снижение вязкости разбавителями, ПАВ).
Для исправления дефекта необходимо отшлифовать неоднородности толщины покрытия и на выровненную таким образом поверхность нанести тонкий декоративный слой ЛКМ.
7. СМОРЩИВАНИЕ
Дефект представляет собой образование на лакокрасочном покрытии небольших складок в виде регулярных неровностей с малой амплитудой, напоминающих морщины на коже.
Причины
1. Нанесение слишком толстого слоя ЛКМ.
2. Нанесение ЛКМ по непросушенному предыдущему слою.
3. Повышенная температура окрашиваемой поверхности.
4. Высокий температурный режим сушки.
5. Окраска загрязнённой поверхности.
6. Несоблюдение норм расхода и вязкости Л КМ.
7. Использованы неподходящие отвердители и разбавители.
Из литературных источников следует, что на возникновение данного дефекта может также влиять качество применяемой древесины. Например, использование пересушенной древесины способствует сморщиванию покрытия.
Таким образом, для предупреждения этого дефекта обычно бывает достаточно отрегулировать технологический процесс с учётом причин его возникновения. Необходимо помнить при этом, что два тонких слоя всегда менее дефектны, чем один толстый. В прохладных помещениях для окраски обязательно нужно дать дополнительное время для высыхания первого слоя покрытия.
Специально для устранения этого дефекта потребители ЛКМ добавки не используют, хотя средства для улучшения розлива существенно снижают возможность его появления и, как правило, входят в состав применяемых материалов.
Для исправления дефекта в случае слабого сморщивания зашкурьте покрытие до удаления морщин и нанесите ЛКМ. Если сморщивание сильное, покрытие следует удалить и заново нанести всю систему.
Пузыри
Пузырьки на поверхности и в красочном слое, образованные из паров растворителей, воздуха или воды, являются наиболее распространённым дефектом, существенно ухудшающим внешний вид и защитные свойства лакокрасочного покрытия по древесине.
Причины
Пузыри могут образоваться при попадании воздуха в лакокрасочный материал при его производстве, применении, упаковке и т. д., а затем перейти в покрытие. Различные добавки (смачиватели, эмульгаторы и др.) и сам плёнкообразователь при определённых условиях могут способствовать созданию структурного слоя, обладающего механической прочностью и противодействующего разрушению образующихся пузырей. В полученной дисперсии газа в жидкой среде пузырьки воздуха, стремясь сохранить минимально возможную площадь поверхности, принимают сферическую форму и поднимаются кверху, где собираются и образуют пену на поверхности жидкого ЛКМ. Дисперсия и пена при нанесении покрытия «активно» участвуют в его формировании.
При формировании покрытий на древесине пузыри образуются довольно часто за счёт воздуха, вытесняемого из пористой подложки, и пузырьков, появившихся в результате кипения летучих веществ. Это обусловлено тем, что выделение таких пузырьков газа в значительной степени ограничено вязкостью лакокрасочного материала, возрастающей по мере высыхания покрытия. Имея ограниченную скорость всплывания, пузырьки могут не успеть достигнуть поверхности и лопнуть с образованием гладкой поверхности, оставаясь в массе покрытия или на поверхности в виде пор.
Наиболее сложными для устранения являются пузыри, полученные в результате реакции при отверждении покрытий (взаимодействие полиизо-цианатов с влагой воздуха с образованием С02 при применении полиуретанов, выделение реакционного и остаточного формальдегида в лаках кислотного отверждения). Для таких систем требуются дополнительные исследования влияния температур отверждения и соотношения реакционных компонентов плёнкообразующего на образование пузырей.
Одной из распространённых причин появления пузырей является эксплуатация изделий из древесины в открытой атмосфере (окна, двери, строительные материалы и т. д.). В этом случае при проникновении влаги и воды в поры древесины или при использовании недостаточно высушенной древесины возможна потеря адгезии и вспучивание покрытия в виде пузырей. Пузыри могут иметь различные размеры и частоту проявления, образовываться между индивидуальными слоями или непосредственно от подложки.
Из изложенного следует, что пузыри в покрытии могут иметь различную природу происхождения и, соответственно, требуют разнообразных способов устранения. Для решения этой проблемы наиболее часто используют следующие мероприятия:
1. Снижают пенообразование в массе лакокрасочного материала на всех стадиях перед нанесением покрытия, в том числе вспенивание в системе лакоподачи. Производят плавное перемешивание лакокрасочного материала. Разбавленным и готовым к нанесению лаку, эмали или краске дают отстояться в течение некоторого времени до исчезновения пены.
2. При формировании покрытия особое внимание обращают на подготовку поверхности под лакирование, так как при недостаточном заполнении пор высока вероятность проникновения пузырьков воздуха из пор в покрывной лак. Исключают дефекты оборудования, в результате которых воздух может попасть в лакокрасочный материал и покрытие.
3. При распылении образование пузырей уменьшается при правильном выборе сопла распылителя и давления, мелкодисперсном распылении, низком расходе лакокрасочного материала. Необходимо отрегулировать расстояние между форсункой и деталью.
4. На лаконаливной машине пенообразование регулируют высотой завесы лакокрасочного материала и его вязкостью. Уровень материала в бачке должен быть достаточным, чтобы насос не всасывал и не смешивал с жидкостью воздух. Рекомендуется заполнение бачка лакокрасочным материалом не менее чем на половину.
5. Подбирают правильный разбавитель. При отсутствии достаточной информации нужно обратиться за рекомендациями к предприятию-изготовителю лакокрасочного материала.
6. При возможности уменьшают температуру в зоне сушки и скорость движения воздуха. Необходимо исключить попадание на мокрую поверхность посторонних веществ.
7. Для улучшения свойств покрытий по древесине, эксплуатируемых в атмосферных условиях, нужны более тщательная подготовка поверхности, применение атмосферостойких материалов. Следует также исключить попадание влаги в изделие.
8. Возможным способом решения проблемы является применение пеногасящих добавок, что, однако, требует большой экспериментальной работы и времени. Для органорастворимых систем используют пеногасители, обладающие исключительно низким поверхностным натяжением и достаточной совместимостью с лакокрасочным материалом (несовместимость приводит к кратерообразованию, полная совместимость - к потере эффективности). Наиболее частое применение в настоящее время нашли полисилоксаны и их производные. В водно-дисперсионных материалах используют пеногасители на базе алифатических минеральных масел и диметилполисилоксанов, модифицированных гидрофобными простыми полиэфирами. Те и другие могут содержать для повышения эффективности гидрофобные твёрдые вещества. Во всех случаях пеногаситель дестабилизирует оболочку пузыря и способствует её разрушению. Предварительный выбор пеногасителя производят методом введения его в лак с последующей оценкой скорости разрушения образующихся пузырей или уменьшения объёма пены. Для ускорения подьёма пузырьков газа к поверхности покрытия используют фтор-силоксаны, производные полисилоксанов, полиа-крилаты и др. Если пузырьки газа поднимаются на поверхность, но не лопаются, следует совместить деаэрирующий агент с продуктом, содержащим кремниевую кислоту, действующую в этом случае как пеногаситель.
Способ ремонта определяется глубиной распространения пузырей в покрытии. При вспенивании только грунтовочного слоя иногда достаточно тщательно вышлифовать все следы от пузырей и нанести лицевой слой покрытия. При вспенивании на всех уровнях комплексного покрытия и особенно верхнего слоя, определяющего декоративный вид изделия, требуется выявление причин появления пузырей и проведение мероприятий по их устранению.
Образование булавочных проколов Наличие в лакокрасочном материале микропены, состоящей из маленьких сферических пузырьков, может приводить к образованию проколов, то есть мелких пор, напоминающих булавочные проколы. Причиной является то, что из-за слишком быстрого возрастания вязкости пузырьки не успевают разрушиться, оставляя при этом след от своего прохождения к поверхности. Проколы могут достигать подложки, существенно ухудшая (при значительном их количестве) внешний вид покрытий и их стойкость к воздействию различных сред.
Причины появления микропены, а также способы борьбы с ней, во многом схожи с описанными для пузырей. Однако при подборе добавок необходимо особое внимание уделить деаэрирующим агентам, способствующим ускоренному подъёму пузырей к поверхности формирующегося покрытия. Ввиду малых диаметров проколов простейшим методом оценки их наличия, а также эффективности действий по устранению, является нанесение лакокрасочного материала на прозрачную подложку (стекло) и осмотр покрытия в проходящем свете. Целесообразность борьбы с указанным дефектом определяет изготовитель, так как очень тонкая микропена на изделии может быть и не заметной визуально.
8. НЕДОСТАТОЧНАЯ УКРЫВИСТОСТЬ
Под укрывистостью понимают способность эмалей и красок при равномерном нанесении на одноцветную поверхность делать невидимым цвет последней или, в случае нанесения на чёрно-белую подложку, уменьшать контрастность между чёрной и белой поверхностями до исчезновения разницы между ними.
Укрывистость в основном зависит от состава ЛКМ и количественно определяется расходом б граммах на 1 кв. м закрашиваемой поверхности. Норма этого показателя обычно указывается в технической документации и свидетельствует об экономичности применения укрывистого материала при окраске.
Однако, несмотря на общее сходство с окраской по металлу и другим непористым материалам, наличие пор у древесины вызывает повышенный расход красок и эмалей, затрудняет получение сплошных и ровных покрытий.
Кроме состава ЛКМ и специфики строения древесины (структура, различная пористость, цвет и др.), на укрывистость влияют факторы, полностью зависящие от производителя изделий. Например:
1. При неправильном хранении ЛКМ возможно выпадение пигментного осадка, который практически не перемешивается. Укрывистость при этом значительно снижается, может наблюдаться изменение цвета.
2. Суспензия пигментов и наполнителей при недостаточном перемешивании неравномерно распределяется по всему объёму ЛКМ, и часть её может не попасть на окрашиваемый объект.
3. Плохая подготовка (шпатлевание, грунтование) поверхности, на которую наносится декоративное покрытие, снижает укрывистость применяемых эмалей и красок.
4. При нанесении слишком тонких слоев укрывистость ЛКМ может быть недостаточной. На рис. 4 видно, что толщины покрытия в 5-10 мкм недостаточно, чтобы полностью укрыть окрашиваемую поверхность. Цель достигается при толщине 20 мкм.
5. Чаще всего недостаточно укрытыми бывают трудно окрашиваемые поверхности (углы, кромки и т. д.).
6. При неравномерном нанесении возможно проявление отдельных недостаточно укрытых участков.
7. Удаление излишнего количества покрытия при окончательной отделке (например, полировке) также может явиться причиной пониженной укры-вистости.
Для предотвращения появления дефекта следует:
- выбрать краску или эмаль с требуемыми защитно-декоративными свойствами и с наиболее высокой укрывистостью;
- подготовить ЛКМ к окраске (проверить укрывистость на соответствие технической документации, тщательно перемешать материал, довести до рабочей вязкости и отфильтровать);
- подготовить поверхность для того, чтобы обеспечить минимальный расход укрывающего материала;
- отработать технологию окраски до полной
укрывистости ниже лежащего слоя.
укрывистости ниже лежащего слоя.
Если в результате укрывистость оказалась недостаточной, необходимо нанести дополнительный слой ЛКМ. В редких случаях, при невозможности исправить дефект без ухудшения декоративного вида покрытия, предлагается удалить верхний слой и нанести новый.
(Продолжение следует)
Е.В. Горшкова, ведущий специалист 000 «Экспортлес-импорт»
по лакокрасочным материалам для мебели
А.П. Горшков, заместитель директора
000 «НТЦ Линда»
"Мебельщик" № 35, 36