Покрытия целевого назначения. Морозостойкие покрытия

В процессе эксплуатации лакокрасочные покрытия испытывают механические воздействия, обусловленные:

• приложением внешней нагрузки (вибрация, многократный изгиб, растягивающие напряжения и т. д.;
• наличием внутренних (остаточных) напряжений в покрытии;
• протеканием физических и химических процессов в пленке (кристаллизация, деструкция и структурирование, улетучивание пластификаторов и др.).

Механическая прочность - это сопротивление механическим воздействиям, которые могут вызывать деформацию - изменение формы или разрушение покрытия. Разрушение - появление микротрещин - относят к микроразрушению, а нарушение целостности - к макроразрушению.

Прочностные и деформационные свойства покрытий оценивают модулем упругости, прочностью при растяжении, твердостью, эластичностью, стойкостью к истиранию и т. д.

Главное требование к морозостойким покрытиям я отсутствие хрупкости, то есть сохранение требуемых механических свойств при низких температурах. Критерий морозостойкости полимерных материалов я температура хрупкости Т_хр. Она определяется графически путем построения зависимости s_{вын. эл.}= f(Т).(s-прочность)

С понижением температуры s_{вын. эл} застеклованных полимеров увеличивается, но до определенного предела, затем наступает хрупкое состояние материала, которое характеризуется более пологой прямой зависимости s_хр = f(Т). Точка перегиба А, при которой достигается равенство пределов вынужденно-эластической деформации и хрупкой прочности (s_{вын. эл} = s_хр), отвечает Т_хр материала. Ниже этой температуры пленка не выдерживает больших деформаций и хрупко разрушается при приложении нагрузки. Поэтому Т_хр - это нижняя граница температурной области эксплуатации покрытий. Верхняя граница температурной области эксплуатации в зависимости от эксплуатационных требований к покрытию определяется Т_с, Т_пл или реже температурами текучести, разложения, потери прочности материала. Чем больше разность между этими температурами и Т_хр, тем шире интервал рабочих температур покрытия DТ.

Значения Т_хр и DТ для ряда полимерных пленкообразователей приведены ниже:

Исп-мый материал             Т_хр,°С             DТ, °С

Фторопласт                        -170               430

Полиэтилен                        - 70                190

Полипропилен                   - 15                180

Поливинилхлорид             - 10                 90

Поливинилацетат               - 5                  33

Полистирол                          90                  10

О морозостойкости покрытий судят по их способности выдерживать без растрескивания резкое охлаждение до температур -60 ¸ -180°С, многократные циклы охлаждения и нагревания в пределах -60 ¸ +30°С или противостоять в охлажденном состоянии без разрушения ударным воздействиям.

Морозостойкость покрытий зависит от их толщины (увеличиваясь с уменьшением толщины), условий подготовки поверхности материала подложки. Неморозостойкие покрытия самопроизвольно растрескиваются под влиянием внутренних напряжений. При низких температурах снижаются механические свойства (ударная прочность, эластичность при изгибе, адгезия) практически всех покрытий.

Материалы и покрытия выбирают для эксплуатации в условиях холодного климата в соответствии с ГОСТ 9.404-81.ЕС3КС. В атмосферных условиях применяют комплексные покрытия из грунтовок В-ФЛ-093, ВЛ-02 с алюминиевой пудрой, ЭП-0156, ГФ-017, ХС-010 и эмалей МЛ-1110, МЛ-197, АС-182, ПФ-188, ХВ-16, ХВ-124. Для защиты металлов от воздействия сжиженных газов (температура до -200°С) применяют покрытия на основе акрилатной эмали АС-730 и поливинилбутиральных грунтовок ВЛ-02, ВЛ-08 толщиной 50-60 мкм. Перед нанесением покрытий из лакокрасочных материалов во всех случаях полезна дробеструйная обработка поверхности.