аминными отвердителями. Для отверждения эпоксидных олигоме-1 ров используют эфират трехфтористого бора BF3 О (Сг ) j (ТУ 6-09-804-77), который растворяется в этиловом спирте, бенэот ле, разлагается в воде. Для ускорения отверждения эфират раство- 1 ряется в полиоксипропилендиоле с молекулярной массой 1000, ; содержащей 3,2-3,8 % групп ОН. Оптимальным содержанием комплекса трехфтористого бора в эпоксидной композиции является j 1-1,5 %; время отверждения приведено в табл. 9.6.

Для уменьшения хрупкости эпоксидные смолы пластифицируют или модифицируют сложными эфирами, низкомолеку- i лярными смолами, полисульфидами и другими соединениями. В практике приготовления композиций применяют следующие п л а- стификаторы: дибутилфтапат (ГОСТ 8728-77), полиэфир № 1 (МРТУ 6-05-1122-76), полиэфир МГФ-9 (ТУ МХП БУ-17-56), эпоксидную смолу ДЭГ-1 (ТУ 6-05-1823-77), тиокол НВБ-2 (ГОСТ 12812-80). Существенное повышение прочности и теплостойкости клеевых соединений достигается при введении в эпоксид- ный олигомер низкомолекулярного каучука ПДИ-ЗАК (ТУ 38-103410-85).

Введение большого количества пластификаторов приводит к снижению теплостойкости композиции, уменьшению прочности на изгиб, снижению электрических характеристик. Количество вводимых пластификаторов колеблется обычно в пределах 5-30 % по: отношению к о лито меру.

Путем введения наполнителей в композиции можно по- j высить теплопроводность, уменьшить усадку, увеличить механическую прочность, изменить коэффициент трения и электропровод- ность материала. В качестве наполнителей применяют порошкооб- разные, тонкоизмельченные (иэ стали, чугуна, алюминия, графика, талька, слюды, нитрида бора, дисульфида молибдена, двуокиси кремния и т. д.) и волокнистые материалы (стекловолокно, углеродное волокно, хлопчатобумажные ткани). Свойства некоторых наполнителей приведены в табл. 9.7.

В практике ремонта автомобилей наибольшее распространение получили многочисленные композиции на основе эпоксидных смол ЭД-20 и ЭД-16 с дибутилфталатом в качестве пластификатора, хотя такие составы и не являются наилучшими. Некоторые составы для устранения повреждений и восстановления изношенных деталей приведены в табл. 9.8,9.9,9.10.

Для приготовления небольших количеств композиции (1-5 г) в полевых условиях могут быть использованы эпоксидные составы в тубах (табл. 9.11). Аналогичный способ расфасовки применен для клея ЭПО (ТУ 38-00972-77), состоящего из алкилрезорциио- ] вой эпоксидной смолы, дибутилфталата, молотой слюды, азроси-ла и полиэтиленполиамина. Для ремонтньГх целей выпускаются так-1 же следующие материалы и наборы: универсальный эпоксидный;

клей ЭДП (ТУ 84-606-80); эпоксидная шпатлевка (ТУ 6-15-662-85); ремонтный эпоксидный автонабор (ТУ 6-15-1002-76); ремонтная аптечка полимерных материалов комбайнера АРПК ГОСНИТИ (ТУ 6-09-13-519-76); набор синтетических материалов для ремонта сельскохозяйственной техники (ТУ 6-09-4090-80).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К ГЛАВЕ 9

1.М0ТОВИЛИН Г. В. Воссгаковленне автомобильных деталей олигомерными композициями. - М.: Транспорт, 1981. - 121 с.

2. К а р д а ш о в Д. А. Конструкционные клеи. - М.: Химия, 1980. - 288 с.

3. Петрова А. П. Термостойкие клеи. - М.: Химия, 1977. -200 с.

4. Ф р е й д и н А. С. Прочность и долговечность клеевых соединений. - М.: Химия, 1971. - 256 с.

5. Справочник по клеям. - Л.: Химия. 1980. - 304 с.

6. С м и р н о в а М. И. Сборник технических условий на клеящие материалы. - Л.: Химия,.1975. - 396 с

Глава 10. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

10.1. Классификация лакокрасочных материалов

Лакокрасочные покрытия являются одним из средств защиты металлов и сплавов от коррозии и предназначены для создания декоративных покрытий на деталях и агрегатах автомобилей. Лакокрасочные покрытия (ГОСТ 9.072-77) - это покрытие, полученное нанесешем лакокрасочного материала на окрашиваемую поверхность с последуюшим формированием пленки. Лакокрасочные материалы - это композиции, способные обеспечить формирование покрытий, обладающих комплексом таких необходимых свойств, как адгезия, водостойкость, механическая прочность, защита металла, декоративные эффекты. Пленкообраэователи (или пленкообразующие вещества) лакокрасочных материалов представляют собой полимеры или олигомеры, либо их композиции, способные формировать на поверхности пленки в результате физических, химических или физико-химических превращений. В зависимости от типа пленкообразующего высохшая пленка может иметь различные свойства (табл. 10.1).

В зависимости от состава и назначения лакокрасочные материалы (ЛКМ) подразделяют на лаки, эмали, грунтовки и шпатлевки. Лаками называют растворы пленкообразующих в растворителях, не содержащих пигментов и наполнителей. Э м а л и, г р у н-товки и шпатлевки представляют собой высококонцент-

рированные суспензии пигментов и наполнителей. Пигментами яв- ляются окрашенные вещества, нерастворимые в дисперсионных средах и способные образовьшать с пленкообразующими основания-! ми декоративные или декоративно-защитные покрьггия. Наполни- J т&чи являются Природными или синтетическими материалами, нерастворимыми в дисперсионных средах, с низкой укрывистостью и , красящей способностью. J

В соответствии с ГОСТ 9825-73 обозначение ЛКМ состоит из

пяти групп знаков:

1 группа - название материала полным словом (эмаль,

грунт и т. п.);

2 группа - условное обозначение типа пленкообразователя (табл. 10.2). Смешанные пленкообразователи обозначаются по ос-; новному (превалирующему) продукту;

3 группа показывает основное назначение материала (табл.; 10.3); :

4 группа означает порядковый (регистрационный) номер, присвоенный данному материалу, из одной, двух или трех цифр;

5 группа показывает цвет материала (голубой, синий и т. п.). Пример обозначения: Эмаль НЦ-11 Черная.

Для водоразбавляемых, водоэмульсионных, порошковых, пла-стизольных, органозольных ЛКМ, а также без активных растворителей перед второй группой знаков кода ставится индекс, определяющий разновидность материала: Б - без активного растворителя; В - водоразбавляемые; ОД - органозольные; ПД - пласти-эольные; П - порошковые; Э - эмульсионные. Например, Эма,1ъ Б-ЭП-123 противокоррозионная.

10.2. Свойства лаков и эмалей

Эмали в отличие от лаков, состоящих из раствора пленкообразователя в летучей жидкости, включают пигменты, наполнители, пластификаторы и другие специальные компоненты, обеспечивающие декоративные и механические свойства покрытий, а также устойчивость их при эксплуатации. В отличие от красок эмали со-, держат растворители и меньшее количество пигментов и наполнителей. В связи с этим пленки эмалей обладают лучшими декоративными свойствами. Перечень свойств ЛКМ и нормативная докумен-j тация приведены в табл. 10.4.

Для лакокрасочных покрытий, предназначенных для защите металлов от коррозии в атмосферных условиях, важной характеристикой является проницаемость. Проникновение влаги через полимерные материалы протекает по-разному; в одних существуют постоянные зазоры и поры, через которые в основном проникают молекулы воды, в других же зазоры возникают кратковременно в;

результате теплового движения макромолекул. Типичным представителем первого класса полимеров являются фенолформальдегидные смолы, производные полистирола, полиэтилена. Ко второму классу относятся полимеры типа каучуков. Влагопроницаемость, а также водопоглощение (водонабухание) находятся в сильной зависимости от структуры органических полимеров. Полимеры с трехмерной структурой, например фенольные смолы, отличаются сильно разветвленной структурой, вследствие чего молекулам водяного пара и воды приходится совершать больший путь. В линейных полимерах, отличающихся волокнистой структурой, молекулы слабо разветвлены (например, в нитрате целлюлозы), поэтому путь проникновения молекул намного короче, и этот процесс проходит без затруднений.

В противокоррозионной защите металлических изделий с каждым годом приобретают все большее значение ингибиторы коррозии, вводимые в лакокрасочные материалы.

Алкидные лаки и эмали. К алкидным относятся глифталевые и пентафталевые смолы, получаемые взаимодействием соответственно глицерина (трехатомный спирт) или пентаэритрита (четырех-атомньш спирт) с фталевым ангидридом.

Алкидные лаки готовят растворением смол в растворителях, а эмали представляют собой суспензии пигментов в алкидных лаках, модифицированных добавлением растительных масел (табл. 10.5). Покрытия на основе алкидных смол обладают высокой атмосфе-ростойкостью, эластичностью, хорошей адгезией к окрашиваемой поверхности. К недостаткам их можно отнести продолжительность сушки при нормальной температуре, невысокую водо- и химическую стойкость. При повышенной температуре сушки атмосферостой-кость алкидных покрытий значительно повышается. Высыхание алкидных эмалей слагается из испарения растворителя и дальнейшей поликонденсации смол с образованием необратимой пленки. При температуре 18-22 ° С алкидные эмали высыхают в течение 24-48 ч; повышение температуры сокращает время высыхания, упрочняет покрытие и делает его более стойким к воздействию топлив, лошеральных масел и внешней среды.

Эластичность и атмосферостойкость алкидных эмалей зависит от количества вводимого в их состав растительного масла - чем оно больше, тем выше эластичность, но ниже твердость, хуже глянец и щелочестойкость.

Алкидные эмали и лаки можно наносить всеми способами: кистью, распылением, окунанием, обливанием, а также распылением в электрополе.

К алкидным лакокрасочным материалам относятся и эмульсионные эмали, в состав которых, кроме апкидного (глифталево-го) лака и пигмента, входят масляный пленкообразователь, вода и сиккатив.

Алкидночлирольные эмали изготавливают на основе алкидно-1 стирольной смолы - продукта сополимеризации стирола и алкиД ной смолы с добавлением пластификаторов и сиккатива. Перед употреблением в змали добавлвиот еще 3-5 % сиккатива № 63. Г Алкидао-стирольные змали обладают хорошей адгезией по отношению к металлам и дереву. Покрытия из этих эмалей стойки к воздействию нефтепродуктов, слабым щелочам и солевым растворам; температуроустойчивость эмалей до 80 ° С (табл. 10.6).

Фенольные эмали и лаки готовят на основе фенолформапьде-гидной смолы, находящейся в стадии .4 процесса поликонденсации. Для модификации эмалей иногда добавляют растительное масло. I Фенольные лаки и змали, не модифицированные растительными! маслами, хрупки. Необратимые пленки фенольных эмалей полу- * чают при горячей рушке (180 С) в течение 0,5 ч, покрытия обладают высокой твердостью, атмосферостойкостью и стойкостью к воздействию топлив и минеральных масел.

Мепаминные (меламиноалкидные) лаки и эмали (синтетиче-! ские ли и змали) изготавливают на основе смесей меламинофор-мальдегидной и алкидной смол (табл, 10.7). Покрытия образуются за счет испарения растворителей и отверждения смол. После выдержки на воздухе в течение 10-20 мин изделия подвергают горя-{ чей сушке. Сушку проводят при 100-130 С в течение 0,5-1 ч или j с добавлением катализатора (фосфорной или ортофосфорной кис- лоты) при 80-90 °С в течение 0,5-1 ч. После горячей сушки пок-* рытие из меламиноалкидных эмалей приобретает хороший глянец (его можно усилить дополнительным полированием), высокую ат-! мосферостойкость, эластичность и твердость, стойкость к измене-1 нию температур в пределах от -40 до +60 С, высокую стойкость] к воздействию воды, топлив и масел.

Меламиноалкидные змали можно наносить Путем пневматического распыления в обычной окрасочной камере, а также распьше-нием в электростатическом поле. \

Мочевинные эмали готовят на основе мочевиноформальдегид-; ных смол, представляющих собой термореактивные смолы в стадии А. Высыхание покрытий из этих эмалей происходит за счет испарения растворителя и отверждения смол, для чего необходима то-рячая сушка при температуре 120-140 С. Покрытия получаются большой твердости с хорошим глянцем и высокой атмосфере. бензо-, маслостойкостью. Наносят мочевинные змали распылением, окунанием, обливанием и распылением в электростатическом поле В два-три слоя по глифталевым или фенольным грунтам.

Поливиинлацетатные эмали готовят на основе поливинилацега- j лей с введением феноло- или меламиноформальдегидных смол для1 получения в процессе горячей сушки необратимых покрытий. В их состав иногда входит пластифицирующая невысыхающая алкидная! смола.

Покрытия обладают хорошей адгезией кчерным и цветным металлам, электроизоляционными свойствами, стойкостью к действию воды, пара, высоких и низких температур. Они особенно стойки к действию бензина, минеральных масел и других нефтепродуктов.

Эмали на основе полимеров и сополимеров вишшхлорида. В

промышленности изготавливаются поливинилхлоридные лаковые смолы средней вязкости ПСХ-ЛС и низкой вязкости ПСХ-ЛН. Эмали типа ХВ, обладая хорошими защитными свойствами, имеют ряд недостатков: пониженную адгезию, особенно в первый период после нанесения, низкую термостойкость, недостаточную светостойкость.

Битумные и асфальтовые лаки и эмали готовятся как с добавлением, так и без добавления растительных масел. Битумно-асфапь-товые композиции без добавления растительных масел образуют обратимые пленки, способные растворяться в нефтепродуктах и расплавляться при нагревании. Добавка растительных масел придает покрытию необратимость и стойкость против воздействия атмосферы, влаги, кислот. Эта rpjoma материалов используется в автомобилестроении; их наносят распылением, окунанием и кистью.

Нитроцеялюлозные лаки и эмали. Нитролаки представляют собой раствор нитроцеллюлозы (коллоксилина) в растворителе. Дня понижения хрупкости пленки в нитролак добавляют пластификатор, обычно касторовое масло, а также алкидные смолы. Физические и технологические свойства нитролаков и нитроэмалей приведены в табл. 10.8.

Для растворения .коллоксилина и разбавления нитроэмалей применяют специальные растворители и разбавители из смеси спиртов, ацетатов и ароматических углеводородов. Использование бензина, уайт-спирита и т. п. приводит к свертыванию нитролаков и нитроэмалей.

Небольшая растворимость коллоксилина в растворителях предопределяет образование при высыхании нитроэмалей (нитролаков) тонких пленок, что для создания слоя толщиной 75 -125 мкм тре-ет многократного окрашивания (три-шесть слоев).

Высыхание нитролаков и нитроэмалей происходит вследствие испарения летучих растворителей. Скорость высыхания нитроэмалей даже при комнатных температурах весьма велика; при высыхании образуется обратимая пленка, способная вновь растворяться в растворителях. Быстрота высыхания нитроэмалей обусловливает использование их при ремонте автомобилей.

Покрытия из нитроэмалей и нитролаков относительно стойки к воздействию минеральных масел, бензина и других нефтепродуктов, не содержащих ароматических углеводородов, а также слабых щелочных растворов. Длительное воздействие воды приводит к отслаиванию покрытий.