Химия и технология лакокрасочных покрытий

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОКРЫТИЙ С ГИДРОФИЛЬНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Рассмотрение адгезии не ограничивается процессами на границе пленка - субстрат; адгезионное взаимодействие имеет место и при контакте твердых и жидких веществ с покрытием. Оно проявляется, например, в запыляемости и загрязняемости пленок, налипании на них песка, земли (грунта), отложении парафина из нефти и т. д.

Прилипание пыли и загрязнение - серьезный недостаток лако­красочных покрытий. Прилипшая пыль ухудшает их внешний вид, ускоряет старение, способствует коррозии окрашенных металлов. Осо­бенно подвержены запылению и загрязнению защитные покрытия на транспорте, фасадные строительные покрытия, покрытия кровли полов, сельскохозяйственных машин. Налипание увлажненного пес­ка, грунта, удобрений, намерзание льда, примерзание пищевых и других продуктов осложняет работу наземных и водных транспорт­ных средств, приводит к повышению удельных затрат энергии, сни­жению производительности труда. Для устранения этих недостатков применяют покрытия с пониженной адгезией, называемые Антиадге- зионными.

Ю|- Рис. 4.15. Зависимость пылеудержания от крае­

Вого угла смачивания покрытий водой

Пылеудержанию способствуют шерохо­ватость, низкая твердость и липкость пле­нок, их гидрофильность, склонность к элек­тризации. Сила притяжения частиц пыли 30 60 90 Возрастает с уменьшением их диаметра. Так,

0, градусы Частицы диаметром 80 мкм притягиваются с силой, примерно равной их массе, для отрыва же частицы диаметром 1 мкм требуется усилие в тысячу раз больше ее массы. Особенно быстро загрязняются покрытия, полу­ченные с применением гидрофильных пленкообразователей: чем меньше краевой угол смачивания покрытия водой, тем больше пы - леудержание (рис. 4.15).

Покрытия на основе воднодисперсионных красок вследствие матовости поверхности и присутствия гидрофильных компонентов (эмульгаторы, стабилизаторы) загрязняются значительно быстрее по­крытий на основе тех же полимеров, изготовленных из растворов или расплавов. Загрязняемость масляных покрытий много меньше, чем воднодисперсионных, однако она зависит от твердости пленок и глубины отверждения пленкообразователя. Пластифицированные по­крытия более склонны к пылеудержанию, чем непластифицированные. Запыляемость возрастает при старении покрытий, меление и образо­вание сетки трещин способствуют механическому удержанию пыли.

Наиболее действенные пути уменьшения запыляемости и за­грязняемое™ покрытий - их гидрофобизация и снижение электри - зуемости. Последнее достигается, например, обработкой поверхности покрытий катионоактивными веществами, а также использованием токопроводящих пигментов и наполнителей. Гидрофобные свойства обеспечиваются применением неполярных пленкообразователей (фто­ропласты, полиэтилен, кремнийорганические олигомеры), введением гидрофобизирующих добавок (кремнийорганические жидкости ГКЖ - 10, ГКЖ-11, ГКЖ-94, перфорированные жидкости, воски, парафин) или обработкой ими поверхности покрытий. Кремнийорганические гидрофобизаторы (алкилхлорсиланы, алкилалкоксисиланы, полиор - ганосилазаны, алкилсиланоляты щелочных металлов) взаимодейст­вуют с гидроксильными группами пленкообразователей, понижают поверхностное натяжение на границе с воздухом и резко уменьшают смачивание поверхности водой. Краевой угол смачивания 0 гидро - фобизированных покрытий водой обычно превышает 90°, тогда как аналогичные негидрофобизированные покрытия имеют 0 = 40-т-75°.

Гидрофобизация поверхности достигается также введением в краски некоторых органических и полимерных наполнителей - техническо­го углерода (сажи), слюды, фторопластов, полиэтилена и др. - и пиг­ментов. Особенно эффективными гидрофобизаторами являются фтор­содержащие амиды (разработки ИОХ РАН), а также олигомерные акрилаты и полиакрилаты, содержащие перфторалкильные группы. Их введение в лакокрасочные материалы приводит к образованию покрытий, краевой угол смачивания которых превышает 90°.

Гидрофобные покрытия целесообразно применять всюду, где имеется контакт с водными средами и гидрофильными веществами. Наибольший эффект обеспечивается при защите ими фасадов зда­ний, металлической кровли, деталей сельскохозяйственных машин, кузовов самосвалов, ковшей экскаваторов, гусениц тракторов, моро­зильного оборудования.

Прилипание веществ к покрытиям снижается с уменьшением их шероховатости (увеличением глянца). Нередко для достижения нуж­ного эффекта поверх пигментированных покрытий наносят 1-2 слоя лака.