Химия и технология лакокрасочных покрытий

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Для определения механических характеристик покрытий приме­няют как свободные, так и адгезированные к подложке пленки. Важ­ное требование при испытаниях - стандартность образцов. Покры­тия должны быть равномерны по толщине, однозначны по условиям получения, не иметь дефектов в виде газовых включений, пор, рисок. Для получения свободных пленок используют особые подложки: фто­ропластовый лист, амальгамированную жесть, алюминиевую фольгу или специально препарированное стекло.

Большую часть испытаний проводят при воздействии растяги­вающей нагрузки в статическом режиме. Для определения модуля упругости, прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве используют образцы в виде лопаток стандартных раз­меров; одноосное растяжение осуществляют на динамометрах раз­ных конструкций (РМИ-5, ZM-40, типа Поляни и др.) при скоростях от 0,01 до 150 мм/мин.

Эластичность при изгибе определяют "по шкале гибкости" (ГОСТ 6806-73, DIN 53152, ISO 1520) или на коническом стержне (ISO 6860). Эластичность пленки при выдавливании оценивают на приборе пресс Эриксена (ГОСТ 29309, DIN 53156, ISO 1520). Определение прочности покрытий при ударе проводят на приборе У-2М (ГОСТ 4765-73, DIN 55995, ISO 6272). В зависимости от требований оценивают как пря­мой, так и обратный удар. При всех испытаниях подложка деформи­руется (изгибается или вытягивается) одновременно с находящимся на ней покрытием.

О Когезионной прочности покрытий судят по их Твердости. Для ее оценки применяют маятниковые приборы и приборы, основанные на принципе вдавливания или царапания покрытия более твердым телом. Особенно распространено использование маятниковых при­боров МЭ-3, 2124 TMJ1 (определение проводят по ГОСТ 5233-89), а также демпфирование по Кёнигу или Персозу (ГОСТ Р52166-2003). Для определения твердости покрытий вдавливанием индентора при­меняют прибор Бухгольца (DIN 53153, ISO 2815) или микротвердо­мер ПМТ-3. Последний позволяет определять не только поверхност­ную твердость, но твердость покрытий на некоторой глубине. При­меняют также карандаши разной твердости марки "Конструктор" или грифели Farber-Castell, KOH-I-NOOR (с твердостью 2B-B-HB-F-H-2H - ЗН). Определение проводят по ISO 15184.

На твердых покрытиях (при твердости по маятниковому прибо­ру Нм >0,15) отмечается корреляция между значениями твердости по ПМТ-3 Нпмт (в МПа) и Нм:

Нимт = 22,5 Нм.

В случае использования карандашей применительно к ряду по­крытий (меламиноалкидные и алкидные) предложена номограмма пе­ресчета полученных результатов Нк в Нм (рис. 4.10).

Стойкость покрытий к абразивному износу определяют либо по времени воздействия или массе абразива, вызывающего разрушение, либо по значению абсолютного износа пленки, которое устанавливают с помощью приборов ОАО "НПФ Спектр", ИФХ РАН, АПГ (Герма­ния), Гарднера, Табера и др. В качестве абразива применяются кварце­вый песок, шлифовальная шкурка, металлический скребок в виде изогнутой струны и др.

Рис. 4.10. Номограмма пересчета значе­ний твердости покрытий при определе­нии карандашами (Нк) и маятниковым прибором (#м)

Для оценки Демпфирующих свойств Покрытий применяют методы дина­мической петли гистерезиса, свобод­ных затухающих и вынужденных ко­лебаний в зоне резонанса. Покрытию, нанесенному на подложку, сообщают вибрации определенной амплитуды и частоты и находят логарифмический декремент амплитуды и частоты или коэффициент диссипации - основные характеристики механических потерь.

Кавитационную стойкость покры­тий определяют путем натурных и стендовых испытаний. В первом случае покрытия наносят на поверхности, подвергающиеся обтеканию жидкостями или газами с большими скоростями (гребные винты, тур­бины), во втором используют приборы, где создаются скорости дви­жения жидкостей, превышающие 30 м/с (труба Вентури, шпиндель­ные аппараты, ультразвуковые диспергаторы и т. д.). Состояние покрытия при этом оценивается визуально или По Изменению неко­торых свойств (шероховатость поверхности, потеря массы, начало появления коррозии и др.).