Надежность противокоррозионной защиты и качество отделки зависят от свойств лакокрасочных материалов, используемых для грунтовки и окраски. Поэтому на судостроительных заводах следует применять только материалы, полностью отвечающие требованиям стандарта или технических условий.
Испытания, по результатам которых судят о качестве и пригодности материалов, могут быть стандартными или специальными. Такие показатели, как абразивостойкость, водопоглощение, горючесть, стабильность цвета, стойкость против плесени, термостойкость, химическая стойкость и др., определяют во время специальных испытаний, методику которых выбирают по соглашению с заказчиком судна.
В тех случаях, когда предполагается использовать материалы в условиях, отличающихся от рекомендуемых стандартом или Техническими условиями, приходится проводить дополнительные испытания. Испытаниям подвергают лакокрасочные материалы как поступающие на заводы, так и изготавливаемые в краскопригото-вительных отделениях, имеющихся при цехах, выполняющих окрасочные работы.
Адгезия — это способность лакокрасочного покрытия прочно прилипать к окрашиваемой поверхности. Не обладая хорошей адгезией, покрытия не могут иметь высоких противокоррозионных свойств.
Улучшить адгезию можно, соответственно подготовив поверхности. Адгезия покрытий всегда ухудшается, если окрашиваемая поверхность покрыта жирным веществом.
При испарении из краски растворителя происходит усадка пленки, сопровождающаяся появлением в ней внутренних напряжений. Это снижает, а в некоторых случаях полностью нарушает, адгезию. Адгезия пленок, высохших при низких температурах, обычно хуже, так как пленка в процессе испарения растворителя становится менее текучей и возникающие в процессе сжатия пленки напряжения действуют сильнее.
Выбор метода контроля адгезии зависит от типа покрытия. Чаще всего пользуются методом решетчатого надреза, который можно осуществлять как в лабораторных, так и в производственных условиях. Для этого концом острого перочинного ножа, лезвием бритвы или скальпелем (их держат перпендикулярно к поверхности) делают пять параллельных надрезов с промежутками в 1 мм и столько же надрезов, перпендикулярных к первым, на таком же расстоянии один от другого. При хорошей адгезии краска удерживается на металле в местах надреза, при плохой — осыпается, оголяя металл.
Адгезию масляных красок определяют не ранее трех суток и не позднее 30 суток после окончания окрасочных работ; адгезию перхлорвиниловых красок и на основе сополимеров — не ранее семи суток после окончания окрасочных работ при сушке на открытом воздухе при +20 °С и не ранее 15 суток при сушке ниже +10 °С. Если эти краски наносят в плохо проветриваемых помещениях, то срок сушки покрытий до момента определения адгезии должен быть увеличен вдвое.
У перхлорвиниловых покрытий и красок на основе сополимера а дгезию определяют таким образом: лезвием ножа, скальпелем или бритвой делают надрез в виде равностороннего треугольника (длина стороны равна 10—11 мм). Краски с хорошей адгезией отделяются от грунта маленькими кусочками.
Адгезию этинолевых покрытий определяют ножом. Если с его помощью удается отделить целые куски покрытия, площадью 1—2 см2, то покрытие имеет плохую адгезию.
Адгезию необрастающих красок обычного типа устанавливают визуальным осмотром, а термопластичных — слегка постукивая деревянным молоточком весом 200 г.
При рассмотренных методах контроля адгезии неизбежно разрушается покрытие. Поэтому адгезию следует проверять на участках, где покрытие можно легко восстановить, или на участках, находящихся на невидимой стороне конструкции.
Абразивостойкость характеризует прочность пленок к истиранию. Это свойство особенно важно для покрытий судов на воздушной подушке.
Абразивостойкие покрытия должны обладать высокой прочностью при растяжении, эластичностью и хорошей адгезией к подложке.
Для измерения стойкости покрытий к истиранию песком на окрашенную пластинку, поставленную под углом 45°, из воронки через трубку длиной 180 см насыпают песок или корундовый порошок заданной зернистости. Испытание продолжается до тех пор, пока пленка не сотрется до подложки. Количество песка или абразива (в граммах), израсходованного на истирание пленки, характеризует ее абразивостойкость.
При измерениях абразивостойкости необходимо, чтобы толщина испытуемой пленки соответствовала толщине покрытий, наносимых на практике.
Влагопроницаемость пленки лакокрасочного покрытия измеряют по количеству воды, проходящей через пленку определенного размера.
При введении пигмента до достижения критической объемной концентрации влагопроницаемость пленки уменьшается, а затем резко возрастает. Это объясняется тем, что вода движется в пленке через связующее, частицы пигмента удлиняют ее путь. Превышение критической объемной концентрации пигмента сопровождается недостатком пленкообразующей основы для связывания отдельных частиц пигмента, в пленке появляются поры, через которые проникает влага.
Водопоглощение определяют преимущественно у пленок покрытии, подвергающихся постоянному или длительному действию влаги. При поглощении воды лакокрасочные пленки набухают и размягчаются, вследствие чего снижается их прочность и адгезия к подложке. Для получения сравнимых результатов толщины различных пленок не должны отличаться друг от друга.
Количество поглощенной воды измеряют после нанесения лакокрасочных материалов на жесткие непоглощающие подложки из алюминия, белой жести или стекла. В последнем случае в резуль тате проникновения влаги между пленкой краски и стеклом ре-1 зультаты могут оказаться завышенными.
Время высыхания лакокрасочных материалов зависит от температуры окружающего воздуха, его влажности, толщины нанесенного слоя покрытия и т. п. Поэтому испытания необходимо производить в строго определенных условиях.
Различают следующие стадии высыхания:
а) высыхание от пыли — время образования пленки, к которой уже не прилипает пыль, хотя пленка еще не окрепла;
б) практическое высыхание — время, в течение которого на окрашенной поверхности образуется прочная пленка, позволяющая производить необходимые технологические операции (наносить следующие слои краски, шлифовать и т. п.);
в) полное высыхание — время, в течение которого наступило отвердевание пленки по всей ее толщине.
Вязкость является одной из основных характеристик лакокрасочных материалов. Вязкостью, или внутренним трением, называется сопротивление жидкости передвижению одного ее слоя относительно другого.
Условную вязкость лакокрасочных материалов определяют по времени истечения (в секундах) определенного объема жидкости через калиброванное сопло вискозиметра при температуре 20 °С.
Вязкость лакокрасочных материалов определяют при помощи вискозиметров ВЗ-1, ВЗ-4, ФЭ-36, НИИЛК и др. Вискозиметр ВЗ-1 с соплом диаметром 2,5 мм предназначен для лакокрасочных материалов, вязкость которых выше 150 с, а с соплом диаметром 5,4 мм — для материалов с вязкостью не ниже 10 с. Вискозиметр ВЗ-4 предназначен для материалов, вязкость которых находится в пределах 20-150 с.
Вязкость олиф и масел можно определить также вискозиметром Энглера. Ее выражают в градусах Энглера, показывающих отношение времени истечения (в секундах) 200 мл испытуемой жидкости ко времени истечения такого же объема воды при 200 °С.
Для пересчета вязкости, определенной различными вискозиметрами, служат номограммы или специальные таблицы.
Глянец, или блеск,— это свойство поверхности отражать падающие на нее лучи. Чем больше лучей отражает поверхность, тем сильнее ее глянец.
Глянец можно оценить визуально, для характеристики его используют следующие определения: высокий глянец; средний глянец; пленка полуматовая; пленка матовая.
Для количественного определения (в процентах) степени глянца применяют приборы (блескомеры) марки ФБ-1А или ФБ-2. С их помощью сопоставляют глянец исследуемой пленки с глянцем зеркального стекла.
Горючесть характеризует свойство пленки лакокрасочного материала поддерживать горение или препятствовать распространению пламени.
В судостроении разрешается применять лакокрасочные материалы, высохшие пленки которых не горят или обладают пониженной горючестью.
Долговечность (срок службы) характеризует способность лакокрасочных покрытий противостоять разрушительному действию окружающей среды в условиях эксплуатации.
В настоящее время еще нет достаточно достоверных методов, позволяющих в короткий срок оценить долговечность покрытий в натурных условиях.
Количество растворителя и сухого остатка определяют на специальной установке. Метод определения основан на испарении растворителей, входящих в состав лакокрасочных материалов, под действием тепла, излучаемого инфракрасной лампой (марка ЗС2 или ЗС1).
Степень перетира, или дисперсности, красок косвенным образом характеризует их антикоррозионные свойства. Чем лучше растерта краска, тем она более однородна, тем лучше ее водостойкость. Степень дисперсности определяют при помощи микрометра или так называемого клина. Метод клина заключается в определении наименьшей толщины слоя краски, при которой перестают быть видимыми отдельные неперетертые агрегаты из частиц пигмента.
Прочность пленок при ударе устанавливают в зависимости от максимальной высоты, с которой на пленку падает груз весом I кг, не вызывая при этом ее механического разрушения.
Для испытания красочный материал наносят на металлическую пластинку, которую после высыхания помещают краской вверх на наковальню под боек. Участок пластинки, подвергающийся удару, должен находиться на расстоянии не менее 20 мм от краев пластинки или от центра других участков, ранее подвергавшихся удару.
При отсутствии трещин и отслаивания пленки высоту сбрасывания груза увеличивают до тех пор, пока не обнаружится разрушение пленки, или до удара грузом, падающим с высоты 50 см.
Розлив лакокрасочных материалов характеризует способность лакокрасочного материала растекаться по поверхности, на которую он нанесен, образуя ровную, гладкую поверхность. Этот показатель особенно важен для материалов, наносимых последним слоем. Розлив считается удовлетворительным, если штрихи от кисти, имеющиеся на окрашенной поверхности, исчезают менее чем за 10 минут после нанесения покрытия, и замедленным, если штрихи исчезают через 10—15 минут после окончания окраски. Розлив неудовлетворителен, если штрихи на пленке покрытия не исчезают по истечении 15 минут после нанесения.
При работе краскораспылителем устанавливают момент, при котором слой краски, нанесенной на поверхность, становится ровным, гладким, без ряби и подтеков.
Сорность — это загрязнения, ухудшающие внешний вид и снижающие защитную способность покрытия. Они могут содержаться в краске или попадать из водуха при сушке окрашенных поверхностей. Сорность определяют путем, сравнения пленки исследуемого образца с соответствующим эталоном. Отсутствие загрязнений является важнейшим требованием, предъявляемым к покрытиям.
Срок хранения является одним из важнейших показателей для лакокрасочных материалов и всегда оговаривается в ГОСТ или Технических условиях. Для определения возможности хранения материалов на складах производят периодически отбор проб.
При отборе устанавливают наличие осадка, его плотность, усилие и время, необходимое для придания материалу однородной консистенции. В пробах определяют вязкость, количество растворителя, необходимое для придания материалу рабочей вязкости, отсутствие в нем нерастворимых сгустков, а также основные физико-механические показатели нанесенных пленок: время высыхания, эластичность, твердость, цвет пленки.
Стойкость к различным реагентам характеризует способность лакокрасочного покрытия противостоять агрессивному действию кислот, щелочей, моющих растворов.
Допустимый срок нахождения испытуемого образца в данном реагенте указывается в соответствующих Технических условиях или Стандартах. Пленка считается выдержавшей действие реагента, если на ней появляются первые признаки упомянутых выше изменений только после указанного в Технических условиях срока.
При определении стойкости покрытий к моющим средствам деревянные или металлические пластинки, окрашенные двумя слоями (с междуслойной сушкой, согласно Техническим условиям, и окончательной выдержкой в течение пяти суток), наполовину погружают в 5%-ный раствор соды на один час. Затем пластинки вынимают, сушат на воздухе в течение 0,5 часа и определяют твердость покрытия. Параллельно определяют твердость верхней половины покрытия.
Твердость покрытия, устойчивого к моющим средствам, после испытания не должна быть ниже твердости покрытия до испытаний. Не должен изменяться также внешний вид покрытия.
При другом способе определения стойкости покрытия к моющим средствам на пластинку, окрашенную испытуемым материалом, накладывают ватный тампон, смоченный 3%-ным раствором соды. Через два часа тампон удаляют и этот участок пластинки промывают водой. Стойкое покрытие не должно измениться.
Стабильность цвета пигментированных покрытий зависит от пленкообразующей основы и свойств пигментов, а также от условий эксплуатации лакокрасочных покрытий.
Стойкость к плесени. Практически все пленки красок теряют свои вид и разрушаются плесенью, если ее развитию способствуют окружающие условия, т. е. высокая влажность и повышенная температура воздуха, даже при отсутствии солнечного света.
Плесень развивается на покрытиях, содержащих в качестве пленкообразующего вещества высыхающие масла, алкидные смолы. Очень интенсивно плесень развивается на пленках эмульсионных красок. Рост плесени можно уменьшить с помощью хлор-каучуков, связующих на основе сополимеров винилхлорида.
Для защиты от плесени вводят в краски окиси цинка, ртуть-органические и оловоорганические соединения, хлорированные фенолы, а также некоторые соединения, содержащие непрочно связанную серу.
Твердость лакокрасочной пленки характеризует механическую прочность, которую она приобретает после высыхания, т. е. способность пленки оказывать сопротивление вдавливанию или проникновению в нее твердого тела. Твердость любого лакокрасочного покрытия увеличивается по мере его высыхания и достигает предельных значений у полностью высохшего покрытия.
Некоторые лакокрасочные покрытия приобретают твердость только в результате испарения растворителя. Когда оно закончится, пленка становится максимально твердой. Такой процесс может продолжаться несколько часов, суток и даже недель, так как многие пленкообразующие основы очень прочно удерживают остатки растворителя.
Твердость пленки увеличивается постепенно, конечная величина ее зависит от состава лакокрасочного материала. Это свойство имеет очень важное значение, но оно с трудом поддается измерению. Наиболее часто твердость определяют при помощи маятникового прибора.
Укрывистость — это способность краски при нанесении равномерным слоем на одноцветную поверхность делать невидимым цвет этой поверхности. Укрывистость выражается в граммах краски на квадратный метр (г/м2). Может быть определена укрывистость краски, готовой к употреблению, или в пересчете на густотертую.
Для определения укрывистости пигментов, масляных красок и эмалей пользуются стеклянной пластинкой размером 100×300 мм. На одной стороне ее нанесены на равном расстоянии друг от друга три полосы шириной по 15 мм (две черных и одна белая между ними).
Испытуемый материал наносят щетинной кистью тонким слоем на сторону, противоположную той, на которой имеются цветные полосы. Чтобы удобно было держать в руках пластинку, испытуемый материал наносят на площадь 100×250 мм, оставляя свободным участок 50 × 100 мм.
Краску наносят сначала кистью вдоль, а затем поперек пластинки до тех пор, пока черные полосы на нижней стороне пластинки не перестанут просвечивать сквозь слой краски.
Для определения момента полного укрывания лучше всего окрашенную пластинку положить на лист белой бумаги.
По разности результатов взвешивания стекла до окраски и после нее определяют вес испытуемого материала, использованного на укрывание пластинки.
Химическую стойкость проверяют только у тех покрытий, пленки которых при эксплуатации подвергаются действию щелочей или кислот (в аккумуляторных ямах), моющих средств (в коридорах, на трапах, в жилых помещениях), дезинфицирующих растворов (в санитарных помещениях, лазаретах, изоляторах, ванных, душевых и т. п.).
Цвет готовых красок и эмалей определяют при помощи картотеки цветовых эталонов. Каждому цвету присвоен определенный номер, а вся картотека разбита на десять групп: первая — красные цвета (№ 1—99); вторая — оранжевые цвета (№ 100—199); третья — желтые цвета (№ 200—299); четвертая — зеленые цвета (№ 300—399); пятая —синие цвета (№ 400—499); шестая — фиолетовые цвета (500—599); седьмая — коричневые цвета (№ 600— 699); восьмая — защитные цвета (№ 700—799); девятая — белые, серые, черные цвета (№ 800—899), десятая группа — дополнительные цвета; беж, цвет слоновой кости, кремовый, фисташковый и т. п. (№ 900—999).
Сравнивая накраску с эталоном в отраженном свете, можно определить ее цвет. Один из эталонов глянцевый, другой матовый, это позволяет сравнивать различные по глянцу краски.
Цвет олиф, лаков, растворов, смол и растворителей определяют с помощью йодометрической шкалы. Она состоит из запаянных пробирок, заполненных растворами йода различной концентрации.
Налив испытуемый материал в пробирку из бесцветного стекла, на рассеянном свету определяют, к какой пробирке на шкале он больше всего подходит по цвету.
Цвет материала редко полностью совпадает с цветом раствора. В этом случае устанавливают цвет растворов, к которым ближе всего подходит испытуемый материал. Например, цвет лака находится между 1820—1400 и т. д.
Эластичность—способность пленки лакокрасочного материала после сушки следовать движению или деформации подложки без растрескивания и отслаивания.
Эластичность, или прочность, пленок при изгибе определяют при помощи шкалы гибкости ШГ, имеющей набор стальных стержней разных диаметров и сечений.
На результаты испытаний влияют толщина металлических пластинок, толщина покрытий, температура в помещении, продолжительность и характер изгибания пластинки вокруг стержня (быстрое, резкое изгибание недопустимо).