Материалы

Автомобильные эмали: функции, состав, классификация

Автомобильные эмали

загрузка...

Покраска автомобиля — работа тонкая, почти ювелирная. Мелочей в этом деле не бывает. Чтобы получать блестящие в прямом смысле слова результаты, мастер должен не только «чувствовать материал», уметь подбирать фактуру покрытия и приспосабливаться к мало-мальским изменениям окружающих условий, но и обладать знаниями о краске, как таковой. Вы скажете, что это пустая трата времени, ведь краска — это всего лишь краска, но на самом деле все гораздо сложнее.

Что такое краска? Или… эмаль?

За свою история термин «краска» претерпел существенные изменения. Раньше так именовались только масляные краски — материалы, изготовленные на основе растительных масел и олиф. Но со временем термин «краска» стал общеупотребительным и его начали применять и к другим ЛКМ, включая эмалевые краски.

Краски — это однородные суспензии пигментов в пленкообразующих веществах. Изготавливаются на основе олиф (масляные краски), лаков (эмалевые краски), водных растворов некоторых органических полимеров (клеевые краски) и жидкого стекла (силикатные краски), водных дисперсий полимеров (эмульсионные краски).

(«Большой энциклопедический словарь», 2000 г.)

Краски, применяющиеся в автомобилестроении относятся к разряду эмалевых красок — смесей пигментов в лаках, образующих твердое непрозрачно покрытие с различными глянцем и фактурой.

Сокращенно эмалевые краски еще называют «эмалями»: разницы, вроде бы и нет, но на самом деле смысл этих двух понятий далеко не идентичен.

Дело в том, что эмалью (от франц. email) изначально называлось тонкое стекловидное покрытие, изготавливаемое из легкоплавких цветных стекол с добавлением оксидов металлов и пигментов, и закрепляемое высокотемпературной обработкой. Такие эмали используются, например, в художественной керамике, в ювелирном деле.

Финифть (эмаль)

Во времена Московии все виды художественных эмалей носили название «финифть», и только в XIX веке это старинное название сменилось на новый термин «эмаль»

Также эмалями нередко называют практически все стекловидные покрытия по металлам, используемые в бытовых целях. За примерами далеко ходить не надо — эмалированные тазы, кастрюли и ванны и есть в каждом доме.

Стекловидная эмаль появилась самой первой, поэтому во всех словарях и справочниках она упоминается в первую очередь. Для автомобильных кузовов она, конечно же, не подходит – как по технологическим соображениям, так и из-за повышенной колкости покрытия. С эмалевыми красками на основе лаков такую эмаль связывает лишь некая схожесть внешнего вида и не более того.

Но тем русский язык и велик, что изъясняться на нем можно достаточно вольно, пренебрегая некоторыми правилами, и все нас поймут. Тем более, что повсеместно использовать термин «эмалевая краска» было бы не совсем удобно.

Поэтому в дальнейшем под словом «эмаль» мы будем понимать, конечно же, эмалевые краски, используемые в автомобилестроении.

А теперь давайте вспомним, какие функции возлагаются на автомобильное ЛКП.

Функции лакокрасочного покрытия

Лакокрасочное покрытие автомобиля выполняет двоякую функцию.

Во-первых, лакокрасочный слой обеспечивает защиту поверхности, на которую он нанесен. Он создает устойчивое к агрессивным внешним воздействиям покрытие, которое предохраняет лежащий под ним материал и, следовательно, продлевает срок его службы. Ясно, что в автомобилях, кузова которых сделаны из стали (которая, как известно, ржавеет) слой краски является первой линией обороны против коррозии.

Во-вторых, лакокрасочное покрытие позволяет индивидуализировать транспортное средство, сделать так, чтобы оно радовало глаз и одновременно выделялось среди массы похожих машин. Разнообразие цветовой палитры и использование всевозможных эффектных ЛКП повышают продажную стоимость автомобилей и стимулируют их сбыт. Покупатели активно «голосуют рублем» за машину понравившегося цвета.

Термины «краска/эмаль» и «лакокрасочное покрытие» часто используются как взаимозаменяемые. Понятие ЛКП более общее и применимо к любому материалу, который может быть использован в качестве тонкой сплошной пленки на поверхности. Термин «краска/эмаль» традиционно используется применительно к пигментированным материалам с целью отличить их от прозрачных пленок, которые правильнее называть лаками. 

Состав краски

Сущность краски в том, что она начинает жизнь в жидком виде, в котором ее наносят на поверхность, после чего она превращается в твердую пленку с теми или иными декоративными и эксплуатационными показателями.

Из чего делают краски? Любая краска состоит из трех основных компонентов:

  • связующего (пленкообразователя),
  • пигмента,
  • растворителя.

Также в состав эмали могут входить различного рода наполнители и добавки.

Состав краски (эмали)

Наличие всех этих компонентов во всех ЛКМ не обязательно. Например, порошковые краски не содержат растворителей, а прозрачные лаки — красящих пигментов. Но связующее — это обязательный компонент любого лакокрасочного материала, его основа.

Пленкообразователь (связующее)

Свойства этого компонента очевидны из названия — связующее «держит» все составляющие краски вместе, связывая их как друг с другом, так и окрашиваемой поверхностью.

Во многом именно связующее определяет ключевые свойства готового ЛКП — его адгезию, механическую и атмосферостойкость.

В качестве пленкообразователей в лакокрасочной промышленности используются различные природные и синтетические смолы, растительные масла. Некоторые лакокрасочные материалы могут иметь в своем составе два и более пленкообразователя.

Зачастую тип связующего можно определить из самого названия краски: нитроцеллюлозная (нитрат целлюлозы), алкидная (алкидные смолы), акриловая (акриловые смолы) и т.п.

Растворитель

Пленкообразующие вещества обычно представляют собой либо очень вязкие жидкости, либо хрупкие твердые тела. Чтобы понизить их вязкость, в лакокрасочный материал вводятся растворители. Благодаря растворителю краска остается жидкой во время изготовления и хранения.

В качестве растворителей применяется очень широкий ряд органических жидкостей (углеводороды, кетоны, спирты, эфиры) и смеси подобных жидкостей.

Не стоит путать растворители, которые вводят в ЛКМ при изготовлении, с теми жидкостями, которые мы наливаем в материал перед применением. Последние правильнее называть разбавителями, поскольку они не растворяют полимерное связующее, а лишь понижают вязкость продукта.

Пигменты и наполнители

Основная функция пигментов — декоративная, — они обеспечивают пленке цвет и укрывистость. Также пигменты повышают прочностные и эксплуатационные свойства покрытия, некоторые из них обладают свойствами ингибиторов коррозии. По химическому составу — это природные или искусственные оксиды, или соли металлов, металлические порошки, а также органические пигменты для придания покрытиям ярких тонов.

Помимо основного пигмента в состав ЛКМ могут входить различные наполнители. Их добавляют для удешевления лакокрасочных материалов, а также для улучшения прочностных и защитных свойств. По составу они представляют собой белые или слегка окрашенные порошки дешевых природных минералов (тальк, гипс, слюда, каолин, мел и др.). Некоторые наполнители вводятся для повышения термостойкости — например, слюда или асбест.

Добавки

То время, когда лакокрасочные материалы состояли максимум из трех компонентов безвозвратно ушло. Современные ЛКМ — это многокомпонентные композиции, и помимо связующего, пигмента и растворителя они имеют в своем составе различные целевые добавки, призванные улучшить те или иные свойства продукта.

В частности, добавки могут повышать эластичность покрытий (пластификаторы), их стойкость к старению (антиоксиданты), огнестойкость (антипирены), поглощать УФ-излучение, предотвращать выпадение пигмента в осадок, препятствовать образованию поверхностной пленки при хранении, улучшать розлив.

Некоторые добавки могут вводиться в лакокрасочный материал непосредственно перед применением, например ускорители сушки, пластификаторы, матирующие и структурирующие добавки.

Классификация автомобильных эмалей

Существует два основных способа систематизации автомобильных эмалей и лаков:

  • по химическому составу (типу связующего);
  • по характеру формирования пленки.

С первым все более-менее понятно: основными видами авторемонтных эмалей в зависимости от типа основы являются нитроэмали, алкидные, меламиноалкидные, акриловые, а также базовые эмали (чаще всего они представляют собой комбинацию полиэфира, меламинформальдегидной смолы и ацетобутирата целлюлозы).

Сейчас нас больше интересует второй пункт — характер формирования пленки. По этому признаку все эмали можно разделить на две группы:

  • высыхающие в результате естественных физических процессов (испарение растворителя);
  • отверждаемые в результате химической реакции.

Механизм сушки эмалей первой группы — чисто физический. Пленка этих красок формируется исключительно за счет испарения растворителей, без изменения химического состава связующего. Полученная после высыхания пленка может быть снова растворена в растворителе, поэтому ее называют обратимой. Такие материалы относятся к классу термопластичных.

Типичный представитель — эмали на основе нитрата целлюлозы (нитроэмали), использовавшиеся на ранней стадии развития автомобильной промышленности.

Высыхание в результате испарения растворителей (нитроэмали, масляные краски)

Отверждение эмалей второй группы происходит уже иным образом. Испарение растворителей, само собой, тоже происходит. Но, в отличие от эмалей предыдущей группы, здесь параллельно запускается еще один процесс: химическое превращение молекул связующего в сетчатый полимер. Полученная пленка обладает новыми физическими и химическими свойствами, после полного отверждения растворить такую пленку невозможно, поэтому ее называют необратимой (термореактивные материалы).

Сама реакция «сшивания» молекул может быть запущена разными способами. Если вспомнить алкидные эмали, то отверждение их пленок происходит в результате реакции с кислородом. В меламиноалкидных материалах («синтетика») реакция запускается при нагреве.

Отверждение в результате окисления кислородом (алкидные эмали)

Пленки современных акриловых эмалей и лаков отверждаются в результате реакции с отвердителем, который добавляется в материал непосредственно перед применением.

Отверждение в результате реакции с отвердителем (акриловые материалы)

Материалы, состоящие из двух частей, которые смешиваются перед применением, называются двухкомпонетными (2K). В лакокрасочной терминологии применительно к ним можно также встретить термин «двухупаковочные» (потому, что поставляются в двух упаковках). И наоборот — материалы, выпускаемые в одной упаковке принято называть однокомпонентными (1K).

Невозможно в краткой статье рассмотреть все нюансы, связанные с автоэмалями. За кадром остались их физико-химические свойства, а также преимущества и недостатки тех или иных видов. К этим вопросам мы вернемся в следующей статье.

Загрузить больше
Load More In Материалы

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Нажимая на кнопку "Отправить", я принимаю пользовательское соглашение и подтверждаю, что ознакомлен и согласен с политикой конфиденциальности данного сайта.

Для вас есть подарок!