Современное состояние и перспективы развития лакокрасочных материалов

     Окраска изделий в электрическом поле высокого напряжения основана на использовании электрических сил для дробления, перемещения и осаждения заряженных частиц ЛКМ на окрашиваемой поверхности. Основные стадии процесса окраски: подача ЛКМ в краскораспыляющее устройство и дробление за счет энергии сжатого воздуха, действия центробежных сил и сил электрического поля, перемещение заряженных частиц к заземленному изделию, осаждение на его поверхности. ¹⁰

     Нанесение ЛКМ в электрическом поле - один из наиболее экономичных методов  окраски. Благодаря воздействию  электрического поля на перемещение  частиц распыленного материала они наиболее полно осаждаются на окрашиваемой поверхности.

     Далее остановимся на методах нанесения  краски окунанием и струйным обливом. Метод окунания в ваннах применяется  в основном при окраске деталей  сложной конфигурации. При окраске методом струйного облива ЛКМ наносятся на поверхность изделий низконапорным истечением из многих сопел в виде потоков, окаймляющих окрашиваемый элемент. Этот метод характеризуется такими же ограничениями, как и метод окунания, в основном применяется при окраске несложных элементов и гладких поверхностей, например, таких, как двери.

     Важнейшим технологическим показателем является укрывистость ЛКМ, характеризующая расход лакокрасочного материала на 1 м2 окрашиваемой поверхности. Этот показатель определяет равномерность нанесения слоя ЛКМ, что обуславливает его экономическую эффективность.

     Укрывистость  зависит от оптических свойств пигмента, его дисперсности и объемной концентрации в связующем и от многих других факторов. Существенное влияние на укрывистость оказывают также химический состав и цвет пленкообразующего материала, физико-химические свойства связующего, тип растворителя.

     Механические  свойства покрытий во многом определяют уровень защитных характеристик, а также в значительной степени влияют на декоративные функции покрытий в течение всего срока их эксплуатации. К механическим свойствам покрытий относятся твердость, гибкость, прочность на удар, адгезия и т. д.

     Твердость - это сопротивление, оказываемое  покрытием при проникновении  в него другого тела. Твердость пленки - одно из важнейших механических свойств лакокрасочного покрытия, характеризующее частично степень высыхания, а в основном прочность поверхности.

     Адгезия - способность лакокрасочных покрытий к прилипанию или прочному сцеплению с окрашиваемой поверхностью. От величины адгезии зависят механические и защитные свойства покрытий.

     Водостойкость - способность покрытия выдерживать  без изменения воздействия пресной или морской воды.

     Морозостойкость - способность ЛКМ сохранять свои физико-механические свойства после нескольких циклов замораживания-оттаивания.

     Термостойкость - предельно допустимая температура, при которой покрытие сохраняет все свои функции в течение определенного времени.

     Атмосферостойкость - способность лакокрасочного покрытия сохранять в течение продолжительного времени свои защитные и декоративные свойства в атмосферных условиях. Количественно атмосферостойкость выражают сроком службы покрытия (в годах, месяцах), определяемым степенью потери его первоначальных свойств. Срок службы зависит от климатических и специфических условий местности. К таким видам разрушений относятся: потеря блеска, изменение цвета и другие. ¹¹

     И в заключение, остановимся на подготовке поверхности для нанесения ЛКМ.

     Перед окрашиванием имеет большое значение для получения высококачественного покрытия и обеспечения длительности его службы. Суть этой процедуры заключается в очистке от продуктов коррозии, старой краски, жировых и других загрязнений. Способы подготовки поверхности подразделяются на три основных группы: механические, термические и химические.

     К механическим способам очистки относятся: очистка инструментом (щетки, шлифовальные машинки), очистка при помощи песка, дроби, смеси песка и воды. Применяя эти методы, можно получить хорошо очищенную поверхность с равномерной шероховатостью, которая будет способствовать наилучшей адгезии лакокрасочной пленки.  
К химическим способам очистки поверхности, прежде всего, относится ее обезжиривание, которое производится с помощью щелочных моющих составов или активных растворителей (смывок) в зависимости от типа загрязнения.

     Термический способ применяется для очистки  металла от ржавчины и окалины  с использованием пламени кислородно-ацетиленовой горелки.

     Таким образом, при восстановлении лакокрасочного покрытия необходимо предварительно осмотреть поверхность. Если старое покрытие прочно держится на поверхности в виде сплошного слоя, его следует промыть теплой водой и высушить.

     Если  же оно держится не прочно, его необходимо полностью удалить.

     Грунтование - одна из наиболее важных и ответственных  операций, т. к. первый грунтовочный слой служит основой для всего покрытия.

     Главное назначение грунта - создание прочной  связи между окрашиваемой поверхностью и последующими лакокрасочными слоями, а также обеспечение высокой защитной способности покрытия. Грунтование следует производить сразу же после окончания работ по подготовке поверхности. Грунтовку можно наносить кистью, краскораспылителем и т. д. При окраске поверхностей, подвергающихся воздействию повышенной влажности или эксплуатируемых в атмосферных условиях, грунтование рекомендуется выполнять кистью. В этом случае пленка воды, если она имеется на поверхности, эмульгируется или удаляется в процессе растушевывания краски. Грунт должен быть тонким по сравнению с внешними слоями краски. Сушку грунта следует проводить в соответствии с режимом, предусмотренным технологией. При глянцевой поверхности грунт нужно слегка зачистить мелкой наждачной шкуркой. ¹²

     Шпатлевание способствует выравниванию поверхностей. Толстые и недостаточные слои шпатлевки при эксплуатации могут растрескаться, в результате снизятся защитные свойства покрытия. Поэтому шпатлевку следует наносить слоями. Загрунтованную поверхность сначала покрывают местной шпатлевкой, а потом сплошной. Каждый слой необходимо хорошо высушить. Число слоев не должно превышать трех. В случае необходимости большего числа шпатлевки между ними наносят слой грунтовки.

     Зашпаклеванная  поверхность после высыхания  имеет неровности и шероховатости. Неровности, соринки наблюдаются также на высушенных поверхностях грунтовок. Для удаления всех этих дефектов и сглаживания шероховатостей применяют шлифование. Для шлифовки попользуют абразивную шкурку на бумажной и тканевой основе. 

3. Анализ российского  рынка лакокрасочных  материалов 

     Современное состояние рынка лакокрасочных материалов (ЛКМ) характеризуется уверенной экспансией рынка соседями по СНГ, западноевропейскими и скандинавскими производителями. Украина импортирует от 30% до 40% лакокрасочной продукции в расчете от общего объема потребления, экспортирует около 2,5 тыс.т в основном в Россию, Беларусь и Молдову. С точки зрения цены и качества рынок красок можно поделить на три сектора. Первый - материалы ведущих фирм Германии, Австрии, Скандинавии, которые отличаются высоким качеством, но не по карману основной массе потребителей из-за высокой цены, и объем их использования ограничен. Второй - материалы, производимые по технологиям этих фирм и под их торговой маркой в странах Восточной Европы и Прибалтики. Стоимость и качество их несколько ниже. Третий - материалы производства России, Беларуси, Турции по цене и качеству находятся на уровне отечественных. Они закрывают нишу рынка, которая образовалась за счет отсутствия в Украине тех или иных видов пленкообразователей и пигментов.

     В Украине выпускается примерно 120 тыс. т ЛКМ, производством которых занимаются (по разным источникам) 70-90 фирм. Из них всего 15-20 имеют объем производства более одной тонны в год, все остальные производят от 100 кг до 1 тонны. Номенклатура отечественной продукции очень ограничена. Она представлена довольно широким спектром пентафталевых (алкидных) эмалей типа ПФ-115, в основном бытового назначения. Второе место занимают масляные покрытия, которые "трут" кому не лень и поэтому по качеству значительно уступают тем же алкидным краскам. На третьем месте по объемам производства, благодаря существованию запорожского завода "Кремний-полимер", находятся кремнеорганические продукты, в основном эмали типа КО-168. Последние предназначаются для различных целей в том числе для покрытия фасадов. Следующие места сложно поделить, но суть сводится к тому, что начало развиваться производство акриловых красок, в том числе водорастворимых красок. Также на базе объединения "Стирол" открыто производство покрытий на основе стирола различного функционального назначения. ¹³

     Направление порошковых красок на Украине представлено очень слабо. В основном такие покрытия выполняются из импортных компонентов, завозимых из Франции, Португалии и т.д. Выпускает порошковые краски для покрытия холодильников единственная фирма "Норд" (Донецк).

     Общая беда для всех этих покрытий заключается  в ограниченности сырьевой базы. Качество используемого сырья ни кем не контролируется и получить стабильную партию продукции проблемно. Поэтому сложно говорить и о качестве получаемых лакокрасочных покрытий. Еще один отрицательный момент -ограниченность ассортимента пигментов и наполнителей, производимых на Украине. Их можно пересчитать по пальцам: двуокись титана двух-трех модификаций, красный и желтый железоокисный пигмент, сурик. Остальные пигменты, включая ультрамарин, производители пытаются покупать. Ограничение в пигментах приводит к скудости предлагаемой потребителю цветовой гаммы покрытий. Для сравнения фирма Тиккурила реализует ЛКМ 2700 цветов и оттенков. У нас же для колеровки используют 14-16 пигментов. ¹⁴

     У нас от партии к партии сложно получить одинаковое по составу связующее  из-за нестабильности качества сырья. Ведущие производители отечественных  красок, входящие в своем большинстве в концерн "Укрлакокраска", закупают основные компоненты за рубежом и на основе своих технологий развивают производство. Доходит до того, что импортируют не только пигменты, но и пленкообразователи, наполнители, красители. В итоге, перерабатывая сырье по собственным технологиям на "оборудовании 1903 года", получают краску несколько лучше по качеству, чем в целом по стране и соответственно несколько выше по цене.

     Проблема  производства ЛКМ помимо отсутствия ингредиентов сводится еще к одному недостатку - нормативная и техническая  документация находится на уровне 70-80 гг. В паспорте на продукт можно найти такие понятия как сухой остаток, вязкость, укрывистость, адгезия, но отсутствует схема применения материала. Следовательно, говорить о гарантийных сроках службы материалов не приходится.

     Опыт  показывает, что наши "умельцы" приходят к тому, что в эмаль  ПФ-115 (белая) добавляют мел, компенсируя дорогой титановый пигмент. Определить это можно только химическим анализом. Даже если нормативно оговорен состав, сегодня являющийся секретом большинства фирм, это еще не значит, что продукт соответствует рецептуре. Следовательно давать гарантию срока службы покрытия проблематично.

     Если  в ближайшее время не будет  решен вопрос о жестком регламентировании  моментов, связанных с технологией  производства, оценкой качества красок и их эксплуатационной надежности, говорить о дальнейшем развитии производства отечественных лакокрасочных материалов не приходится.

     Общие тенденции развития промышленности лакокрасочных материалов сводится к реализации четырех основных направлений.

     В первую очередь, это повышение эксплуатационной надежности лакокрасочных материалов, которая обеспечивалась бы не только применением новых технологий и  ингредиентов, но и уменьшением расхода материала. Речь идет о снижении толщины покрытия до 50-70 микрон при сохранении высокой долговечности покрытия.

     Второе  направление - повышение экологической  чистоты производства за счет выпуска  водорастворимых покрытий. Использование  большого количества органических растворителей загрязняет окружающую среду, создает проблемы с природоохранными организациями и в области применения лакокрасочных материалов. Снижение доли растворителей - неизбежная тенденция. В связи с этим все большее значение приобретает производство водорастворимых красок на основе эпоксидных составов и других пленкообразователей. На сегодняшний день уже разработаны рецептуры таких защитных покрытий и для металлов. ¹⁵

     Перспективным является производство и создание лакокрасочных  покрытий специального назначения для решения определенных технических задач. Например, специальные огнестойкие покрытия, защищающие поверхность при температурах от 100"С до 600"С, покрытия для нужд атомной энергетики и т.д. Основная задача в этой области заключается в создании полифункциональных ЛКМ, обладающих комплексом свойств: термо- и радиационная стойкость, легкая дезактивация, антикоррозионная защита и др.