Определение стекания красок и лаков

Определение стекания красок и лаков

Введение
Стекание (или сползание) лакокрасочных материалов (ЛКМ) – это один из наиболее распространенных дефектов, возникающий при нанесении жидких покрытий на вертикальные или наклонные поверхности. Этот дефект проявляется в виде потеков, наплывов или неравномерного распределения материала под действием силы тяжести до момента его полного высыхания или отверждения. Определение склонности ЛКМ к стеканию является критически важным этапом оценки их технологических свойств и прогнозирования качества конечного покрытия. Данные испытания позволяют подобрать оптимальные условия нанесения (толщину слоя, вязкость, температуру) и избежать брака, требующего дорогостоящей переделки.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний на стекание являются жидкие лакокрасочные материалы на различных основах:

• Грунтовки: Прозрачные и пигментированные.
• Краски: Эмали (органоразбавляемые и водно-дисперсионные), масляные краски, алкидные и другие типы.
• Лаки: Прозрачные защитные и декоративные составы.
• Шпатлевки: Жидкие шпатлевочные составы.
• Специальные покрытия: Огнезащитные, антикоррозионные, термостойкие составы в жидкой форме.

Испытываются как готовые к применению материалы, так и материалы, требующие разбавления растворителем или водой до рабочей вязкости. Важно, чтобы материал находился в состоянии, пригодном для нанесения.

2. Область испытаний

Испытания на определение стекания проводятся в следующих областях:

• Контроль качества (Входной и выходной): Проверка партий сырья и готовой продукции на соответствие техническим условиям (ТУ) и стандартам.
• Разработка и модификация рецептур: Оценка влияния компонентов (типа и количества пленкообразователя, пигментов, наполнителей, растворителей, добавок) на тиксотропные свойства и стабильность пленки.
• Оптимизация технологических процессов: Определение максимально допустимой толщины однослойного нанесения, выбор оптимальной вязкости материала для разных методов нанесения (кисть, валик, распыление), оценка влияния температуры и влажности окружающей среды на поведение материала.
• Прогнозирование поведения покрытия: Оценка риска возникновения дефекта при нанесении на реальные вертикальные конструкции (стены, двери, корпуса оборудования, элементы транспортных средств и т.д.).
• Сравнительный анализ материалов: Сопоставление различных ЛКМ или модификаций одного материала по их склонности к образованию потеков.

3. Методы испытаний

Существует несколько стандартизированных методов определения стекания, различающихся по принципу и условиям проведения:

1. Испытание на вертикальной панели (Наиболее распространенный лабораторный метод):

   • Принцип: ЛКМ наносится на стандартную металлическую, стеклянную или другую подложку, установленную строго вертикально. Подложка имеет вырез или специальную маску, формирующую толстый слой материала у верхнего края.
   • Процедура: Материал наносится в вырез или за маску. Панель немедленно переводят в вертикальное положение. Фиксируется длина стекания (расстояние от нижнего края нанесенной полосы до самой нижней точки потека) либо наличие/отсутствие потеков через строго определенное время или после высыхания.
   • Стандарты: ГОСТ 21951-76 (Капли), ГОСТ 20824-81, ISO 16862, ASTM D4400, DIN EN ISO 16862. Часто используется метод с нанесением клина (материал наносится слоем переменной толщины).

2. Испытание на наклонной панели:

   • Принцип: Подложка с нанесенным покрытием устанавливается под определенным углом к горизонту (обычно 45°, 60° или 85°).
   • Процедура: Равномерный слой ЛКМ заданной толщины наносится на панель в горизонтальном положении. Затем панель немедленно устанавливается под заданным углом. Измеряется длина стекания или визуально оценивается степень образования потеков после высыхания.
   • Стандарты: ASTM D823 (Метод B), BS 3900 Part C5.

3. Испытание методом "капельного нанесения" (Spot Test):

   • Принцип: На вертикальную или наклонную подложку наносится контролируемая капля материала.
   • Процедура: Фиксированный объем материала (капля) наносится пипеткой или специальным дозатором на подложку. Измеряется длина образовавшегося следа стекания после высыхания.
   • Стандарты: Иногда используется как быстрый сравнительный метод, реже стандартизирован.

4. Полевые испытания:

   • Принцип: Нанесение материала на реальную вертикальную поверхность или тестовую панель, смонтированную вертикально в условиях, максимально приближенных к производственным или эксплуатационным (температура, влажность, воздухообмен).
   • Процедура: Материал наносится выбранным способом (кисть, валик, распыление) с типичной для практики толщиной. Визуально оценивается образование потеков в процессе и после сушки/отверждения.
   • Значение: Дает наиболее практическую оценку, но менее воспроизводим из-за влияния переменных факторов среды и нанесения.

4. Испытательное оборудование

Оборудование для проведения испытаний на стекание варьируется в зависимости от выбранного метода:

1. Испытательные стенды (вертикальные или с регулируемым углом наклона): Прочные металлические или деревянные рамы, обеспечивающие строго вертикальное положение панели или ее фиксацию под заданным углом. Часто имеют уровни для точной установки.
2. Стандартные подложки: Прямоугольные панели из стали, алюминия, стекла, пластика или картона стандартных размеров (например, 100x150 мм, 150x300 мм). Для метода клина используются специальные шаблоны.
3. Приспособления для формирования толстого слоя/клина:
   • Маски (шаблоны) из металла или пластика с прямоугольным или клиновидным вырезом.
   • Специальные аппликаторы (губки, штампы) для нанесения материала переменной толщины.
4. Инструменты для нанесения:
   • Малярные кисти определенной жесткости и ширины.
   • Оправки для нанесения пленки заданной толщины (проволочные спиральные аппликаторы, гребенчатые шпатели с калиброванными зубьями).
   • Пипетки или дозаторы для капельного теста.
   • Краскопульты (для полевых или имитационных лабораторных испытаний).
5. Измерительные инструменты:
   • Линейки, штангенциркули или калиброванные шаблоны для точного измерения длины стекания.
   • Толщиномеры мокрой и сухой пленки (для контроля исходной толщины нанесения).
   • Вискозиметры (для контроля вязкости испытуемого материала, критически важного параметра).
6. Камера для кондиционирования (опционально, но желательно): Для поддержания стандартных условий температуры и влажности (обычно 23±2°C и 50±5% относительной влажности) перед и во время проведения испытаний, что повышает воспроизводимость результатов.
7. Устройство для сушки (опционально): Сушильные шкафы или лампы инфракрасного излучения, если метод требует ускоренной сушки.

Заключение

Определение склонности лакокрасочных материалов к стеканию – это обязательная процедура для обеспечения качества покрытий на вертикальных поверхностях. Путем стандартизированных испытаний на вертикальных или наклонных панелях с использованием соответствующего оборудования (подложек, аппликаторов, измерительных инструментов) специалисты получают объективные данные о поведении материала. Эти данные позволяют корректировать рецептуры, оптимизировать технологию нанесения, избегать производственного брака и гарантировать долговечность и эстетичность лакокрасочного покрытия. Выбор конкретного метода зависит от задач исследования, типа материала и требуемой точности результатов.

Примечание: Термин "стекание" (sagging) часто используется как синоним "сползания" (running), хотя некоторые специалисты подразумевают под сползанием более выраженное течение с образованием крупных наплывов. Методы испытаний при этом идентичны.