Лакокрасочные материалы, применяемые на судах.

Всякая краска, применяющаяся для создания защитных пленок, должна состоять из двух основных компонентов: пленкообразователя и пигмента. Пленкообразующее вещество, нанесенное тонким слоем на окрашиваемую поверхность, создает после высыхания прочную пленку.

Пленкообразователи составляют основу окрасочных материалов. К ним относятся натуральные и полунатуральные олифы, природные и синтетические смолы.

Натуральные олифы вырабатываются из различных сырых растительных (конопляного, льняного, подсолнечного и др.) масел путем их прогрева до 180°С с последующей спецобработкой.

Природные смолы — продукты жизнедеятельности растений (канифоль), насекомых (шеллак) и ископаемые смолы (янтарь, битум и др.). Они могут быть использованы и в качестве доба­вок в другие пленкообразователи для повышения вязкости и во­достойкости.

Синтетические смолы в настоящее время являются одними из основных пленкообразова-телей, на основе которых готовится боль­шое количество красок. Синтетические смолы— это высокомоле­кулярные соединения (полимеры и сополимеры): этиноль, эпоксид, бекелит, перхлорвинил, акрил и др.

Пигменты — тонкоизмельченные окрашенные порошки мине­ралов, представляющие собой смеси окислов металлов, комплекс­ных солей с примесями различных глин. Они практически нераст­воримы в воде, отражают ультрафиолетовые лучи, придают краске цвет, улучшают ее анти­коррозионные свойства, повышают стойкость к воздействию атмос­ферных факторов и механическую прочность пленки. Наиболее употребительные пигменты

белые — белила свинцовые, цинковые, литапонные, титановые;

красные — киноварь, мумия, сурик свинцовый, сурик желез­ный;

желтые — крон свинцовый, цинковый, стронциевый, охра;

коричневые — сиена природная, умбра природная;

зеленые — зелень цинковая, свинцовая;

синие — лазурь малярная, лазурь железная, ультрамарин;

черные — сажа ламповая, сажа газовая канальная, краска черная масляная;

металлические — пудра алюминиевая, закись меди, титановая пыль, цинковая пыль;

специальные — светящиеся флюоресцирующие составы.

В процессе приготовления краски должно соблюдаться строгое соотношение между массами пигмента и пленкообразователя: плен­кообразующего вещества в краске должно быть ровно столько, сколько нужно для смачивания пигмента. Чем больше в краске пленкообразующего вещества, тем пористость ее будет больше, а разрушение пройдет быстрее.

Краски, приготовленные из легких пигментов, хорошо проника­ют во все неровности и шероховатости окрашиваемой поверхности и хорошо обволакивают и. изолируют все имеющиеся на поверхно­сти инородные частицы. В то же время частицы пигмента проявля­ют себя в краске слабо, так как большое количество пленкообразователя препятствует их соприкосновению с окрашиваемой поверх­ностью. В результате этого краски, приготовленные из тяжелых пигментов, обладают, как правило, более высокими антикоррозион­ными свойствами, чем краски, приготовленные из легких пигментов.

Для разведения загустевших красок до малярной вязкости необ­ходимо применять растворители и разжижители — легколетучие ве­щества, не изменяющие свойства краски и испаряющиеся при ее высыхании. Для ускорения высыхания краски могут применяться специальные составы - сиккативы. Однако следует иметь в виду, что сиккативы, уменьшая продолжительность высыхания, в то же время ускоряют старение пленки, поэтому применять их нужно ог­раниченно (они могут составлять не свыше 3—7% массы краски).

Учитывая условия эксплуатации морских судов, лакокрасочные материалы, применяемые для защитных покрытий различных судо­вых конструкций и помещений, должны обладать: хорошей «адгези­ей, т. е. сцеплением с окрашиваемой поверхностью; достаточной «сукрывистостью», устраняющей просвечивание нижележащей по­верхности при нанесении тонкого слоя краски.

Лакокрасочная пленка должна иметь:

достаточную прочность;

хорошую эластичность при изгибах и вибрации;

стойкость против воздействия как высоких, так и низких темпе­ратур;

стойкость против воздействия моющих веществ, масел, нефте­продуктов и т. п.;

способность сохранять постоянный объем, не впитывать влагу, не набухать;

способность быть водо-, паро- и газонепроницаемой.

Различные краски в разной степени удовлетворяют предъявляе­мым требованиям. Учитывая, что отдельные части судна испытыва­ют влияние тех или иных факторов в различной степени, необходимо для окраски судовых поверхностей и устройств выбирать различные сорта красок с таким расчетом, чтобы они наилучшим образом служили защитным покрытием. В некоторых случаях на поверх­ность наносят несколько слоев краски различных видов, чтобы каж­дый слой выполнял свое определенное назначение.

На морских судах применяют масляные краски, пленкообразую­щим веществом у которых служат олифы, и эмали — краски, приго­товленные на разных лаках.

Олифы. Олифами называют растительные масла, обработанные особым способом. Пленка таких масел, нанесенная на поверхность топким слоем, под влиянием света и кислорода воздуха подвергает­ся внутренним изменениям и отвердевает. В результате этого обра­зуется прочная эластичная пленка.

В зависимости от состава различают олифы натуральные и син­тетические. На судах морского флота для изготовления и разведе­ния масляных грунтовок, красок, шпатлевок, для грунтования и пропитки древесины применяется олифа, как правило, натуральная, изготовленная из льняного масла. Расход этой олифы при пропитке деревянных поверхностен составляет 100 г/м2. Цвет хорошей оли­фы—светло-коричневый, прозрачный. Такая олифа не дает осадка и должна высыхать летом за 20—24 ч, зимой — за 24—36 ч.

Полунатуральные олифы менее стойкие, они содержат около 50% натуральных масел и 50% растворителей (скипидар, уайт-спирит). К ним относятся олифы «Оксоль».

Лаки. Это растворы смол в каком-либо летучем веществе — растворителе. При нанесения на поверхность растворитель улетучи­вается, а нелетучая часть образует на поверхности пленку— твер­дую или эластичную, блестящую или полуматовую, имеющую цвет oт снетло-желтого до коричневого.

Для приготовления лаков нужны смола, растворители и пласти­фикаторы. Основа лака может быть приготовлена из естественных или синтетических смол, сплава смолы с маслом, эфиров, целлюло­зы и т. н. Для придания пленке нужного циста в лак может быть введен краситель. При введении в лак пигмента получается эмаль. Лаки в зависимости от пленкообразующей основы делятся на группы. Различают лаки алкидные, битумные, масляные, полиэфир­ные и др.

Краски. Масляные краски заводы-изготовители выпускают в виде густотертой пасты или готовыми к употреблению. Чтобы приготовить краску из пасты, в последнюю постепенно добавляют олифу, доводя краску до малярной вязкости.

Масляные краски можно применять для окраски наружных и внутренних поверхностей. Для окраски наружных поверхностей рекомендуется пользоваться стойкими к воздействию атмосферных факторов, обладающими хорошими антикоррозионными свойства­ми красками: свинцовыми белилами, свинцовым суриком, свинцо­вым кроном и др. Применять указанные краски (а также другие, имеющие в своем составе соединения свинца, ртути) для окраски внутренних помещений нельзя из-за их ядовитости. Для отделоч­ных высококачественных работ во внутренних помещениях выпус­кают декоративные масляные краски различных цветов и оттенков.

При приготовлении цветных красок на судах необходимо иметь в виду, что некоторые основные пигменты нельзя смешивать. Так, нельзя смешивать: свинцовые белила — с ультрамарином, нату­ральной киноварью; натуральную киноварь — со свинцовым кро­ном, свинцовыми белилами; кадмиевую красную киноварь — с бари­товой желтой киноварью.

Длительное время масляные краски были основными при вы­полнении окрасочных работ на морских судах. В настоящее время они все более вытесняются различными эмалями.

Эмалевые (алкидные)краски, или эмали,— это краски, пленкообразую­щим веществом у которых являются лаки (масляные, из искусст­венных смол и др.) При высыхании эмали образуют твердую блес­тящую или матовую пленку. Эмалевые краски, как правило, выпус­кают в готовом к употреблению виде.

В случае загустения краски разбавляют до малярной вязкости растворителем — индивидуальным для каждого сорта эмали. Упо­требление для этих целей олиф и других масел не рекомендуется. Не следует также смешивать эмали с красками других сортов для составления определенного цвета.

На открытом воздухе длительность высыхания краски определяется температурой воздуха:

Эпоксидные краски—это эмали, приготовленные па базе эпок­сидных смол. Растворителем краски до малярной вязкости служит разжижитель Р-4. Эпоксидные краски наносят поверх специального грунта. Применять указанные краски рекомендуется при темпера­турах от + 10 до + 15° С (но не ниже!). Эти краски в основном при­меняют для внутренней окраски танков наливных судов.

Для получения готовой алюминиевой краски алюминиевую пуд­ру непосредственно перед употреблением постепенно высыпают в лак и тщательно перемешивают до получения однородного состава (без комков) пигмента. Перетирать алюминиевые краски на краскотерке не рекомендуется. Алюминиевые краски обычно наносят без грунта в два слоя. В этом случае первый слой краски и является грунтом.

Необрастающие краски препятствуют существованию на под­водной части судна различных морских организмов животного и растительного происхождения. С этой целью в краску вводят раз­личные ядовитые вещества, которые могут входить в состав как пленкообразующей основы, так и пигмента.

Токсические свойства необрастающих красок проявляются в результате вступления в реакцию частиц ядовитого вещества. Об­разовывающиеся при этом двойные соли распадаются на ионы, которые переходят в воду, создавая ядовитый раствор. Следова­тельно, пленкообразующая основа необрастающих красок должна быть частично растворима в воде.

Скорость выщелачивания токсинов имеет различия для разных красок. Во-первых, она должна быть такой, чтобы в пограничной (ламинарной) зоне создавалась концентрация, смертельная для морских организмов. Так, для живого планктона закись меди смертельна в концентрации 1,25 мг/л, а для водорослей — соответ­ственно в концентрации 0,57 мг/л. Однако скорость выщелачивания токсинов не должна быть чрезмерно большой, чтобы краска сохра­нялась как можно дольше.

Необрастающую краску ХС-79 можно наносить кистью и рас­пылителем. В последнем случае работающий должен быть обяза­тельно в защитной маске. Расход краски (распылителем) состав­ляет примерно 150 г/м2.

Сроки сушки краски в зависимости от температуры воздуха:

Температура, "С Время сушки, ч

(—10)—0........................................................................ 4

(+1)-(+10)..................................................................... 2

Выше +10...................................................................... 1

В необрастающих красках КР-24 и КР-29 токсинами служат соединения ртути и каменноугольный сольвент. Краску наносят в два слоя на антикоррозионное покрытие из краски ЭКЖС-40 (че­тыре слоя), причем продолжительность сушки последнего слоя краски ЭКЖС-40 должна быть от 6 до 12 ч.

Реактивация, т. е. восстановление первоначальных свойств лакокрасочного покрытия подводной части корпуса судна, предназначена для продления срока эксплуатации судна без возобновления противообрастающей краски. Реактивация заключается в удалении появившегося обрастания и верхнего слоя краски, потерявшего эффективность. Реактивация производится щетками из нейлона или из мягкой и жёсткой стальной проволоки. К реактивации прибегают , как только потребляемая мощность двигателей увеличивается до20 – 25% (через 10 – 12 месяцев эксплуатации судна). Через 3,5 – 4 месяца операцию повторяют. Реактивацию производят 3 – 4 раза, затем судно ставят в док для перекраски.

Грунтовки. Лакокрасочные покрытия в большинстве случаев на­носят в несколько слоев. При этом к верхним слоям покрытия в зависимости от месторасположения окрашиваемой поверхности могут предъявляться различные требования, например при окрас­ке помещения, в котором могут скапливаться различные газы, - газонепроницаемость, при окраске поверхности, находящейся постоянно в воде, - водонепроницаемость, необрастаемость. Одна­ко все лакокрасочные покрытия, наносимые в качестве защитных

пленок, должны иметь одно общее свойство — защищать окраши­ваемую поверхность от коррозии или гниения. Эту функцию и вы­полняют нижние слои покрытия, так называемые грунты или грунтовки, наносимые непосредственно па подготовленную к ок­раске поверхность.

В качестве грунтовок используют краски, обладающие высоки­ми антикоррозионными свойствами. Пленка таких красок должна быть безусловно водонепроницаема и обладать хорошим сцепле­нием как с окрашиваемой чистой поверхностью, так и с последую­щими слоями других красок, что является первым условием проч­ности всего покрытия. Поскольку поверхность, на которую наносится грунтовка, обычно после зачистки шероховата и имеет отдельные неровности, необходимо, чтобы краски, употребляемые для этой цели, имели низкую вязкость, т. е. были способны прони­кать во все поры грунтуемой поверхности.

В зависимости от пленкообразующей основы грунтовки разде­ляют на масляные, лаковые, из искусственных смол и специальные. Выбор грунтовки зависит от материала грунтуемой поверхности, условий, в которых она находится, а также от состава краски, ко­торую предполагают наносить поверх грунтовки.

Масляные грунтсвки должны приготовляться на наиболее высо­кокачественных натуральных (льняных и конопляных) олифах. Наиболее часто в качестве масляных грунтовок применяют краски, содержащие как пигмент свинцовый пли железный сурик, цинковые белила, хроматный цинк. Из них самыми высокими антикоррозион­ными свойствами обладает свинцовый сурик. Однако он является и самым дорогим, в связи с чем употребляется для покрытия сталь­ных и деревянных поверхностей, находящихся в наиболее неблаго­приятных условиях. Для грунтования стальных и деревянных на­ружных поверхностей, находящихся в благоприятных условиях, применяют более дешевую железносуричную грунтовку или смесь свинцового и железного сурика.

Цинковые белила в качестве грунтовки применяют в основном для покрытия внутренних деревянных поверхностей, окрашиваемых затем в светлые тона, а также для грунтования оцинкованных и дюралюминиевых поверхностей. Для этих же целей применяют и цинковый крон.

Лаковые грунтовки употребляют для покрытия поверхностей, лакокрасочная пленка которых должна иметь повышенную проч­ность. Кроме того, лаковые грунтовки с пигментом в виде алюми­ниевой пудры применяют для покрытия оцинкованных и дюралюми­ниевых поверхностей, для которых употребление свинцово - или железносуричных красок недопустимо. Лаковые грунтовки исполь­зуют для грунтования поверхностей, окрашиваемых затем масля­ными красками или масляно-лаковыми эмалями.

К лаковым относят грунтовки ЭФ-065 и ЭФ-066, изготовленные на полиэфирной основе. Они поставляются на суда в готовом виде. Первый слой грунтовки наносят кистью или установкой безвоздуш­ного распыления, последующие слои можно наносить любым способом. Эти грунтовки наносятсяпо металлической поверхно­сти, а также по остаткам старого прочно держащегося масляного покрытия при температуре наружного воздуха не ниже +15° С.

Грунтовки из искусственных смол поступают на суда в готовом виде. Они имеют различные компоненты, что определяется их на­значением, а также типом лакокрасочных материалов, которые бу­дут наноситься на грунтовку.

Протекторные грунтовки относят к числу покрытий, которые создают анодную защиту; окрашиваемый металл становится като­дом и не коррозирует, а коррозии подвергается металлический пигмент, например цинковая пыль, выполняющий роль анода. В ре­зультате этого окрашенный металл не разрушается до тех пор, пока на нем имеется грунтовка. Такие грунтовки хорошо держатся толь­ко на тщательно очищенной стали. Их наносят кистью или краско­распылителем. Протекторные грунтовки готовят из этиноливых лаков.

Шпатлевки. Шпатлевками называют густые пасты, состоящие из пленкообразующей основы, наполнителей и пигмента. Их при­меняют для устранения неровностей и исправления таких дефектов, как вмятины, раковины или царапины на загрунтованной поверхно­сти. Шпатлевки улучшают внешний вид покрытия. В зависимости от пленкообразующей основы различают лаковые, масляные, нитроцеллюлозные, эпоксидные и другие шпатлевки. В качестве наполнителя о шпатлевках используются мел, цемент, асбестовое волокно, металлические порошки.

Шпатлевки в отличие от красок меньше содержат пленкообра­зующей основы, поэтому они хорошо шлифуются. Всякая шпатлевка должна иметь оптимальное количество пленкообразующей основы. При ее избытке шпатлевка плохо сохнет, с трудом поддается шли­фовке, при недостатке же становится очень хрупкой, недостаточно водостойкой, плохо пристает к грунту, обладает большой усадкой. Как правило, шпатлевки не обладают высокими антикоррозионны­ми свойствами, поэтому их наносят поверх грунтовки.

Однако существуют шпатлевки, которые используются в качест­ве антикоррозионного покрытия. Такова, например, шпатлевка ЭП-00-10, которая состоит из двух компонентов -основы и отвердителя. Она применяется в качестве антикоррозионного покрытия поверхностей трюмов, предназначенных для перевозки химических грузов.

Растворителями называют органические летучие жидкости, спо­собные растворять пленкообразную основу лака или краски. Рас­творители вводят для того, чтобы придать лакам и краскам вязкость (консистенцию), необходимую для нанесения их на окраши­ваемую поверхность тонким равномерным слоем кистью, краскорас­пылителем, способом обливания и т. п. После окраски растворитель полностью улетучивается из пленки.

Растворители оказывают значительное влияние на качество плен­ки. Быстрое испарение растворителя может нарушить трочность пленки, при использовании некоторых растворителей происходит выпадение компонентов в результате плохого растворения. При на­личии в растворителе труднолетучего остатка уменьшается проч­ность пленок и длительное время сохраняется запах.

Среди растворителей различают активные растворители и раз­бавители или разжижители. Активными называют растворители та­кие, которые непосредственно растворяют пленкообразную основу.

Разбавители, или разжижители, — вещества, не растворяющие пленкообразную основу. Их применяют для разведения красок до рабочей консистенции в сочетании с активными растворителями.

Одно и то же вещество, например ацетон, спирт, скипидар, мо­жет быть растворителем для одних пленкообразующих и разбави­телем—для других. Поэтому сильно загустевшие лаки, краски, эмали вначале разводят растворителем, после чего доводят до нуж­ной вязкости, используя разбавитель, или разжижитель. Количество последних в лакокрасочных материалах не должно превышать б— 8%. Введение их в больших количествах может вызвать выпадение смолы и порчу материалов.

При выборе растворителей или разбавителей следует учитывать условия выполнения окрасочных работ. Применяя растворители с низкой температурой кипения, можно сократить время высыхания пленок. Однако при этом происходит сильное охлаждение окрашен­ных поверхностей, в результате чего па пленке конденсируется вла­га, а это снижает адгезию, уменьшает прочность и изменяет цвет покрытия. При определении пригодности растворителя учитывают его растворяющую способность, температуру кипения, скорость ис­парения, температуру вспышки, воспламеняемость, запах, вредность, способность вызывать коррозию металла.

Растворители, разбавители, или разжижители, используют также при подготовке поверхностей под окраску для удаления с них за­грязнений органического характера.

Для разбавления лаков и красок целесообразнее применять смеси из различных разбавителей вместо одного разбавителя в чистом виде, так как это обеспечивает лучшее качество пленки.

При высокой температуре чрезмерно быстрое испарение раство­рителей может явиться причиной образования на поверхности пленки пузырей, большого количества пор, возникновения в ней больших внутренних напряжений, следствием которых могут быть трещины или побеления. Все это приводит к уменьшению прочно­сти и ухудшению адгезии пленки к поверхности.

Практически все растворители и разбавители представляют собой горючие жидкости, поэтому при работе с ними необходимо принимать меры пожарной безопасности.

Надо помнить, что концентрация в воздухе паров любых рас­творителей вредна: длительное вдыхание этих паров может вызвать головокружение и даже обморок. Использование раство­рителей для мытья рук, недостаточно аккуратное обращение с ними или с материалами, содержащими растворители, способствует возникновениюкожных заболеваний. К числу особенно вредных растворителей, применять которые на судах не рекомендуется, относят бензол, дихлорэтан, метило­вый спирт, трихлорэтилен.

Существует широкий ассортимент растворителей и разбавите­лей или разжижнтелей, которые добавляют в грунтовки, шпатлев­ки, краски и эмали на натуральных или синтетических смолах для доведения их до рабочей консистенции

Сиккативами называют вещества, ускоряющие высыхание рас­тительных масел и лакокрасочных материалов, содержащих эти масла. Сиккатив поглощает кислород из воздуха и активно передает его маслу, благодаря чему сокращается время, необходимое для образования твердой пленки краски. Наибольшая скорость высы­хания растительных масел и материалов, содержащих масла, на­блюдается при вполне определенном (оптимальном) количестве сиккатива. Введение сиккатива в больших количествах оказывает отрицательное влияние на качество покрытия, так как:

одновременно с высыханием происходит очень быстрое старе­ние пленки покрытия, сопровождающееся появлением трещин и разрушением покрытия;

в результате быстрого образования поверхностей пленки и на­личия внутри недостаточно просохшего масла пленка покрытия через некоторое время может стать липкой.

Многие пигменты, например свинцовый сурик, свинцовые бе­лила, сами являются ускорителями высыхания масел, поэтому при определении количества сиккатива необходимо учитывать наличие в краске таких пигментов.

В готовых к употреблению красках, олифах и лаках, содержа­щих масла, сиккативы обычно имеются в нужном количестве, поэ­тому добавлять их в такие материалы не следует. Нельзя вводить сиккативы в лакокрасочные материалы, не содержащие масел, на­пример в спиртовые лаки, нитроцеллюлозные эмали, краски эмуль­сионного типа, краски или лаки, приготовленные на основе камен­ноугольного пека.

В результате длительного, часто неправильного, хранения сик­кативы могут испортиться. Они становятся мутными, на дне и стен­ках емкости, в которой хранились сиккативы, образуются липкие осадки, не смешивающиеся с растворителями, входящими в состав. Такие сиккативы к употреблению непригодны.

Преобразователи, или стабилизаторы ржавчины, — растворы, которые позволяют окрашивать корпуса судов или конструкций в том случае, если с их поверхности полностью не удалена ржавчи­на. Промышленность использует преобразователи ржавчины не­скольких типов — на основе танина, желтой или красной кровяной соли, фосфорной кислоты.

Принцип действия преобразователей заключается в том, что входящие в них компоненты (фосфорная кислота, танины и продук­ты, аналогичные им по характеру действия) взаимодействуют с окислами железа и окрашиваемой поверхностью. В результате об­разуются сложные соединения, которые защищают металл от даль­нейшего ржавления и превращают ржавчину в нейтральный пиг­мент, входящий в состав грунтовок.

Смывки предназначены для удаления старых, прочно держа­щихся покрытий.

Смывка обыкновенная СД (об) и смывка специальная СД (сп) для удаления старых красок выпускаются промышленностью в го­товом к употреблению виде. Это однородные огнеопасные жидко­сти. Смывку наносят на поверхность флейцем или краскораспыли­телем. Смывку и краску удаляют шпателем.

Смывка специальная СПС-1 является негорючей и взрывобезопасной. Ее наносят на поверхность кистью, валиком, методом без­воздушного распыления.

Миграция лакокрасочных материалов– способность некоторых плёнкообразующих, пигментов или органических красителей проникать в соприкасающийся с ними слой краски или лака, не содержащих таких компонентов. В результате происходит полное или местное изменение цвета слоя краски, ухудшающее качество отделки. Способностью к миграции обладают железный сурик, умбра, битумные и каменоугольные лаки.