Наряду с традиционными методами оценки стойкости защитно-декоративных покрытий разработка и применение новых методик позволяет всесторонне получить информацию о процессах старения. В соответствии с нормативной литературой срок службы защитно-декоративных покрытий определяется временем, по истечении которого наблюдается потеря защитных и декоративных свойств. Так как свойства покрытий оценивается визуально по бальной системе, то эта оценка носит зачастую субъективный характер.
Для оценки стойкости покрытий в процессе их старения нами был применен графический редактор Adobe Photoshop [1]. В процессе старения под воздействием влаги и других факторов происходит изменение шероховатости поверхности покрытий, цвета и т.д., что, несомненно, приводит к изменению соотношения цвета при обработке фотоизображений поверхности покрытий. При воздействии окружающей среды возможно нарушение сплошности поверхности покрытий, т.е. появление растрескивания, что должно увеличить долю черного цвета при оценке изображения. Однако, наряду с изменением защитных происходит изменение и декоративных свойств, а именно, появление белесоватости, посветления или потемнения цвета, бронзировки, грязеудержания. Эти факторы в совокупности приводят к изменению соотношения черного и светлого цветов фотоизображений поверхности покрытий. Таким образом, работа с графическим изображением позволит наряду с физико-механическими испытаниями дать сравнительную оценку стойкости покрытий в процессе старения.
При работе с фотоизображением диапозон яркости 0-121 был отнесен к черному, а 122-255 – к белому. Снимки поверхности покрытий сканировались в режиме «черно-белого» фото с одинаковыми значениями яркости, контрастности, dpi и т.д. Каждый снимок открывался с одинаковым масштабом, равным 25%.
Дополнительно для оценки стойкости защитно-декоративных покрытий был применен метод оценки склонности к трещиноообразованию, основанный на соотношении между длиной трещины, отпечетком индентора Виккерса и вязкостью разрушения [2,3]. Критический коэффициент интенсивности напряжений определяли по формуле
, (1)
где Н – твердость по Виккерсу;
Е – модуль упругости;
С – полудлина радиальных трещин;
а –полудлина диагонали отпечатка.
Исследовалось влияние технологических факторов, а именно, влажности и пористости подложки, на стойкость покрытий. В качестве красочных составов в работе применяли масляную МА-15,МА-115, алкидные ПФ-268, ПФ-115, ПФ-266 вододисперсионную акрилатную краски. Красочные составы наносились на растворные подложки с различной влажностью и поверхностной пористостью в два слоя с промежуточной сушкой в течение 20-30 минут. После отверждения покрытий окрашенные растворные образцы помещались в воду. В процессе проведения испытаний проводилась также оценка белизны с помощью блескомера. Результаты исследований приведены в табл.1,2.
Таблица 1. Параметры трещинообразования защитно-декоративных покрытий
| Вид красочного состава | Влажность подложки, % |
Пористость подложки, % |
Нагрузка, Н |
Коэффициент интенсивности напряжений, К1с,МН/м1,5 |
|
1 |
2 |
3 |
5 |
|
| Алкидная ПФ-115
Алкидная ПФ-268
Масляная МА-15 |
0 0 0 10,5 0 0 0 10,4 0 0 9,9 |
0,13 0,9 10,5 6,4 0,13 0,9 10,5 6,4 0,33 6,4 6,4 |
25,39 |
0,0379 0,0379 0,0256 0,0404 0,0554 0,0554 0,048 0,054 0,0257 0,02147 отслаивание |
Было установлено, что в покрытиях «охрупчивание» происходит после определенного времени увлажнения. Так, трещины в покрытиях при вдавливании индентора Виккерса появляются на покрытии ПФ-266 на подложке с поверхностной пористостью Пп =0% и на подложке с поверхностной пористостью Пп =6,2% и влажностью в момент нанесения красочного состава 9,9%. Для покрытий МА-115 на подложке с Пп =6,7% и влажностью в момент нанесения краски W =10,2% характерно отслаивание покрытия после 2-х месяцев увлажнения.
Таблица 2. Результаты обработки фотоизображений поверхности защитно-декоративных покрытий
| Вид красочного состава |
Влажность подложки, % |
Пористость подложки, % |
Белизна после 2-х месяцев увлажнения, % |
Площадь, занимаемая светлым-цветом, % |
|
1 |
2 |
3 |
4 | 5 |
| Алкидная ПФ-115
(цвет голубой)
Алкидная ПФ-268 (цвет коричневый)
Масляная МА-115 (цвет белый) Вододисперсионная акрилатная (цвет белый) |
0 0 10,4 9,4 0 0 0 10,4 0 10,2 0 3,6 |
0,13 0,9 6,4 6,7 6,7 0,13 0,9 6,4 0,33 6,7 1,18 1,18 |
59 59 52 58 51 54 53 - 80 85 85 |
0,07/98,91 0,07/99,62 0,08/98,64 0,08/99,46 0,08/99,52 0,01/3,19 0,01/1,49 0,02/2,37 99,31/99,04 98,98/99,54 95,72/99,46 99,38/99,98 |
Примечание. В числителе указаны значения площади, занимаемой светлым-цветом на фотоизображении поверхности после отверждения покрытий, в знаменателе – после старения.
Анализ экспериментальных данных, приведенных в табл.1, свидетельствует, что с увеличением поверхностной пористости подложки до определенного предела наблюдается уменьшение коэффициента интенсивности напряжений. Так, при нагрузке Р=25,39Н величина коэффициента интенсивности напряжений Кс для покрытия ПФ-115 на подложке с поверхностной пористостью Пп=0,13-1,2% после 2-х месяцев увлажнения составляет Кс =0,0376МН/м1,5, а на подложке с поверхностной пористостью Пп =10,5% – 0,0256 МН/м1,5; а для покрытия МА-15 значения коэффициента интенсивности напряжений соответственно составляют 0,0257 МН/м1,5 и 0,02147 МН/м1,5.. Очевидно, это связано с тем, что поры на поверхности подложки в какой-то мере как бы «гасят» внутренние напряжения и уменьшают склонность к трещинообразованию покрытий.
Увеличение влажности подложки в момент нанесения красочного состава приводит к возникновению более дефектной структуры контактного слоя «покрытие-подложка» и большей склонности к трещинообразованию. Коэффициент интенсивности напряжений для покрытий ПФ-115 при влажности подложки в момент нанесения красочного состава, равной W=10,4% после 2-х месяцев увлажнения составляет Кс=0,404 МН/м1,5.
Приведенные выше результаты исследований хорошо коррелируют с данными, полученными при сканировании (табл.2). Результаты сканирования показывают, что после увлажнения увеличивается площадь, занимаемая светлыми пятнами. Для покрытий ПФ-115 характерно резкое увеличение площади, занимаемой светлым цветом, независимо от пористости и влажности подложки в момент нанесения красочного состава. Так, после отверждения площадь, занимаемая светлым цветом, составляет 0,06-0,07%, а после двух месяцев увлажнения – 98,64-99,62%. Покрытия на основе алкидной эмали ПФ-268 более стойки к действию увлажнения, они характеризуются не столь значительным изменением цвета.
Данные, приведенные в табл,1,2 свидетельствуют о том, что на данном этапе старения происходит, очевидно, в основном изменение декоративных свойств. Растрескивания покрытий на данном этапе не происходит.
Таким образом, комплексный подход к оценке стойкости покрытий позволит более объективно оценить срок службы защитно-декоративных покрытий.
Библиографический список
- Дюрягина, А.Н. Применение графического редактора Adobe Photoshop для определения сплошности покрытий [Текст] / А.Н. Дюрягина, А.В. Демьяненко, К.Н. Болатбаев // Промышленная окраска, №4.-2003.–№4.– С.30.
- Логанина, В.И. К методике оценки трещиностойкости защитно-декоративных покрытий [Текст] / В.И. Логанина, Л.В. Макарова // Пластические массы.– 2003.– №4.–С.43
- Логанина, В.И. Стойкость защитно-декоративных покрытий наружных стен зданий [Текст] / В.И. Логанина, Л.П. Орентлихер.- М.:Изд-во АСВ.-2001.
- Логанина, В.И. Оценка декоративных свойств лакокрасочных покрытий [Текст] / В.И. Логанина, В.А. Смирнов, С.Н. Кислицына, О.А. Захаров, В.Г. Христолюбов // Лакокрасочные материалы.–2004.–№8.–С.10-14
Количество просмотров публикации: Please wait