Слайд 1Технология лаков и красок
Содержание:
Введение в технологию красок
Противообрастающие покрытия: технология и
продукты
Слайд 2Технология красок
Задачи:
Понимать, почему одни покрытия ведут себя иначе в тех
же условиях, знать основные свойства и назначение различных типов покрытий
Слайд 3Краска состоит из:
Жидкой части
(Связующее и растворители)
Сухой части
(Порошки: пигменты и наполнители)
Химических
реагентов
(Добавки)
Слайд 5Основные свойства красок определяются типом связующего:
Описывает тип краски
Определяет механизм пленкообразования/
тип сушки
Связывает пигменты и наполнители
Обеспечивает адгезию к подложке
Обеспечивает стойкость к воде, химикатам, растворителям, ультрафиолетовому излучению…
Слайд 6Типы связующих:
Природные смолы:
Масла
Древесные смолы
КУ смолы
Битумы
Нитроцеллюлоза
Синтетические смолы:
Алкидные
Хлоркаучуковые
Акриловые
Эпоксидные
Полиуретановые
Виниловые
Силикатные
Полиэстеры
Другие
Слайд 7Модифицированные связующие
Модифицированные краски содержат более одного связующего, например:
КУ Эпоксидные
КУ Виниловые
Эпоксидные
мастики
Связующее может быть модифицировано химическим способом путем присоединения новых молекулярных
групп:
Стирен-алкиды
Уретан-алкиды
Эпокси-эстеры
Слайд 8Механизм сушки
Свойства краски напрямую связаны с механизмом ее высыхания.
Существуют три
основных типа высыхания краски:
Испарение растворителя (физическая сушка)
Реакция с кислородом воздуха
(окисление)
Химическая реакция полимеризации между компонентами краски.
Слайд 9Физическая сушка
Растворитель испаряется
Молекулы сближаются и слипаются друг с другом,
образуя пленку
Химическая связь отсутствует
Paint technology: Physical_drying1
Слайд 10 Преимущества
Один компонент
Сушка не зависит от температуры
Легко перекрывать, хорошая
межслойная адгезия
Относительно хорошая водостойкость
Достаточно хорошая химическая стойкость
Ограничения
Слабая
стойкость к растворителям
Низкий сухой остаток
Достаточно слабые смачивающие свойства
Термопластичность
Выдерживают сухое тепло до 60 – 70o C
Физическая сушка
Слайд 11Хлоркаучуковые
Виниловые
Акриловые
Силиконовые
Битумные
Каменноугольные
Противообрастающие
полимеры
Краски физической сушки
Слайд 12Окисление
Испарение растворителя
Кислород проникает в краску и начинается реакция
Молекулы связующего
соединяются друг с другом в результате химической реакции с кислородом
Paint
technology: Oxidation_drying1
Слайд 13 Преимущества
Один компонент
Легко наносятся
Хорошая стойкость к атмосферным воздействиям
Хорошее смачивание
поверхности
Хорошо перекрываются
Хорошая укрывная способность
Хорошая сохранность глянца
Ограничения
Слабая химическая
стойкость (особенно к щелочам)
Ограниченная водостойкость (при погружении)
Ограниченная стойкость к растворителям
Ограниченная толщина слоя
Нельзя применять на цинкованных поверхностях (щелочная среда)
Окисление
Слайд 14Краски кислородного отверждения/ окисления
Алкидные
Слайд 15Химическое отверждение
Испарение растворителя
Молекулы компонентов A и B движутся
друг к другу
Они соединяются друг с другом путем химической реакции
Формируется
трехмерная молекулярная решетка, образуя очень прочную пленку
Paint technology: Curing_good1
Слайд 16 Преимущества
Хорошая химическая стойкость
Хорошая стойкость к растворителям
Хорошая адгезия
Низкая проницаемость
пленки
Высокая механическая прочность
Не для эпоксидных:
Хорошая стойкость к атмосферному воздействию
Превосходная сохранность
глянца
Ограничения
2-компонента
Температурная зависимость
Могут вызывать раздражение кожи
Интервалы перекрытия
Для эпоксидных:
Меление
Химическое отверждение
Слайд 17Эпоксидные
Полиуретановые
2-компонентные акриловые
Цинк силикатные
Полисилоксановые
Полиэстеровые
Винилэстеровые
Краски химического отверждения
Слайд 18Плохое перемешивание 2 компонентных красок
Хорошее перемешивание- обязательное условие для правильного
отверждения
Плохое перемешивание затрудняет достижение молекулами друг друга
В этом случае
не формируется трехмерная молекулярная решетка
Paint technology: Curing_bad1
Слайд 19Воздействие ультрафиолетового излучения: Сохранность глянца различных красок
Глянец
Часы ускоренного испытания
Слайд 20Что влияет на процесс сушки ?
Относительная влажность, % R.H.
Вентиляция
Температура
Толщина пленки
Количество слоев
Скорость испарения растворителей
Слайд 21Винил
Хлоркаучук
Эпоксид
Полиуретан
Алкид-уретан
Алкид
Кипяченое льняное масло
Сырое льняное масло
Проникающая способность связующих
Не зависящие от подготовки
мастики
Слайд 22Не зависящие от подготовки краски рекомендованы на слабо подготовленной поверхности
Большинство красок наносится на поверхность, подготовленную до степени Sa 2½
Не
все краски обладают необходимой смачивающей способностью для нанесения на слабо подготовленную поверхность
Не зависящие от подготовки поверхности краски дают на таких подложках более длительный срок службы
Paint technology / Surface tolerant2
Слайд 24Растворение/ разбавление связующего
Снижение рабочей вязкости
Обеспечение вязкости для нанесения кистью, валиком,
распылением
После того, как краска нанесена, растворитель больше не требуется
Растворители/ разбавители
Слайд 25Вода
Уайт-спирит
Ксилол
Толуол
Кетоны
Гликоли
Спирты
Реактивные растворители
Примеры, растворители/ разбавители :
Слайд 26Добавление растворителя
Скорость испарения и растворимость разбавителя влияют на свойства краски:
Время
сушки
Пленкообразующие свойства
Качество пленки
Большинство красок поставляются производителем уже готовыми к
применению.
Никогда не добавляйте не рекомендованный растворитель в краску- это может иметь катастрофические последствия.
Слайд 27Никогда не добавляйте не рекомендованный растворитель
Слайд 28Разбавление краски
Разбавление может быть допущено только в случаях:
Очень холодная краска
(загустевшая)
Высокая температура воздуха/ подложки (быстрое испарение, краска «открыта» более длительное
время)
Окраска пористой поверхности (повышение проникающей способности)
Слайд 29Летучие/ нелетучие
“Сухой остаток” краски означает часть, которая не испаряется,
часто выражается в % объема.
Содержание “ЛОС” (Летучих Органических Соединений) говорит
нам, как много грамм растворителя содержится в 1 литре краски.
Слайд 30Сухой остаток
Сухой остаток: 50%
Сухой остаток: 80%
Слайд 3150 мкм сухого
Сухой остаток: WFT и DFT
50% с.о.
80% с.о.
Слайд 33Красящие пигменты
Природные или синтетические
Органические или неорганические
Дают цвет краски
Дают укрывную способность
Почти
все цвета состоят из смеси пигментов
Индивидуальные цвета могут изменяться или
достигаться изменением смеси пигментов
Слайд 34Активные/ реактивные пигменты
Играют активную роль в обеспечении требуемых свойств
краски:
Антикоррозионные
Свинцовый сурик (*)
Хромат цинка (*)
Фосфат цинка
Цинковая пудра
Противообрастающие
Оксид меди
Реологические (Противоосаждающие)
Бентонитовая глина
(*)
больше не производится Jotun
Слайд 35Наполнители
В основном, природные минералы:
Доломит
Тальк
Мел (Карбонат кальция)
Глина
Формируют и улучшают пленку
Дают различную
твердость
Белый или серый цвет
Очень слабо влияют на укрывную способность
Слайд 36Применение наполнителей для изменения глянца
Semigloss
(higher extender content, particles disturb mirror
reflection)
Flat
(no gloss, only diffuse reflection)
Glossy
(mirror reflection)
Steel
Steel
Steel
Слайд 37“Барьерные ” пигменты
В виде чешуек
Располагаются параллельно поверхности
Улучшают свойства пленки
Повышают барьерный
эффект защиты
Чаще всего, алюминиевые, стеклянные, слюдяной оксид железа (MIO or
mica)
Слайд 38
Почему некоторые краски пигментируют
алюминиевыми или стеклянными чешуйками
?
Вода
Краска с
чешуйками
Steel
Чешуйчатые пигменты затрудняют проход влаги к поверхности, увеличивая
расстояние, которое влага должна пройти.
Барьерный эффект
Слайд 40Смачивающие агенты
Противо-обмыляющие
Противо-осаждающие
Противоскользящие
Противосползающие
Катализаторы
UV-абсорберы
…и другие…
Добавки
Слайд 42Коррозионная защита
Барьерная
Ингибирующая
Гальваническая
Применяются 3 основных принципа коррозионной защиты окрашиванием:
Слайд 43Барьерная защита
Непроницаемая пленка служит инертным барьером для защиты поверхности
Слайд 44Ингибиторная защита
В ингибиторный системах покрытий влага может достигать
ингибирующего грунта, что активирует реактивные пигменты, что приводит к образованию
на поверхности металла пассивного слоя
Примеры:
Свинцовый сурик (*)
Хромат цинка (*)
Фосфат цинка
(*) больше не производятся
Слайд 45Гальваническая защита
Неорганический цинк реагирует, защищая стальную поверхность, когда имеет место
повреждение системы покрытий.
Слайд 46Для чего нужна толщина противокоррозионной системы?
Определяющим фактором являются условия эксплуатации:
В
сухой континентальной атмосфере и внутри помещений 120 мкм может быть
достаточно. В агрессивной промышленной и прибрежной атмосфере будет необходимо уже 250 - 300 мкм.
Также важно количество слоев, не только толщина покрытия
100 мкм в 2-слойной схеме (50 + 50 мкм) дают лучшую защиту, чем 1 слой 100 мкм. Специальные покрытия могут наноситься с большой толщиной.
Слайд 48Solvent Test
Служит для определения механизма высыхания неизвестного покрытия
Покрытие подвергается воздействию
MEK в течение 10 – 15 минут
После чего состояние старого
покрытия обследуется
Слайд 49Solvent test: Три образца
(до начала теста)
Слайд 52Solvent Test: Акриловая
(физическая сушка)
Слайд 53Solvent Test: Алкидная
(окисление)
Слайд 54Solvent Test: Эпоксидная
(химическая полимеризация)
Слайд 55Противообрастающие покрытия
Задача:
Познакомиться с технологией основных противообрастающих покрытий
Слайд 56Что такое обрастание ? (1 of 2)
Обрастание это осаждение и
рост морских растений и животных на морских конструкциях и корпусах
судов
Слайд 57Что такое обрастание ? (2 of 2)
Существует около 4 -
5000 видов обрастаний, которые могут быть разделены на:
Микро-обрастания
Относится к
слизи, комплекс вязкой смеси бактерий и микроскопических организмов
Макро-обрастания
Включает растения и животных
Слайд 58Как происходит обрастание?
Свободно плавающие споры и личинки перемещаются течениями, приливами
и волнами.
С течением времени они достигают поверхности конструкции.
Эти личинки и
споры оседают на поверхности и начинают расти, изначально маленькие, они довольно быстро вырастают.
Слайд 59Микро-обрастание
CD 1545 nr. 6
CD 1545 nr. 8
Диатомы
Рачковая стадия балянуса
Слайд 60CD 1545 nr. 5
Макро-обрастание
CD 1545 nr. 12
Балянус
Гидроиды
Слайд 61Обрастание на днище
Длинношеий балянус на днище
CD 1545 nr. 15
Слайд 62Морские обрастания (Просто джунгли...)
Слайд 63….механическая очистка….
…”склад морепродуктов”…
Слайд 64Назначение противообрастающих красок
Предотвратить или снизить обрастание
Обеспечить экономию топлива в период
плавания
Предотвратить сквозное прорастание, что разрушает покрытие и снижает защиту
Слайд 65Шероховатость корпуса
Перманентная
Сварные швы, выходы клапанов, бухтины обшивки.
Временная
Отслоения, сухой распыл, растрескивания,
потеки, обрастание
Шероховатость разделяют на 2 основные группы:
Слайд 66Дефекты нанесения
Типовые дефекты нанесения, увеличивающие шероховатость:
Аэрозоль
Потеки
Сухой распыл
Брызги краски
Неквалифицированная окраска оказывает
большее воздействие на увеличение сопротивления вода, чем износ и течи
корпуса
Слайд 67Смывание АФ на днище
АФ не полностью высох перед спуском на
воду
Причиной могла быть также большая толщина
Комбинированное воздействие давления воды и
трения.
CD no. 4934 photo 77
Слайд 68Основные типы АФ
Обычные АФ
Больше не используют
2. Долго живущие АФ
Больше не
используют
3. Самополирующиеся АФ
4. Покрытия, сбрасывающие обрастание
Слайд 69Обычные АФ
Водорастворимая матрица
Связующее- природные смолы
Защита 12 месяцев
Связующее растворяется в воде
и высвобождает биоциды
Jotun products: Tropic, Super Tropic etc.
NOTE:
Опасность растрескивания и
расслоения
После окраски требовалось спускать судно на воду
Слайд 70 Долго живущие АФ
Нерастворимая матрица
Только высвобождение биоцидов
Эффективная защита до 24
месяцев
Leach-layer
Требовался пропиточный слой
Связующее: ХК, Винил (обычно с добавлением канифолевых
смол)
Jotun products: Sargasso
Слайд 71Самополирующиеся АФ
Предсказуемая работа
Большой междоковый интервал
Контроль шероховатости и сглаживания
Отсутствие проблем многослойных
покрытий
Линейное высвобождение биоцидов и контроль обрастания
Срок службы прямо пропорционален толщине
покрытия
Слайд 72Что такое выщелоченный слой (leached layer) ?
Выщелоченный слой образуется на
всех АФ красках, чем он тоньше, тем лучше работает краска.
Толстый выщелоченный слой- это проблема
Это слой поверхности АФ, где изменилась композиция компонентов и снизилась механическая прочность
Слайд 73Как образуется выщелоченный слой?
Paint film surface
Слайд 75Типы самополирующихся АФ:
Гидратация
Полирование как результат эрозии без эффекта сглаживания
Гидролиз
Химическая реакция
в морской воде, сглаживание
Гибридные АФ
Комбинация связующих на основе гидратации и
гидролиза , дающая ограниченный сглаживающий эффект
Слайд 76Гидратация
Растворимое в воде связующее
Нет постоянной степени эрозии
Формируется мягкий выщелоченный слой
Нет
эффекта сглаживания
Antifouling \ Hydrating1
Слайд 77Гидролиз
Химическая реакция разложения связующего в морской воде
Пики поверхности больше подвержены
эрозии
Сглаживание поверхности корпуса
Antifouling \ Hydrolysable1
Слайд 78Почему важен гидролиз?
Поскольку:
Линейная скорость эрозии обеспечивает долгосрочную работу АФ
Не образуется
пористый выщелоченный слой, что означает хорошую адгезию при перекрывании
Постоянное сглаживание
поверхности обеспечивает эффективную экономию топлива
Твердая пленка обеспечивает хороший внешний вид
Слайд 79Покрытия, сбрасывающие обрастание
Слайд 80Слабое прилипание животных организмов к поверхности,
Легко удаляются
Принцип действия
Слайд 81Эффект скорости:
Обросшая поверхность FRC:
10 минут при 15 узлах:
обрастание
присутствует
60 минут при 17 узлах:
обрастание удаляется
SeaLion – расширенная технология
Слайд 82Окружающая среда
Sa 2.0
Не выделяются биоциды
Отсутствуют металлы
Нет химического разрушения пленки/эрозии
Долго живущая
система
Меньше количество краски
Низкое содержание ЛОС
Положительный эффект экономии топлива
Слайд 83Каждый слой играет важную роль
Система SeaLion
Слайд 84Нанесение системы SeaLion
Обмыв
Очистка
Грунт
Safeguard
Universal ES
Tie coat
Top coat
Сушка
1
2
3
4
5
0
6
7
8
9
ПОЛНЫЙ ЦИКЛ НАНЕСЕНИЯ SEALION ЗАНИМАЕТ
ОТ 5 ДО 9 ДНЕЙ
-Система SeaLion может наноситься как в
новом строительстве, так и в доковом ремонте.
Дни
Защита