Целлюлозные лаки
Целлюлозные лаки впервые были созданы в первой половине XIX века, однако применение нашли спустя целое столетие. После окончания Первой мировой войны заводы, выпускавшие военную продукцию, были переведены на мирные рельсы, и автомобилестроители стали производить легковые автомобили. Медленно сохнущие масляные краски не позволяли повышать производительность, в то время как на складах хранились огромные неиспользованные запасы нитроцеллюлозы, предназначавшейся для изготовления взрывчатых веществ. Вот из нее-то и стали изготовлять целлюлозные краски, которые были практически единственными, используемыми в автомобилестроении, в течение двадцати лет.
Новые краски хорошо зарекомендовали себя как при изготовлении, так и при ремонте автомобилей, так как быстрая сушка обеспечивала рост производства. Более того, отсутствие специальных боксов для покраски ремонтных мастерских требовало быстрого нанесения красок и такого же быстрого их высыхания, чтобы избежать осаждения пыли. Тогда же проявились и недостатки целлюлозных красок:
– целлюлозные лаки очень быстро испаряются, так как содержат небольшое количество сухого концентрата и много растворителя;
– обладают высокой способностью к возгоранию, т. е. огнеопасны;
– обладают очень малой покрывающей способностью, поэтому требуют нанесения большого количества слоев;
– быстро теряют цвет (желтеют);
– обладают слабым блеском после нанесения из краскораспылителя, требуют полировки.
Целлюлозные лаки наносят на хорошо высушенные подслои. Разбавление лака для нанесения из краскораспылителя осуществляется в отношении 1:1 (50 % лака и 50 % разбавителя), за исключением последнего слоя.
Покрытие целлюлозным лаком производят тремя перекрестными слоями с сушкой между слоями в течение 10–20 мин. Расстояние между соплом и окрашиваемой поверхностью выдерживается в пределах 20–25 см. Последний слой, носящий название упругого, наносят жидким лаком, состоящим из 75 % разбавителя и 25 % лака, что после отделочных операций обеспечивает блеск. Сушка лака на отсутствие прилипания длится от 45 мин до 4–6 ч (в зависимости от температуры окружающей среды).
В настоящее время целлюлозные лаки при ремонте кузовов автомобилей практически не применяются. Их вытеснили новые материалы, такие как, например, акрилполиуретановые и полиуретановые лаки. Целлюлозные лаки больше не встречаются в каталогах большинства изготовителей красок.
Глифталевые лаки
Глифталевые лаки применяются с 1930 г. Они представляют собой синтетические смолы. Эти лаки отличают следующие достоинства:
– высокая закрывающая способность;
– блеск, который появляется сразу же после покраски;
– более эластичная и менее хрупкая пленка лака по сравнению с пленкой целлюлозного лака.
Есть и недостаток: более медленная по сравнению с целлюлозными лаками воздушная сушка.
При использовании глифталевых лаков возникла необходимость помещать окрашенные кузова автомобилей в укрытия от пыли, что привело к созданию покрасочных камер.
Различают глифталевые лаки воздушной сушки, при использовании которых:
– при 20 °C через 1 ч к окрашенной поверхности не прилипает пыль;
– через 3–4 ч не прилипает рука;
– через 24 ч пленка становится твердой.
Однако затвердевание глифталевых лаков продолжается дольше указанного времени и заканчивается по истечении 15–30 суток. В течение этого времени лаки остаются хрупкими, чувствительными к воздействию растворителей, в т. ч. высококачественного бензина. Нагрев до температуры 60–80 °C в течение определенного отрезка времени позволяет уменьшить время сушки.
В течение долгого времени глифталевые лаки были однокомпонентными, т. е. без активатора сушки. Сейчас наблюдается тенденция вытеснения этих лаков другими материалами. Речь идет о глифталевых лаках, вступающих в реакцию с катализатором (отвердителем), который позволяет значительно уменьшить время сушки и ощутимо повысить прочность лака. Тем не менее, они не достигают стойкости акрилполиуретановых и тем более полиуретановых лаков.
Сушка глифталевых лаков с отвердителем может проходить на воздухе при температуре окружающей среды 20–25 °C, в камере с температурой 60 °C сушка может быть ускорена.
Наносят лак при температуре 20 °C. Важна степень точности разбавления лака, она влияет на удобство работы и на окончательный результат. Следует учитывать, что вязкость изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Глифталевые лаки являются очень чувствительными к колебаниям температуры.
Глифталевые лаки наносят на глифталевые или эпоксидные подложки, акриловые термотвердеющие, глифталевые горячей сушки и акрилполиуретановые лаки.
Нельзя накладывать глифталевые лаки на термопластичные основы из-за их чувствительности к воздействию температуры.
Для обеспечения качественного выполнения работы необходимо нанести грунт на исходную или отремонтированную основу или даже на неповрежденную поверхность, что даст сцепление краски без пробелов.
Разбавление лака для нанесения из краскораспылителя зависит от марки лака и колеблется в пределах 15–35 %. При температуре ниже 20 °C и отсутствии вентиляции применяют легкие разбавители. При температуре выше 20 °C и в вентилируемой кабине применяют тяжелые разбавители.
В случае применения очень легкого разбавителя лак очень быстро схватывается и хуже вытягивается, пленка образуется быстрее, и растворитель остается под пленкой. В результате краска плохо твердеет или совсем не твердеет.
Если лак разбавлен недостаточно, его вязкость повышается, и пленка тянется хуже, что приводит к явлению «апельсиновой кожуры».
При нанесении лака из краскораспылителя расстояние между соплом и окрашиваемой поверхностью выдерживают в пределах 20–25 см. Вначале наносят тонкий слой (пленка сцепления), затем (через пять минут) наносят второй поперечный слой.
Для трудно перекрываемых цветов иногда наносят и третий слой. После выдержки в течение 24–36 ч возобновляют окраску однокомпонентной краской, еще через 12 ч – глифталевой краской с отвердителем. Уровень влажности не должен превышать 75 %. После выдержки в течение десяти минут при температуре 20 °C, необходимой для испарения растворителя (предварительная сушка), окрашенный кузов можно поместить в сушильную камеру с температурой 60–80 °C на 30–45 мин.
Сушка лака, находящегося в реакции с катализатором, также может быть ускорена путем помещения кузова в сушильную камеру на 30 мин при температуре 60 °C. Перед этим производится выдержка на воздухе в течение десяти минут для испарения растворителя.
Рассмотрим нанесение лака горячим способом (только на глифталевые однокомпонентные лаки). Как отмечалось, повышение температуры способствует разжижению этих лаков. При температуре лака 70 °C его либо совсем не разбавляют, либо разбавляют слегка. Для обеспечения равномерного и постоянного нагрева лака краскораспылитель снабжается подогреваемым бачком для краски, снабженным термостатом. При возможности подогревают и сжатый воздух с помощью нагревателя, установленного на выходе фильтра компрессора. Если окрашиваемая поверхность имеет низкую температуру, то ее также следует подогреть до 20–25 °C. Готовят такое количество лака, которое необходимо для одной операции. Следует учитывать, что лак можно подогревать только один раз. После его охлаждения возможно выпадение осадка, делающего лак непригодным к употреблению.
Работа с краскораспылителем ведется так же, как при холодном способе. Лак наносится одним слоем, который создает толстую пленку без подтеков. Количество паров растворителя ощутимо уменьшается по сравнению с количеством паров при нанесении краски из краскораспылителя при температуре окружающей среды 20 °C.
Таким образом при нанесении лака горячим способом экономится лак и растворитель. Кроме того, нанесение краски одним слоем обеспечивает значительный выигрыш во времени. Отсутствие разбавителя в сочетании с повышенной температурой приводит к уменьшению времени сушки.
Дефекты при этом способе окрашивания возникают из-за очень низкой или очень высокой температуры краски либо при нанесении чрезмерно толстого слоя, что приводит к образованию морщин и подтеков.
Металлизированный лак наносить горячим способом нельзя.
Акриловые лаки
Акриловые лаки представляют собой синтетические смолы, получаемые из нефтепродуктов. Их стали широко применять в начале второй половины прошлого века в США, где в 1958 г. был получен патент на термотвердеющие лаки. Позже акриловые лаки стали использовать европейские автомобилестроители. Сначала их применяли лишь для окраски моделей высшей категории, затем стали использовать для окраски моделей средней и низшей категорий.
Термотвердеющие лаки, отверждение которых происходит нагревом в печи, применяются как в автомобилестроении, так и в других отраслях промышленности. Однако значительное повышение температуры, необходимое для затвердевания, не позволяет использовать эти лаки при ремонте.
Термопластичные лаки, затвердевание которых осуществляется физической сушкой с испарением растворителя, применяются при ремонте, а также при первоначальной покраске автомобилей некоторыми европейскими изготовителями.
Термопластичные лаки обладают такими преимуществами как быстрая сушка (даже при температуре окружающей среды) и блеск покрытий. Есть и недостатки: слабая покрывающая и заполняющая способности, потребление большого количества разбавителя, необходимость нанесения большого количества слоев.
Для окраски больших поверхностей и для нанесения лаков из краскораспылителя при температуре выше 20 °C применяют тяжелый акриловый разбавитель. Вязкость лака составляет 14–16 с при температуре 20 °C.
Лак наносят из краскораспылителя с соплом диаметром 1,6–1,8 мм. Расстояние между соплом и окрашиваемой поверхностью выдерживают в пределах 15–20 см.
Акриловые лаки, как и целлюлозные, обладают небольшой заполняющей способностью, поэтому требуют нанесения нескольких слоев лака, подложки целлюлозного грунта, винилового хроматофосфатного защитного покрытия, эпоксидного грунта, акриловой чистой основы.
Если наложена основа, состав которой неизвестен, сначала наносят слой изолирующего грунта (эпоксидный). Лак наносят из краскораспылителя в 4–5 слоев. Слои накладывают с интервалом 5–10 мин, чтобы успел испариться растворитель (чем ниже температура, тем медленнее идет испарение).
При нанесении лака без выдержки для промежуточного испарения растворителя последний остается связанным в пленке лака и задерживает последующее затвердевание.
Через 5 мин сушки к лаку не пристает пыль, через 15 мин – ладонь, а через два часа лак затвердевает. Сушку можно ускорить нагревом в течение 30 мин в камере при температуре 60–80 °C или установкой рефлекторов на расстоянии 70 см в течение 20 мин.
Пленка лака после сушки блестит хорошо, но, блеск можно усилить посредством полировки, которую производят только после окончательного затвердевания.
При воздушной сушке полировку желательно производить спустя 6 часов. При горячей сушке полировку производят после достаточного охлаждения окрашенной поверхности.
Металлизированные лаки
Металлизированные лаки появились на конвейерах автомобилестроительных заводов в 1960 г. Это лаки, в которых один из красителей металлический. Он вносит свой металлический оттенок, а остальные красители создают основной цвет. При этом многочисленные металлические частицы отражают окружающий свет, что придает краске особый металлический блеск.
Основные металлические красители изготовляют на основе алюминия или бронзы. Наиболее часто используют в металлизированных лаках краситель из алюминиевых блесток. Эффект зависит от размера блесток, их формы, светлоты и распределения в наложенной пленке краски. По данным некоторых изготовителей алюминиевых блесток, они имеют следующие параметры: толщина – 1 мкм, диаметр – 60, 80 или 100 мкм.
Для создания акриловых лаков металлизированные лаки приготовлялись на основе глифталевых красок, однако окисление этих лаков приводило к ухудшению блеска алюминиевых частиц, так как они подвергались воздействию окружающей среды.
Следующий этап в развитии металлизированных лаков наступил с появлением акриловых лаков, которые имели неоспоримые преимущества по сравнению с глифталевыми.
При ремонте автомобилей, покрытых при изготовлении металлизированным акриловым лаком, их следует окрашивать также акриловыми материалами. Связка акриловых лаков прозрачна, а связка глифталевых имеет желтоватый оттенок, что приводит к различной прозрачности и отражающей способности. Преимущества и недостатки у металлизированных акриловых лаков те же, что и у непрозрачных акриловых лаков.
Наносят лак краскораспылителем с соплом 1,6–1,8 мм, расстояние между соплом и окрашиваемой поверхностью выдерживают в пределах 20–25 см. Вначале наносят связывающий слой или первый тонкий слой, а затем два влажных слоя. Последним наносят металлизированный слой, при этом расстояние между краскораспылителем и поверхностью увеличивают до 30 см для обеспечения равномерности и лучшего расположения алюминиевых частиц.
Двухслойное покрытие металлизированными лаками первоначально появилось на автомобилях в начале 70-х годов, потом технология быстро распространилась на большинство производимых автомобилей.
Широко используются две группы лаков: глифталевые реактивные и акрилполиуретановые (с более высокими характеристиками). Лаки этих групп состоят из матовой металлической основы и одного или двух компонентов (в зависимости от марки лака).
Двухсоставные лаки придают поверхности блеск, отражательную способность и стойкость к различным внешним воздействиям. Краска расфасовывается в банки либо с заданным цветом, либо с цветом основы. В последнем случае мастер составляет необходимый колер, руководствуясь формулой состава, указанной в микрокарте изготовителя.
Окрашиваемую поверхность сначала покрывают глифталевым грунтом, если последующее покрытие является покрытием той же основы. Если нет, сначала следует нанести полиуретановый двухсоставный грунт.
Марки двухслойных лаков могут в значительной степени отличаться друг от друга как по вязкости и точности соответствия восстанавливаемому цвету, так и по легкости в работе, не исключая, конечно, покрывающую способность каждого из них. Во всех случаях перечисленные ниже рекомендации окажутся полезными при работе с двухслойными лаками
Итак, порядок окраски двухслойными лаками выглядит так:
– выбирают сопло для краскораспылителя диаметром 1,6–1,8 мм. Расстояние между окрашиваемой поверхностью и соплом выдерживают в пределах 20 см;
– наносят слой сцепления или первый тонкий слой с последующим наложением двух влажных слоев;
– последней наносят металлизированную пленку, чтобы обеспечить благоприятное расположение алюминиевых частиц и избежать возможности образования прожилок на окрашенной поверхности;
– выжидают 10–15 мин (при температуре 20 °C) перед нанесением лака. Лак с разбавителем и отвердителем подготавливают за 15–20 мин до нанесения;
– наносят тонкий слой лака, дают выдержку 10–15 мин для испарения растворителя, затем наносят последовательно с интервалом в 15 мин два слоя лака;
– выдерживают окрашенную поверхность в течение 15 мин для испарения растворителя, затем производят сушку в камере в течение 30–45 мин при температуре 60 °C.
Указанные интервалы могут меняться в зависимости от марки лака и других обстоятельств.
После нанесения покрытия нельзя помещать окрашенный кузов во влажную среду, так как это может привести к потемнению лака.
Акрилполиуретановые лаки
Акрилполиуретановые лаки получают, смешивая акриловые смолы с полиуретановыми. Акрилполиуретановые лаки высыхают в результате полимеризации с отвердителем. Их выпускают непрозрачных тонов или металлизированными – в зависимости от варианта двухслойного лакового покрытия.
Акрилполиуретановые или акриловые двухсоставные лаки обычно применяют для создания непрозрачных покрытий. Подготовка смеси «краска—разбавитель—отвердитель» производится за 10–15 мин перед нанесением. Условия нанесения этих лаков аналогичны указанным в предыдущем разделе: сначала наносится тонкий связывающий слой, сопровождаемый наложением двух последующих слоев с интервалом 10–15 мин и сушкой в течение 30 мин при температуре 60 °C.
Акрилполиуретановые или акриловые двухсоставные лаковые покрытия можно полировать, чтобы устранить дефекты типа «апельсиновой кожуры», попавшую на покрытие пыль и др.
Полиуретановые лаки
Полиуретановые лаки в настоящее время являются наиболее распространенными. Их применяют в производстве самых разных автомобилей. Эти лаки состоят из двух компонентов и обладают следующими преимуществами:
– очень высокой твердостью, высокой абразивной стойкостью;
– очень высокой стойкостью к воздействию растворителей и химических реагентов (бензин, тормозная жидкость, кислоты и т. д.);
– высокой покрывающей способностью;
– хорошим блеском;
– легко наносятся и быстро высыхают.
Есть и недостаток: лак нельзя наносить при низких температурах (ниже 20 °C) и при повышенной влажности.
Если поверхность была зачищена до металла, окрашиваемую поверхность готовят с помощью полиэфирной мастики или хроматофосфатного защитного покрытия, после чего наносят полиуретановый грунт.
Все полиуретановые лаки являются двухсоставными – поставляются в виде пары «смола—отвердитель». Для работы с ними необходимо и третье вещество – разбавитель.
Смола с красителем и отвердитель являются жидкими продуктами. Их дозировку вместе с разбавителем производят согласно инструкции изготовителя. Наносят лак методом пневмораспыления при температуре 20 °C.
Сам процесс покраски ведется так же, как и при работе с акрилполиуретановыми лаками: наносится тонкий связующий слой, спустя 15 мин, необходимых для испарения растворителя, – новый слой, а затем сушка в течение 30–60 мин при температуре 60 °C.
Лаковые покрытия подвергаются последующей шлифовке шлифовальной шкуркой.
