Внутренние напряжения в лакокрасочных покрытиях, причины их возникновения. Дефекты покрытий, вызванные внутренними напряжениями

Виды ЗДП древесины и древесных материалов. Пути развития отделки изделий из древесины.

В зависимости от вида материалов и технологии получения можно различить покрытия лакокрасочные, т.е. полученные нанесением жидких ЛКМ, и плёночные, полученные приклеиванием к поверхности древесины готовых защитно-декоративных пленок и специально обработанных бумаг, и, наконец комбинированные, в которых на ряду с плёнками используются ЛКМ.

В зависимости от декоративных свойств различают покрытия прозрачные, оставляющие древесину видимой под прозрачной отделочной плёнкой, и непрозрачные, скрывающие цвет и строение древесины, вуалирующие (полупрозрачные), имитирующие.

Прозрачные покрытия применяются для изделий из древесных пород, обладающих красивым строением, и изделий, эксплуатируемых в отапливаемых помещениях.

Непрозрачные покрытия применяются преимущественно для изделий из хвойных пород, строение древесины которых не отличается красотой рисунка, и также для изделий, к которым предъявляются высокие требования в отношении защитных свойств. Покрытия для таких изделий должны обладать хорошей сопротивляемостью механическим и атмосферным воздействиям, быть химически стойкими и т.д.

По фактуре поверхности гладкие и рельефные.

По строению ЛКП подразделяются наодно- и многослойные; последние в свою очередь, могут быть одно- и разнородными, т.е. изготовленными из одного или разных по химической природе ЛКМ.

По защитным показателямпокрытия разделяются на 6 видов: I, II, III, IV, V, VI. Зависит от свойств ЛКМ (плёнкаобразующих)

Полиэфирные (ПЭ) – VI; Полиуретановые (УР)- V; Меламиновые (МЛ) – V; полиакриловые (АК) – V; мочевинные (МЧ)- IV; Нитроуретановые (НУ)- IV; Алкидноуретановые (АУ)- IV; Нитроцеллюлозные (НЦ)- III; пентофталиевые (ПФ)- IV; воскомасленные (ВМ) –I (низкий показатель).

Пути развития отделки:

1. Автоматизация процессов окрашивания.
2. Применение безопасных для окр.среды ЛКМ (водоразбавл.порошоковых уф.отверждения с низким содерж.лет.растворителей).
3. Использование энергоэффективных способов сушки ЛКМ (инфракрасная сушка, уф., пучком низкоэнергетических электронов).

Внутренние напряжения в лакокрасочных покрытиях, причины их возникновения. Дефекты покрытий, вызванные внутренними напряжениями.

Основными причинами возникновения внутренних напряжений могут быть явления усадки покрытия при отверждении, темпера­турные и влажностные изменения в покрытии и подложке. Соот­ветственно различают усадочные, термические и влажностные внутренние напряжения.

Усадочные напряжения.Отверждение всех известных в настоя­щее время полимерных покрытий (как превращаемых, так и непревращаемых) сопровождается их уплотнением и сокращением объема. Однако свободное сокращение покрытия, находяще­гося на жесткой подложке, возможно лишь в направлении перпендикулярном подложке, т. е. по толщине покрытия. Свобод­ному сокращению линейных размеров покрытия в направлении параллельном подложке препятствуют силы адгезии.

В покрытиях, отверждающихся за счет испарения лету­чих растворителей, величина усадки определяется количе­ством растворителей, остававшихся в покрытии после превраще­ния его в гель, и не зависит от их начального содержания. Потеря остатков растворителя, сопровождающаяся усадкой покрытия, протекает весьма длительное время после того, как покрытие при­обретает технологическую твердость, т. е. становится пригодным для шлифования и полирования.

В покрытиях, отверждающихся за счет только химических превращений, как например, у полиэфирных парафинсодержащих лаков, усадка обусловлена уплотнением молекул при полиме­ризации.

В покрытиях, отверждающихся за счет химических прев­ращений и испарения летучих растворителей, объ­емная усадка складывается из потери объема при уплотнении мо­лекул и объема, занятого растворителями, задержанными в покры­тии к моменту гелеобразования.

Термические напряжениявозникают в результате формирова­ния покрытий при повышенных температурах, например, при го­рячей сушке или напрессовывании пленок в горячих прессах с по­следующим охлаждением, а также в результате значительных температурных перепадов при эксплуатации изделий.

Влажностные напряженияв покрытиях вызываются усушкой и набуханием подложки при эксплуатации изделий, поскольку усушка и набухание древесины поперек волокон значительны и во много раз превосходят усушку и набухание полимерных покры­тий. Набухание подложки вызывает растягивающие напряжения в покрытиях, суммирующиеся с усадочными напряжениями. При определенных условиях на­бухание древесины может вы­звать растрескивание покрытия, Так как коэффициенты усуш­ки и набухания древесины резко различны вдоль и поперек воло­кон, то по характеру возникших в покрытии трещин можно судить о природе внутренних напряже­ний, вызвавших это растрески­вание.

Трещины в покрытии, расположенные вдоль волокон под­ложки, бывают вызваны колеба­ниями влажности древесины, трещины поперек волокон обычно воз­никают в результате температурных колебаний, как следствие разницы в коэффициентах линейного расширения полимерного покрытия и древесины вдоль волокон.

Место отделки в технологическом процессе изготовления изделий из древесины, чем обуславливается выбор места отделки. Мировое производство лакокрасочных материалов. Экономическая составляющая отделки в себестоимости продукции деревообработки.

Под отделкой древесины в широком смысле этого слова понимают все виды обработки ее поверхности, направленные на улучшение внешнего вида и защиту изделий от окружающей среды.

К таким видам относится: резьба, золочение, оклейка декоративными пленками, покрытие лакокрасочными материалами.

Многие из этих видов к настоящему времени утратили свое промышленное значение, вследствие слабой механизации процесса. Сохранились как разновидность искусства. Зато отделка ЛКМ получила развитие. Широко применяется в промышленности. Отделка производится не только жидкими ЛКМ, но и защитно-декоративными пленками из синтетических полимеров.

В более узком понимании, под отделкой древесины понимается создание на ее поверхности слоя защитно-декоративного покрытия ЛКМ или декоративными пленками.

Отделка древесины, фактически является завершающим этапом в технологическом процессе получения изделия.

По сообщению компании Roland Berger Strategy Consultants, мировой рынок ЛКМ будет ежегодно расти на 3–5% и к 2030 г. удвоит свои показатели.

Однако Европа останется вторым крупнейшим рынком мира благодаря хорошо развитой производственной базе. На этом рынке рост производства и прибыли обеспечит спрос на покрытия (Пк) со специальными свойствами — энергоэффективные, экологически благоприятные, т.е. пользующиеся спросом у европейского потребителя. Технологии будущего изменят облик отрасли. Физико-механические характеристики покрытий уступят место таким свойствам, как свето- и теплочувствительность, будут востребованы термохромные, самозалечивающиеся (Пк). Поэтому западные компании сохранят лидерские позиции в ближайшем обозримом будущем, а их инновационная мощь поможет в конкурентной борьбе и даст возможность европейским компаниям занять нишу на азиатском рынке.

В Восточной Европе, куда IRL относит Армению, Беларусь, Грузию, Латвию, Литву, Молдову, Россию, Турцию и Эстонию, емкость рынка ЛКМ на первую половину 2013 составила 2,7 млн т, а средний рост потребления — 5,8%. Если темпы сохранятся, то к 2016 г. потребление ЛКМ достигнет 3,6 млн т. Основной движущей силой этого рынка являются Россия и Турция, в которых суммарное потребление в 2011 г. составило 2,3 млн т. В некоторых странах Восточной Европы сильно развито производство архитектурных красок при почти ничтожном выпуске индустриальных ЛКМ, которые ввозятся из стран Западной Европы.

Наиболее перспективными сегментами рынка индустриальных ЛКМ в Восточной Европе являются порошковые, судовые и конвейерные автомобильные материалы.

Вид ЛКМ	Применение, %
Органоразбавляющие
Водоразбавляющие
С высоким сухим остатком
Порошковые
Прочие
Мебельный рынок 200 млрд.евро 2009г.
США	21%
Италия	9%
Китай	9%
Германия	9%

Себестоимость отделки 8-20% ЛКМ: грунтовка, покрывной лак, бейц, прочие продукты.