Испытание лакокрасочных материалов.

1.Цель работы: Углубление знаний по исследованию составляющих лакокрасочных материалов, основных свойств пигментов, вязкости связующих и красочных составов.

2.Теоретическое обоснование: Лакокрасочными материалами называют составы, наносимые в жидком состоянии тонким слоем на поверхность строительных изделий и образующие после высыхания твердые покровные пленки. Эти пленки должны прочно сцепляться с окрашиваемой поверхностью, защищать основной материал конструкции от воздействия агрессивных сред, придавать окрашиваемым поверхностям декоративный внешний вид, а также улучшать санитарно-гигиенические условия в помещениях. Основными компонентами лакокрасочных материалов являются пигменты, наполнители и связующие вещества.

Пигменты - это тонкодисперсные красящие вещества, обладающие определенным цветом. Они не растворимы в воде, органических растворителях и связующих материалах, но способны с ними хорошо смешиваться, образуя при этом красочные составы. Пигменты по происхождению бывают минеральные и органические. При оценке качества пигмента определяют их дисперсность, укрывистость и маслоемкость.

Связующими называют жидкости, которые в смеси с пигментами после высыхания на окрашиваемой поверхности образуют тонкую пленку декоративного или антикоррозионного покрытия. Связующие, применяемые для приготовления красочных составов, условно делят на следующие основные группы: связующие для масляных составов; связующие для водных составов; эмульсионные связующие. При оценке качества связующих веществ определяют цвет, вязкость и скорость высыхания. Основные свойства красочных составов (удобонаносимость, прочность, укрывистость и стойкость) в значительной мере зависят от вида связующего и относительного содержания в его составе.

3. Приборы и материалы.

3.1 Весы лабораторные с разновесами. 3.2 Сухие пигменты.

3.3 Фарфоровая чашка. 3.4 Кисточка.

3.5 Набор сит. 3.6 Стеклянная пластинка 100 * 300 мм.

3.7 Воронка НИЛКа. 3.8 Вискозиметр ВЗ-4.

3.9 Краски. 3.10 Шкала гибкости лакокрасочных покрытий.

4. Программа работы.

4.1 Определение дисперсности.

4.2 Определение укрывистости пигмента.

4.3 Определение маслоемкости.

4.4 Определение вязкости связующего.

4.5 Определение вязкости красочного состава.

4.6 Определение прочности на изгиб.

5.Методика проведения работы.

5.1 Дисперсность или степень измельчения пигмента может быть определена способом сухого или мокрого просеивания. Предпочтение отдают мокрому просеиванию. Сухое просеивание применяют только в случае невозможности подбора смачивающей жидкости. Для просеивания применяют набор сит с сетками № 02, 015, 01, 008, 0075, 0071, 0063 и 006. При мокром просеивании навеску пигмента, высушенного до постоянной массы 10 г., помещают в фарфоровую чашку и перемешивают с 250 мл воды. Образующиеся при этом комочки на дне чашки раздавливают легким нажатием пальца и осторожно сливают образовавшуюся суспензию на сито, смоченное водой (номер сита указывается в стандартах на пигмент). Сито ставят на чашку, наполненную 250 мл воды, и проводят по нему мягкой кисточкой. При этом слипшиеся частицы распадаются. Воду несколько раз меняют, пока в чашке совершенно не будет заметно следов пигмента. Остаток на сите смачивают сначала спиртом, а затем эфиром и выдерживают на воздухе в течении 30 мин. Высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре 105 ¸ 110°С. После этого остаток на сите снимают мягкой кисточкой на часовое стекло и взвешивают. Остаток на сите (в %) определяют по формуле:

О = (m₁ / m) * 100, [1]

где m и m₁ - масса пигмента до и после просеивания, г.

Расхождение в результатах двух определений допускается не более 5%. Если пигмент растворим в воде, то используют другую жидкость, в которой он не растворился бы и не разрушился.

Сухое просеивание производят следующим образом. Навеску пигмента, высушенного до постоянной массы, в количестве 10г (сажи 2 г) высыпают на сито и производят просев ручным или механическим способом. Просеивание считается законченным, когда на глянцевой или мелованной бумаге, отличающейся по цвету от пигмента, после просеивания в течении 30 секунд, не будет обнаружено следов испытуемого пигмента. Остаток пигмента на сите собирают и переносят на часовое стекло, а затем взвешивают с точностью до 0.001г. Остаток на сите (в %) определяют по формуле 1. Определение дисперсности сухим способом производят два раза, причем расхождение между ними не должно превышать 5%, считая максимальный отсев за 100%.

5.2 Для определения укрывистости, на стеклянную пластинку размером 100 * 300 мм и толщиной 2 ¸ 2.5 мм наносят на равном расстоянии друг от друга по всей длине три цветные полосы: по краям - черные и по средине - белую. Ширина каждой полосы 15мм. (см. Рис.1).

Полосы наносят масляными красками: черную - газовой сажей, а белую - цинковыми белилами. После высыхания краски пластинку взвешивают на технических весах с точностью до 0.01 г. Затем приготавливают краску на испытуемом пигменте, для чего отвешивают 5 г пигмента, добавляют к нему натуральной олифы и растиранием доводят до малярной консистенции. Приготовленную краску, на испытуемом пигменте, тонким слоем, с помощью щетинной филенчатой кисти наносят на одну сторону стеклянной пластинки, обратную той, на которой нанесены цветные полосы. Окрашивают площадь размером 100 * 250 мм, оставляя полосу 50 * 100 мм, чтобы во время окрашивания было удобно держать пластинку в руках. Краску наносят сначала вдоль, а затем поперек пластинки до тех пор, пока у пластинки, положенной на лист белой бумаги, перестанут быть заметными в отраженном свете цветные полосы. Перед проверкой нанесенную краску разравнивают флейцем. Пластинку с нанесенной краской взвешивают и, вычтя массу пластинки с тремя нанесенными полосами, определяют количество нанесенной краски. Расчет укрывистости У, г/м² производят по формулам:

считая на краску малярной консистенции

У = а * 10 000 / S,

считая сухой пигмент

где а - кол-во нанесенной краски малярной консистенции, г; b - содержание олифы в краске малярной консистенции, %; S -окрашенная площадь пластины, см².

Определение укрывистости производят дважды. Расхождения в результатах испытаний допускаются не более 5% для красок с укрывистостью до 30 г/м², считая максимальную укрывистость за 100%.

5.3 Для определения маслоемкости на технических весах, с точностью до 0.01 г отвешивают 5 г сухого пигмента, который затем высыпают в стеклянный или фарфоровый стакан с верхним диаметром 100мм. Затем из бюретки на 2 мл, с делениями до 0.01 мл приливают отбельное льняное масло в последовательно уменьшающемся количестве: сначала 0.3 мл, затем 2 ¸ 3 капли, затем по одной капли. При этом пигмент перемешивают стеклянной палочкой. Когда весь пигмент в стакане будет смочен маслом, образуется комок. Этот момент означает, что наступило насыщение пигмента, и отражает маслоемкость последнего. Кол-во израсходованного масла в миллилитрах определяют по разности уровней в бюретке до начала опыта и после его окончания. Маслоемкость пигмента (%) определяют по формуле:

,

где V - Количество израсходованного масла, мл; p - плотность масла, г/см²; m - масса сухого пигмента, г.

Определение маслоемкости производят дважды. Расхождение в результатах испытаний не более 4%, считая максимальную маслоемкость за 100%.

5.4 Для определения вязкости пользуются специальным прибором (вискозиметром) - воронкой НИЛКа. Метод заключается в определении времени, необходимого для истечения 100 мл жидкости через отверстие определенного диаметра. Прибор состоит из металлической воронки, закрепленной на штативе. Воронка вставлена в конус, несколько больший по размерам и являющийся водяной рубашкой, по которой во время испытания циркулирует вода с температурой 20 ¸ 25°С. Под выходное отверстие воронки помещают мерную колбу или цилиндр вместимостью 100 мл. Воронку до краев наполняют испытываемой жидкостью и пропускают через водяную рубашку, нагретую воду. Когда в жидкости установится температура 20°С, открывают кран и одновременно пускают секундомер. После того как точно вытечет 100 мл жидкости, секундомер останавливают и определяют время (с). Определение повторяют 3 раза и за окончательный результат принимают среднее арифметическое из трех определений.

 

5.5 Условной вязкостью красочных составов называют время (с) истечения 100 мл их через калиброванное сопло вискозиметра при определенной температуре (20°С). Испытываемый материал необходимо профильтровать через сетку № 028, тщательно перемешать и оставить в покое на 5 ¸ 10 мин, чтобы вышли пузырьки воздуха. Резервуар вискозиметра необходимо промыть растворителем, обратив особое внимание на чистоту отверстия сопла. Затем закрепляют вискозиметр в штативе и с помощью винтов устанавливают в необходимом положении.

При проведении испытания под вискозиметр подставляют сосуд, объемом не менее 110 мл, для стока испытываемого материала. Пальцем зажимают снизу отверстие сопла и заполняют резервуар вискозиметра красочным составом, имеющим температуру 20°С. Быстро отнимают палец от отверстия и, одновременно пускают секундомер. Секундомер останавливают при появлении прерывистой струи. Время истечения 100 мл испытываемого материала из вискозиметра ВЗ-4 и будет его условной вязкостью. Опыт проводят 3 раза, значение вязкости вычисляют как среднее арифметическое из трех определений.

5.6 На очищенные от ржавчины и окалины пластинки из жести толщиной 0.2 ¸ 0.3 мм и размером 20 * 100 мм наносят испытываемый материал по способу, указанному выше. После высыхания пленки пластинку плотно прижимают к стержню, плавно изгибают в течении 2 ¸ 3 с пленкой вверх на 180° вокруг стержня диаметром 20 мм. Если после изгибания на пленке, при рассматривании в лупу, незаметно трещин и пленка не отслаивается, то производят изгибание пластинки в другом месте - вокруг стержня диаметром 15 мм, затем в новом месте, и так до тех пор, пока на пленке не будут обнаружены указанные выше изменения. Прочность пленки при изгибе выражается минимальным диаметром стержня, на котором лакокрасочное покрытие осталось неповрежденным.

Содержание отчета.

6.1 Наименование работы.

6.2 Цель работы.

6.3 Приборы и материалы.

6.4 Ход работы.

6.5 Вывод.

 

 

Сведения о документе.

Лабораторных работ - 24

Задействовано файлов - 26

Объем памяти - 1.91

Страниц - 77

Строк - 1231

Слов - 29167

Символов - 149218

Таблиц - 23

Рисунков - 48

Окончательная редакция - 11.11.02

Тираж - 8

Над программой работали: