Руководство по выполнению лабораторных работ по лакокрасочным материалам
план-конспект занятия на тему

Санкт Петербургское государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Колледж строительной индустрии и городского хозяйства

Руководство по выполнению лабораторных работ

по лакокрасочным материалам

 по дисциплине Архитектурное материаловедение

  для  обучающихся по специальностям:

 07.02.01

  Рассмотрено                                              

 и одобрено на заседании

 цикловой комиссии

_____________________________

                                                                        протокол № 1      от            2013г.

Санкт – Петербург

2013г.

Санкт Петербургское государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Колледж строительной индустрии и городского хозяйства

Преподаватели:            Куркина Т.А.

                                       Погодина Т.М.

        дисциплина:   «Архитектурное материаловедение»

Санкт – Петербург

2013г.

Перечень лабораторных работ.

Определение твердости окрасочной пленки.

Определение водо – и маслостойкости пигмента.

Определение укрывистости пигмента.

Определение дисперсности пигмента.

Определение маслоемкости пигмента.

Определение розлива и способности лакокрасочных материалов наноситься

на окрашиваемую поверхность.

Определение адгезии пленки лакокрасочных материалов с основаниями.

Определение времени высыхания лакокрасочных материалов.

Определение прочности пленки при изгибе.

Определение условной вязкости лакокрасочных материалов.

Лакокрасочные материалы.

        Общие сведения.

        Лакокрасочные материалы – это сложные композиционные системы, основными компонентами которых являются органические или минеральные связующие, пигменты, красители и наполнители. Равномерно наносимые на отделываемую поверхность (подложку), они способны в результате различных химических и физических превращений образовывать сплошное, прочно сцепленное с основанием твердое декоративное покрытие (пленку) с определенным комплексом свойств. Лакокрасочные пленки не только придают основанию определенный вид, цвет, фактуру, но одновременно с этим защищают облагороженную поверхность от вредных воздействий атмосферной влаги, паров, газов, предохраняют от различных видов коррозии, загнивания, возгорания, т.е. улучшают характеристики отделываемых материалов и повышают их долговечность.

        К природным органическим пленкообразователям относятся подвергнутые специальной обработке растительные масла, природные смолы, битумы, белковые вещества, специально обработанная целлюлоза.

        Синтетические пленкообразователи представлены алкидными, эпоксидными, карбамидо и  меламиноформальдегидными, феноло формальдегидными, перхлорвиниловыми и др. смолами.

        Пленкообразующие вещества используются не только для образования качественного лакокрасочного покрытия, но и в случае пористых оснований,  для пропитки и  укрепления их поверхности.

Классификация материалов для малярных работ.

        Материалы, применяемые для производства малярных и обойных работ, а также для монументально – декоративной живописи, весьма разнообразны по номенклатуре и свойствам.

        Материалы для малярных работ (лакокрасочные материалы).

Лакокрасочные материалы (ГОСТ 9825) классифицируют по виду, химическому составу и преимущественному назначению материала. К лакокрасочным материалам относятся лак, краска, порошковая краска, эмаль грунтовка и шпатлевка.

        Лак – раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде, образующий после высыхания твердую прозрачную однородную пленку. Лаки придают поверхностям декоративный вид и создают защитные покрытия. Большинство лаков бесцветны, применяют также лаки, окрашенные красителями, и черные (на основе битумов и каменноугольных пеков).

        Краска – суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в олифе, эмульсии, латексе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку. По назначению краски подразделяют на строительные, полиграфические, применяемые в полиграфической промышленности, художественные и специальные, к которым относятся светящиеся, термочувствительные, не обрастающие в воде морскими организмами и др.

        К строительным краскам относятся масляные, водоразбавляемые и эмалевые. Масляные краски выпускают густотертыми (пастообразными) и готовыми  к применению (жидкими). Водоразбавляемые краски – это известковые, водоэмульсионные, цементные, клеевые, силикатные и др. Водоэмульсионные краски кроме пигмента и наполнителя содержат водную дисперсию полимеров. Эмалевые краски приготовляют из пигментов, перетертых с различными красками.

        Порошковая краска – сухая композиция пленкообразующего вещества с пигментами и наполнителями, образующая после оплавления, охлаждения и отверждения твердую непрозрачную пленку. Порошковую краску наносят на поверхность методом напыления.

        Эмаль – суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в лаке, образующая после высыхания непрозрачную твердую защитную декоративную пленку с различным блеском и фактурой поверхности. Эмали часто называют эмалевыми и лаковыми красками. Их подразделяют на масляные, алкидные, эпоксидные, нитроцеллюлозные и др. Эмали применяют для окраски станков, самолетов, автомобилей, велосипедов, холодильников.

        Грунтовка – суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в связующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку  с хорошей адгезией к подложке. Грунтовки образуют нижние слои покрытий, создавая надежное сцепление верхних слоев покрытия с окрашиваемой поверхностью. Кроме того, они защищают металл от коррозии, выявляют текстуру древесины, закрывают поры материала, выравнивают и создают однородную поверхность перед окраской. Высушенную загрунтованную поверхность покрывают краской или лаком.

        Шпатлевка – густая, вязкая масса, состоящая из смеси пигментов с наполнителями в связующем веществе. Различают лаковые, масляные и клеевые шпатлевки. Шпатлевкой заполняют неровности и выравнивают окрашиваемую поверхность. Их наносят по слою высохшей грунтовки. Высохшую шпатлевку обрабатывают шлифовальной шкуркой.

        Основными компонентами лакокрасочных материалов  служат пигменты, наполнители и связующие вещества. Кроме основных компонентов лакокрасочные материалы содержат вспомогательные материалы.

        Пигменты (сухие краски) – тонкоизмельченные цветные неорганические или органические вещества, не растворимые в воде и дисперсных средах и способные образовывать с пленкообразующим защитное, декоративное или декоративно – защитное покрытие. Пигменты применяют для изготовления малярных и других красок, а также для окрашивания пластмасс, бумаги, резины и других материалов. Пигменты отличаются  от растворимых красителей нерастворимостью в воде и в окрашиваемых материалах. Пигменты служат для поверхностного окрашивания, в то время как красители окрашивая поверхность, проникают внутрь материала. В малярных работах красители из-за их растворимости почти не применяют.

        Пигменты бывают природные (неорганические), синтетические (неорганические и органические) и металлические. Природные неорганические пигменты получают путем измельчения, обогащения, термической обработки минералов и горных пород. Синтетические неорганические пигменты получают в результате химических реакций. Синтетические органические пигменты – красящие вещества различного химического строения. Металлические пигменты – тонкие порошки металла или сплава металлов. В лакокрасочной промышленности широко применяют неорганические пигменты – мел, белила, двуокись марганца, сурик железный, охру, цинковый крон, окись хрома, ультрамарин, алюминиевую пудру и др.

        Наполнители – дисперсные  неорганические природные или синтетические вещества, не растворимые в воде и дисперсных средах, применяемые для улучшения малярно - технических и эксплуатационных свойств покрытий и экономии пигментов. Природные неорганические наполнители получают путем измельчения, обогащения, термической обработки горных пород и минералов. Синтетические неорганические наполнители получают в результате химических реакций и сложной технологии. Наполнители – порошки с низкой укрывистостью и красящей способностью, они придают лакокрасочным материалам прочность, атмосферостойкость и др. Наполнителями служат мел, каолин, тальк, слюда, баритовый концентрат, диатомит, молотый песок.

        Связующие вещества – жидкие или доведенные до жидкого состояния твердые материалы, которые после отвердевания (высыхания) связывают между собой частицы пигментов и наполнителей и образуют тонкую окрасочную пленку, прочно сцепляющуюся с окрашиваемой поверхностью. Их подразделяют  на связующие для водных окрасочных составов (различные клеи, известь, цемент), для неводных окрасочных составов (олифы, лаки, смолы) и эмульсии (водомасляные и синтетические).

        Вспомогательные материалы – разнообразные жидкие и твердые  вещества, применяемые для получения основных лакокрасочных материалов и придания им необходимых малярно – технических свойств. Такими материалами служат сиккативы, отвердители, пластификаторы, разбавители, смывки и проч.

        Сиккативы – катализаторы высыхания растительных масел и маслосодержащих лакокрасочных материалов, ускоряющих их пленкообразование при комнатных и повышенных температурах. Как правило, это соли металлов (свинца, марганца, цинка, кобальта) и жирных кислот масел, нефтенатов и проч. Сиккативы необходимы также для приготовления олиф. Выпускают сиккативы в виде растворов, а также в виде порошков и паст.

        Отвердители – вещества, обусловливающие отвердение некоторых жидких полимеров в твердые, нерастворимые и неплавкие полимеры.

        Пластификаторы – вещества, повышающие пластичность, эластичность и мягкость полимеров и лакокрасочных полимерных материалов. Некоторые пластификаторы придают полимерным материалам негорючесть, влагостойкость и др. Пластификаторами служат дибутилфталат, нефтяные масла, канифоль и др.

        Растворители – жидкости, применяемые для доведения малярных составов до рабочей вязкости, мытья посуды, кистей, инструментов и механизмов после работы неводными составами. К растворителям относятся скипидар, уайт – спирит, каменноугольный сольвент, ксилол ацетон, спирт и др. Самый распространенный растворитель неорганических (цементных, известковых) и органических (клеевых, эмульсионных) соединений – вода.

        Разбавители в отличие от растворителей содержат пленкообразующие вещества и служат для разбавления густотертых или разведения сухих неорганических красок. Разбавителями являются олифы, эмульсии.

        Смывки – жидкие составы, служащие для удаления старых масляных, лаковых, эмалевых и других окрасочных пленок

        К вспомогательным материалам различного назначения относятся купорос, квасцы, мыло, сода, воск, пемза, шлифовальная шкурка и др.

Порядок выполнения лабораторных работ.

        Основная цель лабораторных работ – углубление, расширение и закрепление знаний, полученных студентами на теоретических занятиях по архитектурному материаловедению, строительному материаловедению и общей технологии строительных материалов.

        Строительные материалы и изделия для малярных работ разнообразны по номенклатуре, сложны по составу и строению, обладают различными физическими, химическими, механическими и технологическими свойствами.

        Лабораторно – практические работы дают возможность определить свойства и оценить качество этих материалов и изделий, проверить соответствие их требованиям Государственных стандартов (ГОСТов) и, следовательно, установить их пригодность.

        В процессе выполнения лабораторных работ студенты готовятся с современными методами испытаний, учатся самостоятельно оценивать, анализировать, правильно пользоваться испытательными машинами, приборами, аппаратами и другим лабораторным оборудованием.

        Лабораторные работы необходимо выполнять в полном соответствии с основными положениями теории. Методика выполнения большинства работ должна соответствовать указаниям и требованиям Государственных стандартов. Каждый опыт должен быть проведен правильно и точно. Студенты должны заранее готовиться к выполнению лабораторных работ.

        В процессе выполнения лабораторных работ студенты должны записывать результаты наблюдений, испытаний и расчеты в журналах лабораторных работ. Нужно также начертить схему прибора, описать ход работы, проанализировать полученные данные и сделать обобщающие выводы. Неточные записи, неправильные расчеты приводят к грубым нарушениям и неверным результатам по работе в целом.

        Записи в журнале лабораторных работ нужно вести четко, аккуратно и грамотно. Графическую часть (схемы, чертежи, рисунки) следует выполнять карандашами, в том числе цветными, соблюдая правила черчения. Если в лаборатории нет бланков журналов, каждый студент должен иметь отдельную тетрадь для оформления лабораторных работ.

        Во время лабораторных занятий студенты обязаны соблюдать правила техники безопасности в лаборатории. Эти правила, аккуратно написанные на большом листе бумаги, обычно вывешивают в лаборатории на видном месте.

Лакокрасочные материалы

1. Определение вязкости краски вискозиметром ВЗ – 246 ГОСТ 8420 – 80.

2. Определение степени перетира краски гриндометром ГОСТ 6589 – 74.

3. Определение показателя активности водородных ионов РН – метром

    ГОСТ Р50550 – 93.

4. Определение сухого остатка краски с помощью анализатора влажности

    ГОСТ 17537 – 72.

5. Определение плотности ареометрическим способом ГОСТ – 3900 – 85;

    ГОСТ 13078 – 81.

6. Определение толщины мокрого слоя краски толщинометром – гребенка.

7. Определение времени высыхания покрытий лакокрасочными материалами

    ГОСТ 19007 – 73.

8. Определение укрывистости по ГОСТ 8784 – 75.

9. Определение тонкости помола наполнителей и пигментов;

    сита 0,040 – 0,2 – 1мм.

10. Определение цвета спектрофотометрическим методом ГОСТ 16873 – 92.

11. Определение твердости покрытий маятниковым твердомером ГОСТ 5233.

12. Определение блеска покрытий блескомером трехугловым ГОСТ 896 – 69.

13. Определение адгезии и прочности сцепления шпатлевки с основанием

      адгезиметром ГОСТ 15140 – 78.

14. Определение стойкости поверхности к абразивному износу на

      ротационном абразиметре ISO 7784 – 2:1997; АСТМ D4060 – 01.

15. Определение эластичности покрытий при изгибе, прибор Константа – И1

      ГОСТ 6806 – 73.

16. Определение ударной прочности защитно-декоративных покрытий на

      приборе для испытания на ударную прочность по ГОСТ 22736 – 88.

17. Определение стойкости покрытий к воздействию температуры и  

      переменных температур ГОСТ Р 51692 – 2000.

18. Определение морозостойкости ГОСТ Р 52020 – 2003.

19. Определение дисперсности пигмента.

Перечень ГОСТов.

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 8784 – 75

Методы определения укрывистости

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 21903 – 76

Методы определения условной светостойкости

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 19007 – 73

Методы определения времени и степени высыхания  

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 15140 – 78

Методы определения адгезии  

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 29319 – 92

Метод визуального сравнения цвета  

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ Р 52753 –2007

Метод определения степени перетира

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ Р 52487 –2005

Определение массовой доли нелетучих веществ

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 8420 – 74

Методы определения условной вязкости

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 9980.1 – 86

Правила приемки

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 9980.2 – 86

Отбор проб для испытаний

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 9980.3 – 86

Упаковка  

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 9980.4 – 2002

Маркировка    

Материалы лакокрасочные                                                   ГОСТ 9980.5 – 86

Транспортировка и хранение  

Материалы лакокрасочные и сырье для них                       ГОСТ 29317 – 92

Температуры и влажности для кондиционирования и испытаний

Вода дистиллированная. Технические условия                   ГОСТ 6709 – 72

Работа №

Определение розлива и способности

лакокрасочных материалов

наноситься на окрашиваемые поверхности.

        Цель: научиться определять розлив и способность лакокрасочного материала наноситься на окрашиваемую поверхность.

        Приборы, принадлежности и материалы: металлическая или деревянная загрунтованная пластинка (2 шт.), щетинная филенчатая кисть

№ 14 – 16, пульверизатор, секундомер, разбавитель, пемза, колба с водой, испытуемый материал (эмаль, лак, фиксоль).

        Подготовительные работы. Заблаговременно загрунтовать, высушить и отшлифовать две металлические или деревянные пластинки размерами

20х40см. Испытуемый материал довести до малярной консистенции.

        Общие сведения. Розливом называется свойство лакокрасочного материала, нанесенного на какую – нибудь поверхность кистью, приобретать совершенно гладкую поверхность (без штрихов от кисти). Обычно определяют розлив масляных и асфальтовых лаков, эмалей и фиксолей. Способность наноситься на окрашиваемую поверхность определяют при нанесении нитролаков или нитроэмалей с помощью пульверизатора.

        Порядок выполнения работы.

        1. Заранее приготовить две металлические или деревянные пластинки площадью 20х40 см, загрунтованные цинковыми белилами, высушить их при температуре 200С в течение двух суток, ещё раз покрыть цинковыми белилами, снова высушить в течение двух суток при температуре 200 С и отшлифовать пемзой с водой до получения равномерной матовости.

        2. Испытуемый лакокрасочный материал довести до рабочей вязкости, перенести кистью на загрунтованную пластинку и быстро (за 2 – 3 мин) распределить продольными и поперечными движениями кистью по поверхности. Затем кистью резко, с нажимом, провести штрих по середине пластинки от одного конца к другому.

        3. Проведя штрих на пластинке, пустить в ход секундомер и определить время, когда исчезнут штрихи от кисти и поверхность станет совершенно ровной. Розлив лакокрасочного материала считается удовлетворительным, если гладкая поверхность образуется через 10 мин. после нанесения лакокрасочного материала, и не удовлетворительным, если следы от кисти не пропадают через 15 мин. после нанесения.

        4. Испытуемый материал нанести на другую пластинку пульверизатором. Установить момент, когда материал ложится ровным гладким слоем, без рябин и подтеков.

Расстояние между пластинкой и пульверизатором должно быть 15 – 20 см.

        5. Результаты определения розлива и способности лакокрасочного материала наноситься на окрашиваемую поверхность записать в журнал лабораторных работ по форме

                                                                                       Форма

        Наименование материала ____________________.  Площадь загрунтованной пластинки _______см2. Продолжительность нанесения материала на пластинку _____ мин.

Время от отрыва кисти до образования гладкой поверхности __________ сек. Гладкая

поверхность образуется через __________ мин. после нанесения. Оценка розлива материала _____________________. Способность материала наноситься на поверхность

_______________________.

Работа №

Определение адгезии пленки

лакокрасочных материалов с основаниями.

        Приборы, принадлежности и материалы: две металлические пластинки размерами 10х100 мм, термостат, нож, часы, пульверизатор, наждачная шкурка № 200 – 230, бензол или толуол, грунтовка ГФ – 020, испытуемый лак (желательно ВЛ – 941) и эмаль (желательно нитроэмаль черная 660).

        Подготовительные работы. Заблаговременно металлическую пластинку очистить шкуркой, обезжирить бензолом, покрыть лаком, высушить и охладить. Вторую пластинку очистить, покрыть грунтовкой, высушить, нанести эмаль и снова высушить.

        Общие сведения. Лакокрасочные материалы, нанесенные на поверхность, должны прочно сцепляться с основаниями и с течением времени не отслаиваться.

        Порядок выполнения работы.

        1. Медную, стальную или жестяную пластинку зачистить шлифовальной шкуркой, обезжирить бензолом или толуолом, покрыть подогретым лаком (путем окунания) и поставить в вертикальное положение на 5 мин, чтобы избыток лака мог стечь с пластинки. Пластинку в вертикальном положении поместить в термостат для сушки в течение 10 – 15 мин. при температуре . Затем пластинку, покрытую лаком, охладить.

        Чтобы определить степень сцепления пленки лака с металлической поверхностью, пластинку с пленкой лака перегнуть несколько раз на 1800 вправо и влево до разрушения образца. В месте разрушения пластинки пленка лака при хорошей адгезии не должна отслаиваться.

        2. Металлическую пластинку зачистить и покрыть с помощью пульверизатора грунтовкой, поместить её в термостат, где выдержать в течение 35 мин. при температуре 100 – 1100С. После охлаждения поверхность грунтовки зачистить наждачной бумагой, а затем пульверизатором нанести на неё слой испытуемой эмали, разведенной до малярной консистенции. Через сутки определить степень сцепления эмали с поверхностью металла. Пленку надрезать острым ножом по двум направлениям, пересекающимся под углом 450. В точку пересечения линий надреза поднять ножом небольшой участок пленки и попытаться отделить её от металлической поверхности. При хорошей адгезии пленка эмали не должна сниматься с поверхности лоскутом, но может обрываться.

        3. Результаты проведенных испытаний записать в журнал лабораторных работ. Описать ход работы.

                                                                                       Форма

        Наименование лака ____________, основание _____________, продолжительность сушки _______мин. при температуре _____0С. Состояние пленки лака в месте разрушения

пластинки _____________. Вывод об адгезии пленки лака с основанием _______________.

        Наименование эмали ___________, основание ____________, вид грунтовки _____,

продолжительность сушки грунтовки _______мин. при температуре______0С       продолжительность сушки эмали ______час. Сцепление пленки эмали с основанием ____.

Работа №

Определение времени высыхания

лакокрасочных материалов.

        Цель: научиться определять время образования пленки, т.е. высыхания

лакокрасочных материалов.

        Приборы, принадлежности и материалы: шкаф с электрообогревом и терморегулятором, уровень, пластинка размером 9х12 см, наручные часы, стаканчики, деревянная пластинка площадью 1 см2, груз массой 200г, хлористый кальций, ватный тампон, испытуемый материал.

        Подготовительные работы. Заблаговременно, в разное время, нанести на стеклянные пластинки исследуемый материал, К началу занятия на разных пластинках лакокрасочный материал должен высохнуть «от пыли», достич практического и полного высыхания.

        Общие сведения. Высыханием называется процесс затвердения и превращения в пленку жидкого лакокрасочного материала, нанесенного тонким слоем на окрашиваемую поверхность. Высыхание материала определяют с помощью стеклянного шкафа с электрообогревом. Высота шкафа 100 см, площадь основания 60х100 см. Стеклянные полки в шкафу установлены строго горизонтально (по уровню). Температура в нем поддерживается в пределах 2020С. Для поглощения влаги в углы шкафа ставят стаканчики с хлористым кальцием (200 г СаСl2 на 1 м3 шкафа), которые периодически меняют. Отверстия в обвязках шкафа затягивают марлей, чтобы в шкаф не проникла пыль.

        Порядок выполнения работы.

        1. На стеклянную пластинку размерами 9х12 см нанести тонким слоем испытуемый материал. Краску наносить кистью, а лак налить и распределить по поверхности пластинки равномерным слоем.

        2. Пластинку поставить на 30 мин. под углом 450, чтобы стек избыток материала. Затем пластинку поместить горизонтально на полку шкафа, заметить время и выдержать её при температуре 2020С.

        3. Определить время высыхания материала «от пыли». Периодически пластину вынимать из шкафа и дышать на пленку 2 – 3 сек. Расстояние ото рта до пластинки должно быть 10 см. Через некоторое время на пленке от дыхания появится матовое пятно, т. е. начнет конденсироваться влага. Время  от начала нанесения материала на пластинку до появления матового пятна от дыхания характеризует высыхание «от пыли», т. е. указывает на момент образования тонкой плёночки.

        4. Определить время практического высыхания материала по методу отпечатков. Продолжая сушку, периодически вынимать пленку и нажимать на неё пальцем. Появление слабых отпечатков свидетельствует о том, что пленка практически высохла.

        5. Определить время полного высыхания материала. После продолжения сушки на пластинку с пленкой положить ватный тампон, а сверху него деревянную пластинку площадью 1 см2 с грузом массой 200 г.

Через 30 сек. груз, пластинку и тампон снять и внимательно осмотреть поверхность пленки. Если на пленке нет волокон ваты или следов от них значит,  наступил момент полного высыхания покрытия.

        6. Результаты определения времени высыхания лакокрасочного материала записать в журнал лабораторных работ по форме

                                                                                                           Форма

        Испытуемый материал___________ . Температура в шкафу ______0С. Начало опыта _____ час._____ мин. Появление матового пятна «от дыхания»_____ час.____ мин.

Высыхание  «от пыли» наступило через _____ час. Практическое высыхание наступило через ____ час. Полное высыхание наступило через ____ час. Выводы ________________.

Работа №

Определение прочности пленки при изгибе.

        Цель: научиться определять прочность лакокрасочных пленок на металлической подложке при изгибе.

        Приборы принадлежности и материалы: шкаф с электрообогревом и терморегулятором, прибор Ш Г, несколько жестяных пластинок толщиной

0,2 – 0,3 мм. и размерами 20х100 мм. с отвердевшей пленкой лакокрасочного материала, бензин – растворитель, металлическая линейка, ножницы, складная лупа Л Ш – 7.

                                                                                                 Рис. 1        

                                                                               Прибор Ш Г (шкала гибкости)

        Подготовительные работы. Заранее нанести на жестяную пластинку слой лака или краски и высушить до полного высыхания.

        Общие сведения. Прочность лакокрасочных пленок определяют, изгибая окрашенные металлические пластинки на стержне. Наименьший диаметр стержня, изгибание на котором не разрушает лакокрасочного покрытия, характеризует прочность пленки. Признаком разрушения служит появление на пленке трещин. Прочность пленки при изгибе определяют с помощью прибора Ш Г (шкала гибкости), (Рис 1), представляющего собой шесть стальных стержней длиной 35 мм, укрепленных на станине. Диаметр

стержней верхнего ряда 20, 15 и 10 мм, сечение плоских закругленных стержней нижнего ряда: 5х10; 3х10; и 1х10 мм. Станину крепят на краю стола.

        Порядок выполнения работы.

        1. На жестяные пластинки, промытые бензином – растворителем, и высушенные, заранее нанести слой лака или краски, затем поставить на

 15 мин. под углом 450, чтобы избыток лака или краски мог стечь. Пластинки поместить в шкаф на строго горизонтальную поверхность и выдерживать при температуре 1820С до полного высыхания пленки.

        2. Каждую пластинку плотно прижать к стержню и осторожно  в течение 2 – 3 сек. изгибать пленкой вверх вокруг стержня диаметром 20 мм.

Затем пленку на пластинке осмотреть через лупу. Если трещин нет и пленка не отслаивается, изгибать пластинки вокруг стержня диаметром 15 мин. затем вокруг стержня диаметром 10 мм. и т. д., пока на пленке не будут обнаружены трещины и отслаивания.

        3. Определить наименьший диаметр стержня, на котором пленка не разрушается. Прочность 10 при изгибе будет означать, что пленка не разрушается при изгибании вокруг стержней диаметром 20; 15 и 10 мм., но разрушается на стержне диаметром 5 мм и меньше.

        4. Результаты определения прочности пленки при изгибе записать в журнал лабораторных работ по форме.

                                                                                                         Форма

        Наименование материала ____________________________. Время выдерживания

пластинки под углом 450С _________ мин. Температура в шкафу во время высушивания

______0С. Время полного высыхания пленки _______ час. Диаметр наименьшего стержня,

на котором пленка не разрушается _______ мм, прочность пленки при изгибе _______ мм.

        Выводы _____________________.

Работа №

Определение условной вязкости лакокрасочных материалов.

        Цель: научиться определять условную вязкость лакокрасочных материалов с помощью вискозиметра ВЗ – 4.

        Приборы, принадлежности и материалы: вискозиметр ВЗ – 4, штатив для закрепления вискозиметра, ртутный термометр с пределами шкалы от

0 до 500С, сосуд емкостью не менее 110 мл, секундомер, проволочная сетка

№ 028, растворитель, этиловый эфир, испытуемый материал.

        Подготовительные работы. Для проведения опыта заранее подготовить один из следующих материалов: лак битумный № 177, лак или политуру ВК – 1, лак № 411,эмаль общего потребления, грунтовку, готовую к употреблению краску и т. д.

        Общие сведения. Удобонаносимость лакокрасочных материалов зависит от их условной вязкости. Густой материал трудно распределить тонким слоем по окрашиваемой поверхности; материал, имеющий небольшую вязкость, будет стекать с вертикальных и наклонных поверхностей. Вязкость лакокрасочных материалов малярной консистенции

                                                         определяют с помощью вискозиметра ВЗ – 4

                                                         Рис 1.

                                                         Условной вязкостью лакокрасочных

                                                         материалов называют время (в сек.)

                                                         истечения определенного объема жидкости

                                                         через калиброванное сопло вискозиметра

                                                         при определенной температуре

                                                         (обычно 200С).

                                                         Для определения вязкости густых

                                                         лакокрасочных материалов пользуются

                                                         шариковым вискозиметром. Время  прохож-

Рис.1    Вискозиметр ВЗ – 4                 дения шарика между двумя делениями в

1- резервуар, 2- сопло, 3- желобок       стеклянной трубке, наполненной испытуе-                                                  

                                                         мым материалом, характеризует вязкость

материала. Вязкость олиф определяют с помощью вискозиметра ВУ или воронки НИЛК.

        Вискозиметр ВЗ – 4 представляет собой цилиндрический пластмассовый резервуар 1, переходящий в полный конус с соплом 2 из нержавеющей стали. Верхний край резервуара имеет желобок 3 для слива избытка испытуемого материала. Объём вискозиметра 100 мл, высота сопла

4мм, диаметр отверстия сопла 4мм. Вискозиметр закрепляют в штативе, снабженном двумя установочными винтами.

        Порядок выполнения работы.

        1. Резервуар вискозиметра тщательно промыть растворителем, просушить воздухом или промыть этиловым эфиром. Сопло вискозиметра осмотреть и, если нужно, еще раз промыть растворителем. Закрепить вискозиметр в штативе и установить с помощью винтов в горизонтальном положении.

        2. Испытуемый материал профильтровать через сетку № 028, тщательно перемешать и оставить в покое на 5 – 10 мин, чтобы вышли пузырьки газа.

        3. Поместить под вискозиметр сосуд ёмкостью не менее 110 мл. Закрыть пальцем отверстие сопла и заполнить резервуар вискозиметра

испытуемым материалом, имеющим температуру 200С.

        4. Открыть отверстие сопла и, когда жидкость появится из сопла, пустить секундомер. Остановить его в момент появления прерывающейся струи жидкости. Условная вязкость материала определяется временем, потребовавшимся на истечение жидкости из вискозиметра.

        5. Результаты определения вязкости  лакокрасочного материала записать в журнал лабораторных работ по форме.

        6. В журнале лабораторных работ описать метод определения вязкости лакокрасочных материалов и вычертить схему вискозиметра ВЗ – 4.

                                                                                                           Форма

        Испытуемый материал ______________. Емкость резервуара прибора _______ мл,

температура материала _______0С, время истечения материала _________ сек, условная

вязкость ________ сек. Сравнение полученного результата с требованиями ГОСТ _______.

Работа  №

Определение маслоёмкости пигмента.

        Цель: научиться определять маслоёмкость пигмента.

        Приборы, принадлежности и материалы:

штатив, технические весы с разновесом, стеклянный или фарфоровый стакан с круглым дном и верхним диаметром 10 см, бюретка на 2 мл с ценой деления 0,01 мл, стеклянная палочка с закругленным концом, отбеленное льняное масло, испытуемый пигмент.

        Подготовительные работы. Закрепить бюретку в штативе, Сырое отбеленное льняное масло поставить для отстоя в помещении лаборатории.

        Общие сведения. Маслоёмкость характеризуется расходом сырого льняного масла для превращения 100 г пигмента в красочную пасту. Чем меньше маслоёмкость, тем экономичнее и долговечнее слой покраски, так как красочный слой разрушается в основном вследствие старения масляной пленки. Маслоёмкость пигмента исчисляют в процентах или количеством масла (связующего) в граммах на 100 г пигмента.

        Порядок выполнения работы.

1. С точностью до 0,01 г отвесить 5 г пигмента и поместить его в стакан или фарфоровую чашку. Заметить уровень масла в бюретке. Из бюретки переливать в стакан или чашку с пигментом отбеленное льняное масло в постепенно уменьшающемся количестве: сначала 0,3 мл, а затем по 2 – 3 капли и, наконец, по 1 капле.

        После каждого приливания масло и пигмент тщательно перемешивать стеклянной палочкой с закругленным концом. Перемешивая, наблюдать за образованием красочной пасты: сначала возникают отдельные комочки, постепенно они соединяются друг с другом, образуя комок с блестящей масляной поверхностью. Момент образования такого комка принимают за точку насыщения пигмента маслом. Заметить уровень масла в бюретке после окончания опыта.

        2. По разности уровней масла в бюретке до начала и после окончания опыта определить количество израсходованного масла в миллилитрах. Вычислить маслоёмкость пигмента  М по формуле

,

       где  V – количество израсходованного масла, мл;

                - плотность масла, определяемая денсиметром, г/см3

               G – навеска пигмента, г.

        Повторить опыт. Расхождение в результатах испытаний допускается не более 4 %, считая наибольшую маслоёмкость за 100 %.

        3. Величину маслоёмкости сравнить с требуемой по ГОСТу для данного пигмента. Маслоёмкость  различных пигментов колеблется в широких пределах: при получении густотертых красок – от 9 (свинцовые белила) до 50 % (сажа), при получении красок малярной консистенции – от

22 до 90 %.

        4. Результаты определения маслоёмкости пигмента записать в журнал лабораторных работ по форме.

                                                                                                              Форма.

Наименование пигмента ___________________.     Количество пигмента _______ г.

Вид масла _______________;  уровень масла в бюретке:  до начала опыта __________ мл,  в конце опыта __________ мл;  количество израсходованного масла: 1) _____________ мл;

2)___________ мл; плотность масла _____________________. Маслоёмкость пигмента:    а) по опыту __________ %,  б) по ГОСТу ____________ %     или в граммах масла на 100 г пигмента __________ г.

Работа  №

Определение дисперсности пигмента.

        Цель: научиться определять дисперсность (тонкого помола)

пигментов.

        Приборы, принадлежности и материалы: стандартные сита, технические весы с разновесом, фарфоровая чашка, колба с водой, мягкая кисточка, часовое стекло, сушильный шкаф, наручные часы, спирт, эфир исследуемый пигмент (ультрамарин малярный УМ- 3, мумия естественная сухая, хромат цинка сухой, сажа).

        Подготовительные работы. Заранее подсушить пробу исследуемого пигмента. Из набора стандартных стандартных сит подобрать сита для просеивания данного пигмента. Например, для определения дисперсности ультрамарина малярного УМ – 2 (ГОСТ 13483) нужно взять сита с сетками

№ 016К и № 0056К, мумии естественной сухой – сита с сетками № 015 и

№ 0071 и т.д.

        Общие сведения. Дисперсность или тонкость помола пигмента имеет большое значение: чем выше дисперсность, тем больше укрывистость и долговечность пигмента. В стандарте на данный пигмент указано, какой должна быть тонкость исследуемого пигмента. Дисперсность пигмента определяют по методу мокрого или сухого просеивания через два сита с сетками указанных в ГОСТе номеров 1. Предпочтения отдают мокрому просеиванию. Сухое просеивание применяют, когда это требуется соответствующими ГОСТ или когда невозможно подобрать смачивающую жидкость.

        Порядок выполнения работы.

        1. Отвесить 10 г сухого пигмента (или 2 г сажи), поместить его в фарфоровую чашку и перемешать с 250 мл воды. Образовавшиеся на дне чашки комочки растереть легким нажимом пальца и одновременно слить суспензию несколько раз через сито, предварительно смоченное водой. Убедившись в отсутствии комочков, на сито перенести из чашки весь остаток. Сито поставить на чашку, наполненную 250 мл воды, и провести по нему мягкой кисточкой. При этом слипшиеся частицы пигмента распадаются. Проделать эту операцию несколько раз, меняя воду до тех пор, пока в чашке не будет следов пигмента. Если пигмент растворим в воде, взять для проведения опыта другую смачивающую жидкость, в которой пигмент не растворяется и не разрушается.

        2. Остаток пигмента на сите смочить сначала спиртом, а затем эфиром, в течение 30 мин подержать на воздухе и высушить в сушильном шкафу при температуре 100 – 1050С. Сухой остаток на сите снять мягкой кисточкой на часовое стекло и взвесить. Вычислить остаток на сите Х по формуле

где    а – навеска (количество) пигмента, г;

         б – остаток пигмента, не прошедшее через сито, г.

        3. Повторить опыт. Расхождение в результатах двух определений должно быть не более 5 %, считая максимальный отсев в граммах за 100 %.

        4. Остаток, оставшийся на сите, просеять через другое сито, указанное в ГОСТе. Полученные результаты сравнить с требованиями стандарта на данный пигмент. Например, если в качестве исследуемого пигмента применялся малярный ультрамарин УМ – 3, содержание остатка на сите с сеткой № 0085 должно быть не более 3 %; этот остаток должен полностью проходить через сито с сеткой № 02.

        5. Результаты определения дисперсности пигмента по мокрому способу записать в журнал лабораторных работ по форме.

                                                                                                            Форма

        Наименование пигмента ___________, навеска (количество) пигмента _________ г,

смачивающая жидкость _________________ , сито с сеткой № ___________, остаток на

этом сите: 1) ______ г, 2) ______ г, 3) средний _______ г. Содержание остатка на другом

сите с сеткой № _______ %. Дисперсность пигмента ______________________.

_________________

        1 Для просеивания пигментов применяют сита с сетками (ГОСТ 3584-53); № 02; 018; 016; 015; 0125; 0112; 0105; 01; 0085; 008; 0075; 0071; 006; 0056; 0045, имеющие соответственно 918; 1040; 1480; 1600; 2130; 2710; 3140; 3460; 4450; 4690; 5100; 6400;

10 000; 10 200; 15 000 отв/см2 

Работа №

Определение укрывистости пигмента ГОСТ 8784 – 75.

        Цель: научиться определять укрывистость пигмента и красочного состава малярной смеси 1.

        Приборы, принадлежности и материалы: стеклянная пластинка из бесцветного стекла размерами 2х100х300 мм с тремя цветными полосами, технические весы с разновесом, фарфоровая чашка, курант, щетинная кисть, флейц, доска для растирания краски, лист плотной белой бумаги, натуральная олифа, газовая сажа, цинковые белила, растворитель, исследуемый пигмент (охра, железный сурик).

        Подготовительные работы: Заранее, до занятия, нанести краской на стеклянную пластинку три цветные полосы. После высыхания краски пластинку взвесить. Приготовить краску малярной консистенции на испытуемом пигменте.

        Общие сведения. Укрывистостью, или кроющей способностью, называется св-во краски при равномерном нанесении её на одноцветную

 поверхность закрывать цвет окрашиваемой поверхности непросвечивающим слоем. Укрывистость измеряется расходом пигмента в граммах на 1 м2 окрашиваемой поверхности. Чем больше укрывистость пигмента, тем меньше его расходуется на окрашивание одной и той же поверхности. Стандартом установлена максимально допустимая укрывистость для каждого пигмента. Укрывистость пигментов и красок в невысохших покрытиях определяют с помощью стеклянной пластинки с цветными полосами или «шахматной доской».

______________

        1 Малярная консистенция соответствует рабочей густоте красочного состава, приготовленного для окрашивания поверхности.

        Порядок выполнения работы.

        1. Заранее приготовить пластинку размерами 100х300 мм из бесцветного листового стекла толщиной 2-2,5 мм. Вдоль длинной стороны пластинки нанести на равном расстоянии одна от другой три цветные полосы шириной 15 мм каждая. По краям нанести черные полосы газовой сажей, по середине – белую полосу цинковыми белилами М-1. После высыхания краски пластинку взвешивают с точностью до 0,01 г. Можно также воспользоваться готовой пластинкой с цветными полосами.

        2. В маленькой фарфоровой чашке взвесить 5 г испытуемого пигмента, поместить его на доску, добавить натуральной олифы и растереть курантом

до малярной консистенции. Расход олифы определить в % от массы пигмента

(обычно берут 45-50% олифы от массы охры и 30-40% от массы железного сурика).

        3. Краску нанести щетинной кистью тонким слоем на сторону пластинки, на которой нет цветных полос, на площадь 100х250 мм, оставив прямоугольник размерами 50х100 мм не окрашенным, чтобы было удобно держать пластинку в руке во время окрашивания. При нанесении краски пластинку держать в левой руке и водить кистью сначала вдоль, а затем поперек её. Закрашивать поверхность до тез пор, пока сквозь пластинку, положенную на лист белой бумаги, не перестанут просвечивать полосы, нанесенные на обратную сторону. Перед тем как наложить пластинку на бумагу, краску разровнять флейцем.

        4. Убедившись, что полосы не просвечивают, взвесить окрашенную

пластину с точностью до 0,01 г. Из общей массы пластинки с красочным составом вычесть массу пластинки с тремя нанесенными полосами, в результате получится масса краски, израсходованной на закрашивание пластинки.

        5. После взвешивания смыть растворителем с поверхности пластинки нанесенный слой краски.

        6. Рассчитать укрывистость (У) по следующим формулам:

        а) для красочного состава малярной смеси

У=

        б) для сухого пигмента

У=

где     а – количество краски малярной консистенции, израсходованной на

                закрашивание стеклянной пластинки, г ;

          б – содержание олифы в краске малярной консистенции, % ;

          F – окрашенная площадь пластинки, см2

        7. Повторить опыт определения укрывистости. (Укрывистость охры марки Б, применяемой для изготовления масляных красок и эмалей, должна быть не более 85 г/м2, а сурика железного марок А и Б – не более 20 г/м2 в пересчете на сухой пигмент). Расхождение результатов двух определений допускается не более 5% для составов укрывистостью до 100 г/м2 и

не более 7% для составов укрывистостью до 300 г/м2, считая максимальную

укрывистость за 100%.

        8. Результаты определения укрывистости записать в журнал лабораторных работ по форме.

                                                                                                           Форма

        Наименование пигмента _______________. Количество пигмента ____________    г,

содержание олифы в составе _____________ % от массы пигмента. Масса пластинки с

цветными полосами до окраски __________ г. Масса пластинки после окраски 1)_______г,

2) ________ г. Закрашиваемая площадь __________ см2. Средняя укрывистость

а) для красочного состава малярной консистенции _________ г/м2, б) для сухого пигмента

___________ г/м2. Выводы ______________________________________________________.

Работа №

Определение водо – и маслостойкости пигмента.

        Цель: научиться определять стойкость пигмента к действию воды

и масла.

Приборы, принадлежности и материалы:

курант, доска, пробирка, пипетка, маленькая кисть, белая фильтровальная бумага, колба с водой, масляная краска малярной консистенции, исследуемый пигмент.

        Подготовительные работы.  Заранее растереть курантом на доске пигмент и масло (олифу), подлежащие исследованию.

        Общие сведения.  Пигменты не должны растворяться в воде сыром масле, олифе, лаке, растворителях и других жидкостях. Пигменты, применяемые для приготовления водных колеров, не должны растворяться в воде, а для приготовления неводных красочных составов – в масле. Пигменты, растворимые в маслах, как правило, неустойчивы и к действию растворителей.

        Порядок выполнения работы.

        1. Проверить, растворяется пигмент в воде или нет. Для этого поместить в пробирку немного пигмента и залить его водой, смесь хорошо взболтать. Каплю воды и каплю разведенного  в воде пигмента нанести на белую фильтровальную бумагу. Сравнить цвет влажных пятен от капель на бумаге. Бесцветное влажное пятно вокруг капли с пигментом будет свидетельствовать о том, что пигмент в воде не растворяется. Если же вокруг капли с пигментом появится окрашенное пятно, значит, пигмент растворим в воде.        

        2. Проверить маслостойкость пигмента. Для этого на белую фильтровальную бумагу нанести каплю масла и каплю краски, растертой на этом же масле и пигменте. Сравнить цвет масляного пятна с цветом масляного кольца вокруг капли с краской. Если цвет их одинаков, значит, пигмент не растворим в масле.

        3. Результаты наблюдений записать в журнал лабораторных работ по форме.                                                                                                 Форма

        Наименование пигмента ________________, наименование масла _______________.

Цвет влажных пятен на фильтровальной бумаге: а) от капли воды ________, б) кольца вокруг капли пигмента с водой _________. Вывод о водостойкости пигмента ___________

Цвет масляных пятен на фильтровальной бумаге: а) от капли масла _______, б) кольца вокруг капли масляной краски __________. Вывод о маслостойкости пигмента _________.

Работа №

Определение твердости окрасочной пленки.

        Цель: научиться определять твердость окрасочной пленки.

        Приборы, принадлежности и материалы: маятниковый прибор М- 3,

доска, маленькая кисть, краска, стеклянная пластинка.

        Подготовительные работы.  Заранее нанести краску на материал

(краска должна высохнуть и на поверхности доски образоваться лакокрасочная пленка).

        Общие сведения. Твердость окрасочной пленки определяют по

ГОСТу 5233 маятниковым прибором. От твердости материала, помещенного под опоры маятника, зависит время затухания колебаний приведенного в движение маятника. На этом свойстве материала и основан метод определения твердости. Время затухания колебаний маятника, установленного на поверхности пленки, сравнивают со временем затухания колебаний того же маятника, установленного на стеклянной пластинке.

        Порядок  выполнения работы.  

        Маятниковый прибор М-3 (рис 1) состоит из основания 2, на котором укреплен штатив 11 со столиком 9 наверху, а также двухстрелочного

маятника 6, шкалы 3 и пускового механизма 1. Прибор устанавливают винтами 4 и отвесом 12. Груз 5 можно перемещать по длине маятника.

        При испытании отмечают время затухания колебаний маятника 50до 20

шкалы. Для маятника, опоры которого помещены на стеклянной пластинке, время затухания колебаний  должно составлять  с. Это время называют «стеклянным числом». Испытуемый лакокрасочный материал наносят на стеклянную пластинку. Когда нанесенная краска высохнет, пластинку помещают под опоры маятника пленкой вверх. Шарики 10 устанавливают так, чтобы конец маятника находился вблизи нуля шкалы, после чего маятник с помощью пускового механизма осторожно отводят влево до деления 50 и пускают одновременно маятник и секундомер. Секундомер останавливают, когда амплитуда колебаний маятника

 достигнет 20.

                                                                   Рис. 1. Маятниковый прибор М-3

                                                                    1 – пусковой механизм,

                                                                    2 – основание, 3 – шкала,

                                                                    4– установочные винты,

                                                                    5– груз, 6 – двухстрелочный

                                                                    маятник, 7 – соединительная

                                                                    планка, 8 – рамка, 9 – столик,

                                                                    10 – стальные шарики,

                                                                    11 – штатив, 12 – отвес.

        Твердость пленки определяют по формуле   , где

х – твердость пленки в условных еденицах

t – время затухания колебаний маятника от 50 до 20, точки опоры которого

     лежат на испытуемой пленке (сек).

t1 - время затухания колебаний маятника от 50 до 20, точки опоры которого

      лежат на стеклянной пластинке.

        Результаты наблюдений заносят в журнал по форме.

                                                                                                           Форма

        Наименование краски __________. Время затухания колебаний маятника от

50 до 20, точки опоры которого лежат на поверхности пленки t (сек.)______________

Время затухания колебаний маятника от 50 до 20, точки опоры которого лежат на поверхности стеклянной пластинки t1 (сек.) _______________.