Смачивание жидкими лакокрасочными материалами твердой поверхности
Смачивание поверхности подложки жидким лакокрасочным материалом является обязательным условием создания покрытия. Смачивание представляется как проявление взаимодействия на границе разнородных фаз:
твердое тело - жидкость - газ или
твердое тело - жидкость - жидкость.
В кинетическом режиме смачивание - это растекание жидкостей по твердой поверхности. Смачивание, растекание - это самопроизвольные процессы, которые происходят за счет уменьшения поверхностной энергии Гиббса системы.
От степени смачивания лакокрасочным материалом подложки в значительной степени зависят внешний вид, сплошность, адгезия и защитная способность покрытий.
Формирование поверхности контакта
Взаимодействие разнородных материалов возможно при наличии контакта между ними, который обеспечивается зазором не более 0,5 нм, так как действие ориентационных, индукционных, дисперсионных сил возможно лишь на расстоянии £0,5 нм. Скорость достижения необходимого контакта зависит как от характера поверхности, так и от свойств контактирующих материалов.
В обеспечении контакта важная роль принадлежит рельефу поверхности. Так, шероховатую поверхность можно принять за поликапиллярную систему, причем глубина затекания (подъема) жидкости в поры Н определяется силами капиллярного давления:
Н=К×s×cosj/(rrg),
|
|
|
где К - постоянная;
s- поверхностное натяжение жидкости;
j- угол наклона капилляра (угол смачивания);
r- плотность жидкости;
r- радиус капилляра (поры);
g- ускорение свободного падения.
Время подъема t до установления гидростатического равновесия столба жидкости вычисляют по уравнению Пуазейля
t = 2hl2/(r×s×cosj),
где l- длина капилляра (поры).
Таким образом, важными факторами, обуславливающими полноту контакта (заполнение неровностей пор поверхности подложки), являются вязкость, плотность, поверхностное натяжение лакокрасочного материала, размеры, форма и расположение пор (неровностей) поверхности.
Следует отметить, что уменьшение диаметра капилляров и полостей приводит к снижению скорости впитывания красок, но потенциально возможная глубина их проникновения возрастает.
Вязкость красок, нанесенных на подложку, может составлять несколько единиц Па×с (для растворов) и много тысяч единиц Па×с (для расплавов). Она быстро возрастает при отверждении покрытия, что затрудняет достижение полного контакта.
Фактический контакт между лакокрасочным материалом и подложкой является лишь небольшой частью теоретически возможного контакта, что можно объяснить следующими причинами:
|
|
|
1) мешает воздух, находящийся в углублениях подложки;
2) газовыделение при формировании покрытий, особенно при повышенных температурах.
Рис. 5.2. Схема проникновения лакокрасочного материала в неровности
поверхности:
1 - подложка; 2 - воздушные полости; 3 - лакокрасочный материал
Существуют разные способы достижения хорошего смачивания и пропитывания лакокрасочными материалами непористых (металлы, стекло, силикаты) и пористых (бумага, ткань, древесина) подложек:
- применение лакокрасочных материалов с пониженной вязкостью и малой скоростью отверждения (для этого часто используют медленно испаряющиеся растворители;
- нагревание красок или подложки, либо того и другого одновременно;
- замедление сушки (отверждения) покрытия (например, путем выдержки его в парах растворителя);
- применением давления или чередованием вакуума и давления;
- вибрационным (лучше ультразвуковым) воздействием на подложку с нанесенным на нее слоем лакокрасочного материала.
При окрашивании непористых подложек обычно пытаются увеличивать размеры контактной поверхности, существенно влияющей на адгезию покрытий.
При окрашивании высокопористых субстратов, а также при получении съемных покрытий (низкоадгезивных) используют приемы уменьшения поверхности контакта: использование высоковязких быстроотверждающихся лакокрасочных материалов, расплавов пленкообразователей.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 518; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!