Описание методики исползуемой в исследовании.
Теоретическая и практическая значимость результатов исследований.
Описание структуры работы.
АНТИКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА КУЗОВА АВТОМОБИЛЕЙ. ЭВОЛЮЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ КРАСОК И ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ.
Первые автомобили, построенные в конце XIX века, еще выглядели как легкие конные экипажи. Первые автомобили от Benz и Daimler имели конструкцию из стальных труб, покрытых черной краской[ CITATION Hoe86 \l 1033 ]. Лакокрасочный материал в качестве связующего содержал окислительно-высыхающие масла (например, льняное масло). Чтобы улучшить характеристики высыхания, масла смешивали или готовили с натуральными твердыми смолами (например, копалом). Тем не менее, если было нанесено несколько слоев краски, весь процесс высыхания часто занимал несколько дней. Вскоре после этого (около 1900 г.) кузова автомобилей стали делать из деревянных панелей, а затем, наконец, из стальных панелей. Они также были покрыты масляными красками. Даже в то время производители автомобилей приложили немало усилий, чтобы их автомобили понравились потенциальным покупателям. Поэтому процесс нанесения покрытия стал очень важным. Было очень сложно компенсировать структуру поверхности деревянных и чеканных стальных панелей с помощью процесса покрытия. Сначала нужно было нанести грунтовку, которая высыхала в течение нескольких дней. Затем было нанесено до трех слоев шпатлевки (наносимой кистью). Все слои должны были высохнуть в течение нескольких дней, прежде чем их можно было шлифовать. Для получения оптимально гладких поверхностей шлифовку следовало выполнять очень осторожно. После этого начался настоящий процесс нанесения покрытия. Были нанесены два слоя пигментированного предварительного покрытия, затем два слоя прозрачного верхнего покрытия, прозрачный матовый лак и, наконец, прозрачный глянцевый верхний слой. Каждый из этих слоев высыхал примерно за два дня, прежде чем можно было наносить следующий. В промежутках должен был быть выполнен мелкий ремонт и дополнительная шлифовка. Пока прозрачные финишные покрытия сохли, что длилось до восьми дней, внутреннюю часть автомобиля украсили обои. Весь процесс нанесения покрытия требовал приблизительно 27 технологических этапов и длился от 200 до 300 часов. Хотя были доступны некоторые белые модели (например, белый автомобиль Mercedes от Daimler в 1904 году), большинство автомобилей были черными. Цвет был получен с использованием пигментов дегтя и сажи (слоновая кость). Считается, что этот цвет был выбран, чтобы снизить стоимость автомобилей и потому, что устойчивость к атмосферным воздействиям была значительно лучше, чем у цветных автомобилей. Первые автомобили делались вручную. Тем не менее, вскоре была поставлена цель сократить очень длительное время нанесения краски на кузов автомобиля.
Тем временем в США создавались компании по производству автомобилей, например например, более поздняя Ford Motor Company в Детройте в 1903 году. В 1908 году она начала производить менее дорогой двухместный кабриолет, который стал очень известным бестселлером: Ford T-Model. Чтобы повысить производительность, Генри Форд представил первую линию по производству конвейерных лент в 1913 году [ CITATION Enc11 \l 1033 ]. Поскольку длительное время высыхания красок было самой серьезной проблемой, были установлены сушильные шкафы, чтобы ускорить процесс. Эти печи назывались световыми туннелями, поскольку они были оснащены угольными дуговыми лампами. Свежеокрашенные и предварительно высушенные кузова автомобилей хранились в длинных рядах палаток, чтобы они могли просохнуть. Значительное улучшение произошло с разработкой первых синтетических смол (фенольных смол) [ CITATION Lud10 \l 1033 ] для смешивания с олифами. Такие сочетания легли в основу финишных покрытий ярких цветов, например, знаменитого травянисто-зеленого цвета Opel Laubfrosch («древесная лягушка»). Но самым большим шагом к сокращению времени высыхания стало появление красок на основе нитрата целлюлозы в середине 1920-х годов. Их наносили не кистью, а распылением [ CITATION Gen23 \l 1033 ]. Грунтовка и наполнитель по-прежнему состояли из комбинации фенольных смол с олифой, но верхнее покрытие было основано на связующем нитрате целлюлозы, пластификаторе и некотором количестве твердых смол. В то время утверждалось, что это сократило время, необходимое для всего процесса подачи заявки, с 336 часов до 15 часов. Но у покрытий на основе нитрата целлюлозы есть и недостатки. Сначала их нужно отполировать, чтобы получить привлекательный эффект поверхности. Во-вторых, они недостаточно устойчивы к атмосферным воздействиям. Даже когда краски на основе нитрата целлюлозы пигментировались углеродной сажей, их все равно время от времени приходилось полировать. Именно на этом этапе Генри Форд сделал свой знаменитый комментарий: «Покупатели могут иметь любой цвет, который они хотят, при условии, что он черный» [ CITATION Hen20 \l 1033 ]. С появлением алкидных смол [ CITATION RHK29 \l 1033 ], которые использовались вместо пластификатора для комбинации с нитратом целлюлозы (давая «комбинированную эмаль»), стойкость к атмосферным воздействиям постепенно улучшилась. Первые эмали на основе алкидных смол в сочетании со смолами мочевины были внедрены в автомобильные краски в 1930-х годах [ CITATION Gen33 \l 1033 ]. В то время системы покрытий для кузовов автомобилей (стальной прокат) состояли из грунтовки, грунтовочного покрытия, предварительного покрытия и верхнего покрытия, которые наносились распылением. Краски сушили в печи от 30 до 60 минут при температуре от 120 до 130 ° C. Весь процесс покраски занял от 4 до 5 часов. Последующие шаги по повышению устойчивости автомобильных покрытий к атмосферным воздействиям включали замену смол мочевины меламиновыми смолами и введение алкидов, модифицированных насыщенными жирными кислотами, которые больше не вызывают пожелтения пленок верхнего покрытия. В середине 1950-х годов на рынок были выпущены новые органические пигменты, которые обладали гораздо большей светостойкостью и устойчивостью к химическим веществам и растворителям. Такие системы окраски до сих пор используются на кузовах серийных автомобилей.
В США физически высыхающие верхние покрытия из нитрата целлюлозы были частично заменены верхними покрытиями, состоящими из физически высыхающих акриловых смол, которые обеспечивают лучшую стойкость к атмосферным воздействиям. Это привело к разработке верхних покрытий, содержащих акриловые смолы, которые можно было сшить меламиновыми смолами.
Они конкурировали с финишными покрытиями из алкидной смолы, используемыми в Европе. В начале 1960-х финишные покрытия на основе акриловых смол также пигментировались алюминиевыми пигментами для получения металлических эффектов (однослойные металлы). В конце 1960-х за ними последовали так называемые двухслойные металлические верхние покрытия, которые обеспечивали оптимизированные эффекты и стойкость [ CITATION Cel68 \l 1033 ]. Эти системы состояли из металлического базового покрытия, содержащего эффектные пигменты, и прозрачного покрытия, обеспечивающего блеск, а также механическую и химическую стойкость.
Наконец, различные поставщики разработали металлические базовые покрытия на основе растворителей, которые состояли из ацетобутирата целлюлозы, полиэфира и аминосмол. Системы базового покрытия со специальным эффектом и лака завоевали большую долю рынка, которая продолжает расти. Дальнейший прогресс в системах покрытий обусловлен потребностями в улучшенных технических свойствах, а также в новых цветах и эффектах. Однако основным фактором такого прогресса является предотвращение как выбросов, так и использования вредных или токсичных ингредиентов. Это объясняет эволюцию водоразбавляемых красок с высоким сухим остатком, также называемых 100% -ными системами, и порошковых покрытий.
Из-за различных технических требований различных географических регионов и различного законодательства в разных странах на рынке по-прежнему существует множество различных систем окраски.
Как упоминалось выше, автомобильные покрытия всегда состояли из нескольких разных слоев. Несмотря на все испытания, направленные на оптимизацию процесса нанесения покрытия, включая сокращение количества слоев краски, автомобили по-прежнему покрывают многослойными системами. Основная причина заключается в том, что при меньшем количестве слоев покрытия автомобильные лакокрасочные системы не могут соответствовать предъявляемым требованиям, которые сейчас намного строже, чем в прошлом. Постоянно требуется, чтобы свойства были улучшены. Различные слои должны выполнять разные функции.
В соответствии с вышеупомянутым историческим развитием системы автомобильных покрытий теперь состоят из трех слоев, а именно из грунтовки, грунтовочного покрытия или наполнителя и верхнего покрытия.
Грунтовки вместе с методами предварительной обработки должны обеспечивать адгезию к основанию (кузову автомобиля) и обеспечивать устойчивость к коррозии. Наполнители должны покрывать любые структуры на основе и давать гладкие поверхности. Вторым по важности требованием к слоям наполнителя является поглощение механического воздействия на покрытие. Наконец, верхнее покрытие должно обеспечивать цвет, блеск и выравнивание, а также устойчивость к атмосферным воздействиям, растворителям и химическим веществам. Эта трехслойная система до сих пор используется для систем однотонных покрытий (или однотонных покрытий без специальных эффектов). На рисунке 3.2.1 показана структура такой автомобильной трехслойной системы.
Do'stlaringiz bilan baham: |