ГОСТ 32299-2013 Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом отрыва.

Лакокрасочные материалы.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) – многокомпонентная система, нанесенная в жидком или порошкообразном состоянии на поверхность, после высыхания образующая прочную пленку, хорошо скрепленную с основанием. К ЛКМ относятся краски, грунтовки, олифы, шпатлевки, лаки, эмали.

Нашли широкое применение во всех отраслях народного хозяйства:

• Автомобильная промышленность;
• Судостроение;
• Авиационная промышленность;
• Строительстве и др.

Виды лакокрасочных материалов.

Краски – это смесь (суспензия) цветовых пигментов в пленкообразующем веществе (масле, олифе, латексе, эмульсии). После высыхания на окрашенной поверхности образуют непрозрачную однородную пленку. Выпускаются готовыми к употреблению, либо требуют предварительного разбавления олифой или растворителями.

Эмали – суспензия пигментов в синтетических смолах, растворенных в органическом растворителе. В зависимости от пленкообразователя подразделяются на алкидные, нитроцеллюлозные, кремнийорганические, масляные и др. По защитным свойствам превосходят масляные краски.

Лаки – растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях, после высыхания образующие твердую прозрачную пленку однородного состава.

Грунтовки – суспензии противокоррозионных пигментов в пленкообразующем веществе. Создают защиту металлической поверхности от коррозии, деревянной – от гниения. Наносятся на окрашиваемую поверхность перед покраской.

Шпатлевки – пастообразная масса из смеси пигментов с наполнителями. Предназначены для выравнивания окрашиваемых поверхностей перед окраской. Перед нанесением слоев краски шпатлевочный слой шлифуются.

Олифы применяются для разведения густотертых красок, лаков, грунтовок. Могут применяться в первоначальном состоянии в качестве грунтовки древесины и других пористых поверхностей.

Для более надежной защиты окрашиваемой поверхности (подложки) применяется комплексное лакокрасочное покрытие из нескольких слоев ЛКМ.

Понятие об адгезии ЛКМ.

Адгезия (лат. adhaesio – прилипание) сцепление или связь, возникающая при соприкосновении двух разнородных тел. Другими словами – это способность «прилипать и удерживаться».

Адгезия (А) обусловлена силами молекулярного взаимодействия (силами сцепления атомов, ионов). Измеряется в Мегапаскалях (кгс/см^²) и подразделяется на четыре основных вида:

• Механическая;
• Химическая;
• Физическая;
• Диффузионная.

В данном материале ограничимся частичным рассмотрением механической адгезии. Она характеризуется проникновением молекул адгезива в верхний слой подложки (субстрата).

Одной из важнейших характеристик является адгезионная прочность. Представляет собой силу, необходимую для разрушения адгезионного соединения, или силу разрыва. Зависит от материала контактирующих поверхностей, размера площади контакта, направления и скорости приложенной внешней силы.

Кроме перечисленных адгезионная прочность зависит еще от многих факторов – температуры, влажности, шероховатости, наличия механических напряжений в субстрате и химического воздействия на материалы.

Определение прочности адгезии.

С целью определения качества А проводится ее тестирование с применением различных методов проверки. Одним из них является метод отрыва, который позволяет оценить прочность адгезии путем постепенного приложения силы к поверхности до тех пор, пока не произойдет отрыв.

Испытания проводятся согласно требованиям ГОСТ 32299-2013.

Сущность метода.

На испытательные пластинки наносится испытуемый ЛКМ, при этом цилиндрические заготовки приклеиваются клеем к поверхности покрытия.

Склеенные поверхности испытываются на отрыв (растяжение) с замером усилия, необходимого для отрыва покрытия от окрашенной поверхности.

Значение усилия отрыва, нарушающего адгезию, является результатом испытания.

Отбор проб.

Пробы отбираются в следующей последовательности (ГОСТ 9980.2-86):

• От упаковочных единиц, отобранных для контроля, отбираются точечные пробы.
• Из отобранных точечных проб составляется объединенная проба.
• От объединенной пробы отбирается средняя проба. Масса средней пробы должна быть не менее 0,5 кг.

Испытательная аппаратура.

Разрывное испытательное устройство должно соответствовать представленному на схеме 1, где: 1 – опора; 2 – шаровое соединение; 3 – заготовки; 4 – лакокрасочное покрытие; 5 – окрашиваемая поверхность.

Допускается применение других устройств (механических, пневматических, гидравлических, ручных) при условии, что они дают одинаковые результаты.

Заготовки для испытаний.

Заготовка – стальной или алюминиевый цилиндр. Имеет жесткую поверхность для соединения с системой клей/покрытие с одной стороны и приспособление с разрывным устройством с другой. Номинальный ø 20 мм, длина – не менее половины диаметра, количество заготовок 10.

При испытании особое внимание уделяется подбору клея. Рекомендуется использовать цианоакрилатовые, двухкомпонентные эпоксидные без растворителя и катализированные пероксидом полиэфирные.

Пластинки для испытаний.

Должны быть плоскими и недеформированными, из материала, применяемого на практике.

Окрашивание производится в соответствии с указаниями для испытываемого ЛКМ или системы покрытия. Сушка окрашенных пластинок производится в естественных условиях. Перед испытаниями пластинки выдерживаются при температуре 23 ± 2 °С и относительной влажности 50 ± 5% не менее 16 часов.

Проведение испытаний.

Проводятся шесть испытаний (с заготовками ø 7 мм – 10) при температуре в лаборатории 23 ± 2 °С и относительной влажности 50 ± 5%.

Испытания на жестких и деформируемых окрашенных поверхностях с использованием двух заготовок.

Образец с испытываемым покрытием помещается между двумя заготовками (см. схему 2), где: 1 – заготовка, покрытая клеем; 2 – пластинка для испытаний, окрашенная с одной или двух сторон.

Предварительно на каждую сторону образца наносится слой клея до полного высыхания.

Собранную схему размещают в испытательном устройстве, посредством которого к заготовкам прикладывается разрывное усилие, увеличивающееся со скоростью не более 1 МПа/с. Учитываются значения, если разрыв произошел в течение 90 секунд с начала приложения силы отрыва.

В противном случае меняются клей или сила разрывного усилия. Временные условия остаются прежними (90 с).

После разрушения образца по специальной формуле оценивается значение прочности при отрыве.

Аналогичным методом испытываются образцы, окрашенные только с одной стороны с использованием одной заготовки и с использованием двух заготовок, поверхность одной из которых окрашена.

Результаты, полученные при испытаниях, оформляются протоколом, в котором отражается:

• Информация для идентификации испытываемого ЛКМ;
• Ссылка на настоящий ГОСТ;
• Подготовка пластинки для испытания;
• Толщина слоя лакокрасочной системы;
• Тип разрывного испытательного устройства и диаметр заготовки;
• Тип режущего инструмента для обрезания клея;
• Результаты испытаний;
• Дата испытания.