Система нанесения ЛКМ

В этой статье остановимся на одном из самых спорных моментов в процессе нанесения  ЛКМ - при отрицательных температурах и высокой (> Rh=85%) относительной влажности воздуха.

Как только в системе ISO появился стандарт ISO 12944-5 производители ЛКМ и, в частности, производители ЛКМ, в состав которых входят полиуретаны, за основу берут фразы «Краски, отвердевающие при помощи влаги», «...пленка высыхает..., она отвердевает..., взаимодействуя с влагой в воздухе». Приведем этот пункт полностью и подчеркнем пропущенные слова.
«Пленка высыхает при испарении растворителя. Она отвердевает химически, взаимодействуя с влагой в воздухе. Типичные примеры отвердителя это: полиуретан (1 -компонентный}, алкид (эмаль ХВ-124), этил силикат (2-компонентный), этил силикат (1-компонентный)». Время высыхания среди других факторов будет зависеть от температуры, движения воздуха, влажности и толщины пленки. Отверждение может произойти при температуре 0 °С или ниже, если в воздухе будет влага, Чем ниже относительная влажность, тем медленнее отверждение. Чтобы избежать возникновения пузырчатости, отверстий и отслоения покрытия, необходимо соблюдать инструкции производителя.
Органические изоцианаты - соединения, в которых одна или несколько изоцианатных групп –N=C=0 соединены с органическим радикалом, их можно рассматривать как эфиры изоциановой кислоты HNCO, активно реагирующей на открытом воздухе. Иначе говоря, полиизоцианат является одновременно и отвердителем, и катализатором-ускорителем реакции полимеризации и пленкообразования, реагируя активно с кислородом и водородной группой из окружающего воздуха. Хранить данные ЛКМ необходимо в очень плотно упакованной таре без доступа воздуха, срок хранения обычно не превышает 6 месяцев.
То есть, «влага воздуха» всего лишь катализатор, стартовый компонент, которого достаточно 30% для начала реакции формирования ЛКП.
Отверждаемые влагой воздуха полиуретаны получают взаимодействием простых гидроксилсодержащих полиэфиров с избытком полиизоцианата. Они представляют собой фторполимеры со свободными изоцианатными группами. Используемые для образования полиуретанов простые полиэфиры получают взаимодействием многоатомных спиртов с окисями олефинов. В качестве гидроксилсодержащих сложных полиэфиров применяют продукты взаимодействия фталевого ангидрида и дикарбоновых кислот (адипиновая, себациновая и т.п.) с гликолями и многоатомными спиртами. Помимо сложных и простых полиэфиров, в качестве полиолов применяют также эпоксидные смолы, частично омыленный сополимер винилхлорида с винилацетатом (А-15-0) и др.

Возникает вопрос: что на самом деле поставляют на рынок заводы-изготовители полиуретановых ЛКМ?

В одной статье было четко определено, что «влагоотверждаемым полиуретановым материалам присущ и ряд недостатков, которые необходимо учитывать при их практическом использовании. В частности, при однослойном нанесении не удается получить толщину сухого слоя более 80 мкм, что связано с химизмом процесса отверждения изоцианатных групп водой и выделением в результате этого углекислого газа, способного привести к нарушению сплошности покрытия».
Как обычно у нас в России, многие, взяв фразу «отверждается влагой» пишут в ППР по АКЗ внутренней поверхности резервуаров РВС как например эмаль ХВ-16. Дословно: «п.п. 5.3. Относительная влажность воздуха во время нанесения материалов должна быть в пределах 30-98%. В случае, когда влажность воздуха менее 30%, необходимо в резервуаре (в районе покраски) установить емкости с водой. Допускается по нанесенному материалу разбрызгивание воды». Присутствует и довольно странное утверждение о том, что полиуретановые ЛКМ наносятся при температуре окружающего воздуха от минус 15°С Имеется в виду отметка ниже указанной температуры или выше? Необходимо указывать точнее.
Для исключения конденсации влаги температура поверхности должна быть выше точки росы не менее чем на 3°С. Каким образом можно добиться при влажности 98% и температуре минус 15°С отсутствия на металлической поверхности корки льда? Данная ситуация может возникнуть только в Северном Ледовитом океане во время шторма - однозначное обледенение металлических конструкций.
Многие из лакокрасочных материалов на полиуретановой пленкообразующей основе в результате химического отверждения могут при температуре ниже 5°С образовывать покрытие за счет испарения входящих в них растворителей, однако образование необратимого сшитого покрытия при этом не происходит. При температуре ниже 5°С следует применять только материалы физического отверждения, учитывая при этом увеличение времени сушки при понижении температуры. Например, такие материалы, как эмаль ХС-1169 и ХС-1168. Потребитель чаще всего не получает некоторые документы по сертификации ЛКМ (во ВНИИСТ и т.д.), особенно это касается ЛКМ на основе полиуретанов, в которых четко определена минимальная температура при нанесении, а это 0°С.
Согласно ISO 8502:4:1993 (Е), Приложение (А):


Таблица для определения точки росы.
Табличные значения подсчитаны по следующему уравнению, справедливому для t≥0°С





Как контролировать нанесение ЛКМ в условиях ниже 0°С?
Одна фирма по производству одноупаковочной антикоррозионной композиции на основе полиуретанового лака и высокодисперсного порошка цинка утверждает в своем техническом описании, что данный ЛКМ наносится при температуре плюс 40°С и относительной влажности до 98%, Согласно ISO 8502:4:1993 и данной формулы при таких параметрах точка росы - 39,6 °С, а это уже момент выпадения конденсата на поверхность м/к. И далее в техническом описании фирма-поставщик сообщает, что «Для окраски в условиях влажности воздуха менее 40% композиция может поставляться в комплекте с ускорителем сушки (за дополнительную оплату)».
То есть за дополнительную плату Вам продадут «воду» в красивой упаковке (см. выше), что является катализатором формирования пленки полиуретанов.

РЕЗЮМЕ

Таким образом, любые заверения производителей ЛКМ о возможности нанесения краски при отрицательных температурах - не более чем маркетинговый ход, не имеющий никакого отношения к реальной действительности.