Главное требование к морозостойким покрытиям я отсутствие хрупкости, то есть сохранение требуемых механических свойств при низких температурах. Критерий морозостойкости полимерных материалов я температура хрупкости Тхр. Она определяется графически путем построения зависимости sвын. эл.= f(Т) (рис. 6.1):

Рис. 6.1. Температурная зависимость вынужденно-эластической деформации sвын. эл и хрупкой прочности sхр стеклообразных пленок

С понижением температуры sвын. эл застеклованных полимеров увеличивается, но до определенного предела, затем наступает хрупкое состояние материала, которое характеризуется более пологой прямой зависимости sхр = f(Т). Точка перегиба А, при которой достигается равенство пределов вынужденно-эластической деформации и хрупкой прочности (sвын. эл = sхр), отвечает Тхр материала. Ниже этой температуры пленка не выдерживает больших деформаций и хрупко разрушается при приложении нагрузки. Поэтому Тхр - это нижняя граница температурной области эксплуатации покрытий. Верхняя граница температурной области эксплуатации в зависимости от эксплуатационных требований к покрытию определяется Тс, Тпл или реже температурами текучести, разложения, потери прочности материала. Чем больше разность между этими температурами и Тхр, тем шире интервал рабочих температур покрытия DТ.

Значения Тхр и DТ для ряда полимерных пленкообразователей приведены ниже:

Тхр,°С DТ, °С

Фторопласт -170 430

Полиэтилен - 70 190

Полипропилен - 15 180

Поливинилхлорид - 10 90

Поливинилацетат - 5 33

Полистирол 90 10

О морозостойкости покрытий судят по их способности выдерживать без растрескивания резкое охлаждение до температур -60 ¸ -180°С, многократные циклы охлаждения и нагревания в пределах -60 ¸ +30°С или противостоять в охлажденном состоянии без разрушения ударным воздействиям.

Морозостойкость покрытий зависит от их толщины (увеличиваясь с уменьшением толщины), условий подготовки поверхности материала подложки. Неморозостойкие покрытия самопроизвольно растрескиваются под влиянием внутренних напряжений. При низких температурах снижаются механические свойства (ударная прочность, эластичность при изгибе, адгезия) практически всех покрытий.

Материалы и покрытия выбирают для эксплуатации в условиях холодного климата в соответствии с ГОСТ 9.404-81.ЕС3КС. В атмосферных условиях применяют комплексные покрытия из грунтовок В-ФЛ-093, ВЛ-02 с алюминиевой пудрой, ЭП-0156, ГФ-017, ХС-010 и эмалей МЛ-1110, МЛ-197, АС-182, ПФ-188, ХВ-16, ХВ-124. Для защиты металлов от воздействия сжиженных газов (температура до -200°С) применяют покрытия на основе акрилатной эмали АС-730 и поливинилбутиральных грунтовок ВЛ-02, ВЛ-08 толщиной 50-60 мкм. Перед нанесением покрытий из лакокрасочных материалов во всех случаях полезна дробеструйная обработка поверхности.