ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОКРЫТИЙ С ГИДРОФИЛЬНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
Рассмотрение адгезии не ограничивается процессами на границе пленка - субстрат; адгезионное взаимодействие имеет место и при контакте твердых и жидких веществ с покрытием. Оно проявляется, например, в запыляемости и загрязняемости пленок, налипании на них песка, земли (грунта), отложении парафина из нефти и т. д.
Прилипание пыли и загрязнение - серьезный недостаток лакокрасочных покрытий. Прилипшая пыль ухудшает их внешний вид, ускоряет старение, способствует коррозии окрашенных металлов. Особенно подвержены запылению и загрязнению защитные покрытия на транспорте, фасадные строительные покрытия, покрытия кровли полов, сельскохозяйственных машин. Налипание увлажненного песка, грунта, удобрений, намерзание льда, примерзание пищевых и других продуктов осложняет работу наземных и водных транспортных средств, приводит к повышению удельных затрат энергии, снижению производительности труда. Для устранения этих недостатков применяют покрытия с пониженной адгезией, называемые Антиадге- зионными.
Ю|- Рис. 4.15. Зависимость пылеудержания от крае
Вого угла смачивания покрытий водой
* О. |
Е: 2 А |
Пылеудержанию способствуют шероховатость, низкая твердость и липкость пленок, их гидрофильность, склонность к электризации. Сила притяжения частиц пыли 30 60 90 Возрастает с уменьшением их диаметра. Так,
0, градусы Частицы диаметром 80 мкм притягиваются с силой, примерно равной их массе, для отрыва же частицы диаметром 1 мкм требуется усилие в тысячу раз больше ее массы. Особенно быстро загрязняются покрытия, полученные с применением гидрофильных пленкообразователей: чем меньше краевой угол смачивания покрытия водой, тем больше пы - леудержание (рис. 4.15).
Покрытия на основе воднодисперсионных красок вследствие матовости поверхности и присутствия гидрофильных компонентов (эмульгаторы, стабилизаторы) загрязняются значительно быстрее покрытий на основе тех же полимеров, изготовленных из растворов или расплавов. Загрязняемость масляных покрытий много меньше, чем воднодисперсионных, однако она зависит от твердости пленок и глубины отверждения пленкообразователя. Пластифицированные покрытия более склонны к пылеудержанию, чем непластифицированные. Запыляемость возрастает при старении покрытий, меление и образование сетки трещин способствуют механическому удержанию пыли.
Наиболее действенные пути уменьшения запыляемости и загрязняемое™ покрытий - их гидрофобизация и снижение электри - зуемости. Последнее достигается, например, обработкой поверхности покрытий катионоактивными веществами, а также использованием токопроводящих пигментов и наполнителей. Гидрофобные свойства обеспечиваются применением неполярных пленкообразователей (фторопласты, полиэтилен, кремнийорганические олигомеры), введением гидрофобизирующих добавок (кремнийорганические жидкости ГКЖ - 10, ГКЖ-11, ГКЖ-94, перфорированные жидкости, воски, парафин) или обработкой ими поверхности покрытий. Кремнийорганические гидрофобизаторы (алкилхлорсиланы, алкилалкоксисиланы, полиор - ганосилазаны, алкилсиланоляты щелочных металлов) взаимодействуют с гидроксильными группами пленкообразователей, понижают поверхностное натяжение на границе с воздухом и резко уменьшают смачивание поверхности водой. Краевой угол смачивания 0 гидро - фобизированных покрытий водой обычно превышает 90°, тогда как аналогичные негидрофобизированные покрытия имеют 0 = 40-т-75°.
Гидрофобизация поверхности достигается также введением в краски некоторых органических и полимерных наполнителей - технического углерода (сажи), слюды, фторопластов, полиэтилена и др. - и пигментов. Особенно эффективными гидрофобизаторами являются фторсодержащие амиды (разработки ИОХ РАН), а также олигомерные акрилаты и полиакрилаты, содержащие перфторалкильные группы. Их введение в лакокрасочные материалы приводит к образованию покрытий, краевой угол смачивания которых превышает 90°.
Гидрофобные покрытия целесообразно применять всюду, где имеется контакт с водными средами и гидрофильными веществами. Наибольший эффект обеспечивается при защите ими фасадов зданий, металлической кровли, деталей сельскохозяйственных машин, кузовов самосвалов, ковшей экскаваторов, гусениц тракторов, морозильного оборудования.
Прилипание веществ к покрытиям снижается с уменьшением их шероховатости (увеличением глянца). Нередко для достижения нужного эффекта поверх пигментированных покрытий наносят 1-2 слоя лака.