Приготовление лакокрасочных материалов и определение вязкости

Давайте на примере грунта-наполнителя разберемся, почему так важно доводить лакокрасочные материалы до нужной вязкости.
Итак, поверхность, которую мы собираемся покрывать наполнителем, имеет различного рода микронеровности, оставшиеся после подготовки (шлифовальные риски, поры и т.д.). Так вот, если мы нанесем слишком жидкий наполнитель, его тонкая пленка будет не в состоянии с запасом на шлифовку перекрыть эти микроуглубления (по аналогии: если положить на дно банки камушки и налить воды, не покрывая камни «с головой»). В результате поверхность останется неровной, а материал, по большому счету, потрачен зря. Приходится делать лишнюю работу — повторно наносить наполнитель. А это лишние расходы времени, материалов и бесценных нервов подготовщика/маляра.
Возьмем обратную ситуацию с нанесением слишком густого наполнителя. Казалось бы, здесь проблем уж точно не должно быть. Как бы не так. Слишком густой и нетекучий наполнитель, опять-таки, не сможет толком заполнить все микронеровности — его проникающая способность слишком низкая и он попросту не способен затечь в эти углубления (как футбольный мяч не может упасть в лунку для гольфа). Покрытие получается неплотное, наполнитель плохо сцепляется с поверхностью и в дальнейшем начинает отслаиваться. Не слишком радужная перспектива, однако и на этом неприятности не заканчиваются. Очень густой наполнитель не сможет растечься по поверхности гладким слоем, в результате чего образуется повышенная шагрень, что приводит к мучениям и перерасходу шлифовальных материалов при шлифовке. И это только грунт-наполнитель! Что уж говорить за краски и лаки. Глянец, оттенок, адгезия опять же… Все это напрямую зависит от вязкости.
Вы можете спросить: «А что, если развести пожиже, чтобы везде затекло, хорошо сцепилось и растеклось гладко, а нанести потолще, чтобы был запас для выравнивания шлифовкой?» Не советую. Толстый слой жидкого материала содержит большое количество растворителя — покрытие будет очень долго отвердевать (до полного высыхания не часы и не дни — месяцы), а нанесенная поверх не высохшего грунта эмаль может сморщиваться и отслаиваться. Кроме того, повышается вероятность возникновения такого распространенного дефекта, как «кипение» и множества других дефектов.
Итак, зачем нужно контролировать вязкость мы разобрались — для того, чтобы пленка лакокрасочного покрытия была красивой и надежной. Как же ее измерить-то, эту вязкость?
`Как измерить вязкость? Методы определения вязкости
Для измерения вязкости лакокрасочных материалов существует специальный прибор — вискозиметр. Обязательно купите его, стоит он копейки, а сэкономить на материалах в последствии может не одну тысячу. Ну и конечно же, куда без дедовского способа измерения вязкости «на глаз». Теперь обо всем по порядку.
`Определение вязкости вискозиметром
Обычно вязкость лакокрасочных материалов измеряется вискозиметром типа «чашка Форда». Он представляет собой цилиндрическую мерную емкость объемом 100 см³ с конической нижней частью и отверстием в ней. Диаметр отверстия может быть разным — 2, 4, 6, 8 мм. Время (в секундах), через которое лакокрасочный материал вытечет через это отверстие — и есть его вязкость. Чем больше время — тем вязкость выше.
Для измерения вязкости эмалей, лаков и грунтов чаще всего используется вискозиметр с диаметром отверстия 4 мм (№4 стандарта DIN (DIN4), или ВЗ-4 в нашем стандарте). Измерения проводятся при температуре 20 °C. Отклонения от этой температуры чреваты неточными измерениями, ведь при повышении температуры вязкость понижается, а при понижении, наоборот, повышается.
Итак, наполняем вискозиметр краской (лаком, грунтом) до краев, включаем секундомер и одновременно открываем отверстие вискозиметра. Когда жидкость перестанет течь непрерывной струей (капли не в счет), выключаем секундомер. Секунды, зафиксированные на секундомере — и есть вязкость измеряемой жидкости в так называемых «DIN-секундах». К примеру, вязкость воды при 20 °С по DIN4 — 13 секунд.
Средняя рабочая вязкость при 20 ºC по DIN4 составляет:
- для акриловых эмалей — 18-20 секунд;
- базовых эмалей — 16-17 секунд;
- лаков — 18-20 секунд;
- 2К-грунтов — 20-22 секунд;
- жидких шпатлевок — до 30 секунд.
Точная рекомендуемая рабочая вязкость обязательно указывается в технической документации к продукту. Допустим, указанная вязкость — 22 секунды. Если краска вытекала дольше, значит ее вязкость выше рекомендуемой и ее необходимо еще разбавлять.
Если вискозиметра под рукой не имеется или производитель не указал вязкость ни на банке, ни в «техничке» (или указал, скажем, в единицах Ford при температуре в фаренгейтах), тогда приходиться определять ее опытным путем. Кроме того, определять вязкость с помощью вискозиметра бывает не всегда удобно (когда приходится работать с небольшими объемами краски, меньше объема воронки).
`«Народный метод» измерения вязкости («на глаз»)
Берем чистую деревянную палочку, а лучше металлическую пластинку длиной 15-20 см (или специальную линейку) и окунаем ее в смесь продукта с отвердителем (если добавляется) и разбавителем (если добавляется). Хорошенько перемешав смесь до однородной консистенции, поднимаем палочку и смотрим, как стекает краска. Если она слишком вязкая — добавляем понемногу разбавителя, если слишком жидкая — добавляем основной продукт и отвердитель. Грубо говоря — нравится как стекает краска — хорошо, идем красить, не нравится — делаем жиже или гуще.
Если вы заказывали краску «на подборе» в лаборатории, корректировать ее вязкость, как правило, не приходится. Вам выдадут три емкости — с краской, отвердителем (если материал двухкомпонентный) и разбавителем. Смешав эти компоненты вы получите материал нужной рабочей вязкости «под распылитель».
`Атрибуты для приготовления эмалей и лаков
Для соблюдения пропорций при смешивании удобно пользоваться специальными мерными емкостями или линейками.
Мерная линейка представляет собой алюминиевую пластину, на которую нанесены деления для точного смешивания компонентов в определенной пропорции. Для разных пропорций — разные линейки (2:1, 3:1, 4:1, 5:1 и т.д).
Мерная емкость — это прозрачная пластиковая банка с разметкой пропорций. Пользоваться такими емкостями очень удобно. Если у вас нету такой банки, можно изготовить ее подобие из прозрачной пластиковой бутылки из-под растворителя или пластикового стакана. Если берете стакан, протестируйте его — налейте немного растворителя и посмотрите, не прожигает ли он дырки. Затем делаем разметку, несколько раз наливая равные объемы (например, отмеренные медицинским десятикубовым шприцем) и делая соответствующие пометки. Теперь отмерить, к примеру, две части краски и одну часть отвердителя для нас не составит никаких проблем. Но лучше и проще, все-таки, купить мерную емкость. Они выпускаются различных объемов и продаются в магазинах лакокрасочных материалов.
`Приготовление акриловой, базовой эмали и лака
При приготовлении акриловых эмалей и лаков важно помнить, что эти материалы двухкомпонентные (2K), а это значит, что их отверждение, в отличие от однокомпонентных материалов (1K), которые высыхают под действием естественных процессов в окружающей среде, происходит совершенно по иной схеме — за счет реакции с отвердителем (полиизоционатом) — веществом для сшивания молекул. Акриловое связующее вступает в химическую реакцию с отвердителем, в результате чего множество мелких молекул соединяются в одну макромолекулу — полимер. Разбавитель в двухкомпонентные материалы добавляется лишь для достижения необходимой вязкости.
К чему это я? Дело в том, что материал, в который мы добавим отвердителя больше положенного, не наберет оптимальную твердость никогда и ни при каких условиях, поскольку количество молекул для сшивания превышает количество молекул самого акрилового связующего. Молекулярные цепочки сошьются некорректно и с твердостью, а значит и с глянцем, придется распрощаться навсегда.
Поэтому следует четко соблюдать пропорции добавления отвердителя, которые указываются производителем на банке или в «техничке». Например, пропорция смешивания с отвердителем указана как 2:1. Это значит, что необходимо смешать две части краски и одну часть отвердителя. Речь идет именно об объеме, не о граммах или миллилитрах.
Смешиваемые компоненты обязательно должны соответствовать друг другу по наполненности. Это, думаю, понятно и так. Например, взяв высоконаполненный HS-лак, нужно понимать, что концентрация полимера в нем настолько высока, что молекулы аж «трещат» в банке. И если смешать его с низконаполненным LS-отвердителем, то для корректного сшивания просто не хватит сшивающего материала. То же самое произойдет и в случае смешивания LS-лака и HS-отвердителя. Количество сшивающих молекул больше, а значит, на корректную полимеризацию нечего и надеяться.
`Еще раз напомню, что:
- в однокомпонетные материалы (алкиды, базовые эмали, 1К-грунты) добавляется только разбавитель;
- в двухкомпонентные материалы (акриловые эмали и лаки, 2К-грунты) сначала добавляется отвердитель, затем смесь доводится до нужной вязкости разбавителем. Могут быть и исключения — это касается «сверхнаполненных» UHS-/VHS-материалов. В них разбавитель может не добавляться вообще.
Что касается пропорций, то в разных системах они разные, но обычно в двухкомпонентные продукты добавляется до 50% отвердителя и 10-20% разбавителя. В базовые эмали обычно добавляется 50-60% разбавителя.
Повторюсь еще раз — это приблизительно. При всем многообразии типов эмалей и лаков, одного рецепта на все случаи жизни дать невозможно по определению. Поэтому всегда нужно поступать в соответствии с рекомендациями производителя. Пропорции, указанные в технической документации или на банке определены путем многократных лабораторных исследований, а посему их стоит в обязательном порядке соблюдать.
Также нужно помнить, что используемый разбавитель должен быть увязан с температурой при которой ведутся покрасочные работы.
`Фильтрация краски
В процессе приготовления в краску могли попасть посторонние включения, и если краскопульт не оборудован встроенным фильтром, вся эта сорность впоследствии окажется на окрашиваемой поверхности. Это в наши планы не входит, поэтому перед тем как заливать краску в бачок, мы ее обязательно отфильтруем.
Для фильтрации лакокрасочных материалов существуют специальные одноразовые воронки с сетчатым фильтром.
Часто для этих целей используют и подручные средства, например пресловутый капроновый чулок, натянутый на горловину бачка краскопульта.