Опыт нанесения защитных лакокрасочных покрытий при отрицательной температуре
Далеко не каждый добросовестный производитель подтвердит возможность нанесения ЛКМ при отрицательной температуре. В данной статье мы опишем опыт подобных нанесений. Все, что написано ниже, является результирующей суммой практического опыта и наших многочисленных наблюдений.
Для популярных эпоксидных и полиуретановых материалов большинство производителей ЛКМ устанавливают допустимый минимум температуры нанесения на отметке -50С или -100С. Однако учитывая климатические особенности регионов и длительность холодного сезона в РФ, есть немалое количество специалистов, интересующихся нанесением ЛКМ при более низких температурах. В этой статье мы рассмотрим именно такой сценарий – когда покрытие наносится при температуре, меньшей, чем заявлено производителем.
Сразу скажем, что мы не призываем нарушать требования производителей ЛКМ, и еще раз напомним, что данная статья отражает лишь практический опыт, полученный при нанесении на объектах. Соблюдая требования производителя и выполняя нанесение ЛКМ в заданном температурном диапазоне, вы можете быть уверенным в качестве полученного покрытия.
Окраска в морозную погоду – это компромисс
Рассматривая нанесение лакокрасочного покрытия при сильно отрицательной температуре, корректно говорить лишь о повышении вероятности успеха такого нанесения: есть шанс, что полноценное качественное ЛКП с завершенной полимеризацией вы не получите. Низкая температура может стать причиной снижения антикоррозионных свойств или сокращения срока службы ЛКП, однако в некоторых случаях это будет приемлемым.
Выбирая нанесение при сильно отрицательной температуре, обычно имеется в виду компромисс: выгоднее с некоторой вероятностью пожертвовать сроком службы покрытия или его антикоррозионными свойствами, или увеличить срок ввода покрытия в эксплуатацию, чем перенести работы на более теплое время.
Стоит ли игра свеч? Ответ на этот вопрос должен дать себе каждый, кто собирается наносить ЛКП в морозную погоду, с учетом описанного выше компромисса.
Помните, что как бы тщательно вы ни подошли к окраске, перенос работ на более теплый период или сооружение укрытия, внутри которого будут обеспечены необходимые климатические условия, в любом случае даст лучший результат.
Нанесение лакокрасочного покрытия в мороз возможно
Современное состояние отрасли лакокрасочных материалов позволяет утверждать, что нанесение и полимеризация лакокрасочных покрытий при отрицательной температуре возможны.
Разногласия обычно возникают относительно того, при какой температуре происходит полимеризация: одни считают, что степень полимеризации уменьшается при переходе через нулевую отметку, другие называют определенные температурные точки ниже нуля, при достижении которых полимеризация прекращается. В частности, существует мнение, что полимеризация эпоксидных смол не происходит при температуре -190С и ниже.
В целом, возможность выполнения окрасочных работ при отрицательной температуре подтверждается практическим опытом, а также рядом исследований. При этом необходимо понимать, что в случае низких температур данные лабораторных испытаний отнюдь не всегда коррелируются с тем, что получается на объекте. С учетом этого, производители устанавливают допустимый минимум температуры, исключающий все возможные риски. Таким образом, получение качественного ЛКП при низкой температуре является осуществимым, но несет в себе определенные риски. Задача исполнителя сводится к тому, чтобы максимально безопасно с технической точки зрения произвести нанесение.
Допустимость нанесения различных лакокрасочных материалов в мороз
Дадим краткую характеристику распространенным лакокрасочным материалам с точки зрения их отношения к нанесению при отрицательной температуре.
– Двухкомпонентные эпоксидные и полиуретановые материалы со стандартным температурным диапазоном отверждения. Эти материалы нельзя наносить в морозную погоду из-за невозможности формирования покрытия;
– Двухкомпонентные эпоксидные и полиуретановые материалы с низкотемпературными отвердителями. Этим материалы допускается наносить в морозную погоду с учетом определенных ограничений;
– Однокомпонентные материалы физического отверждения. Эти материалы можно наносить при низкой температуре, но нужно учитывать, что при сильно отрицательной температуре испарение растворителя может прекратиться, то есть высыхание покрытия остановится. После повышения температуры процесс высыхания возобновится;
– Однокомпонентные материалы кислородного отверждения. Можно наносить при низкой температуре. Отверждение кислородом происходит независимо от температуры, но при сильно отрицательной температуре может остановиться физический процесс испарения растворителя (см. предыдущий абзац);
– Однокомпонентные материалы, отверждаемые влагой воздуха. Отверждаются независимо от температуры, но проблемой может стать влажность. В зимний период времени влажность воздуха во многих регионах понижена.
Рассуждения, приведенные в данной статье, применимы ко всем перечисленным материалам, кроме эпоксидных и полиуретановых ЛКМ со стандартным температурным диапазоном отверждения.
Что следует оценить, когда принимается решение об окрашивании в мороз
– Температура. Как указано выше, большинство производителей ЛКМ допускают нанесение покрытий при температуре не ниже -100С. Опыт показывает, что успешное нанесение возможно при температуре -150С, очень редко при меньшей температуре. При температуре -200С и ниже от окраски следует отказаться, если иное не указано производителем.
– Влажность воздуха. Говоря о нанесении ЛКП в морозную погоду, зачастую оценивают только температуру окружающего воздуха. Очевидно, что температура воздуха является определяющим фактором, но не стоит скидывать со счетов и влажность воздуха. При очень низкой температуре воздуха и высокой влажности (такие климатические условия возможны в морских прибрежных районах, – например, в Мурманске) окраску лучше не выполнять. Высокая влажность будет отрицательно влиять на несформировавшееся покрытие.
– Толщина слоя. Чем толще покрытие, тем меньше вероятность его полноценного формирования при низкой температуре. От нанесения толстослойных покрытий в морозную погоду лучше отказаться.
– Время высыхания. При сильно отрицательной температуре время высыхания практически не прогнозируемо. Если ввод покрытия в эксплуатацию должен состояться в определенный срок, то вы сильно рискуете, начиная окраску в мороз. Высыхание может затянуться на очень длительное время.
– Количество слоев. Ввиду сложности прогнозирования времени высыхания, а также с учетом большой длительности высыхания, нанесение следующего слоя может состояться через очень продолжительный срок.
– Необходимость транспортировки окрашенных конструкций. Затянувшаяся сушка ЛКП и, как следствие, низкие физико-механические характеристики препятствуют транспортировке окрашенной конструкции.
– Условия эксплуатации. Покрытия, эксплуатируемые в агрессивных условиях, а также в условиях высоких механических нагрузок, не допускается наносить в морозную погоду. Для таких покрытий обязательно неукоснительное соблюдение требований производителя.
Риски, связанные с нанесением покрытия при сильно отрицательной температуре
При низкой температуре реакция полимеризации может замедлиться или вовсе прекратиться. Однако, когда температура вновь поднимется до необходимых значений, полимеризация возобновится. Этим свойством обладает большинство эпоксидных и полиуретановых покрытий, исключение могут составлять некоторые фенолэпоксидные материалы.
Данное свойство лакокрасочных покрытий несет в себе как вышеописанное преимущество, так и недостаток: в многослойных системах «отложенная» полимеризация может стать причиной скорого межслойного разрушения или преждевременного появления других дефектов. Недостатком также является и то, что неотвержденная вследствие прекращения полимеризации пленка на морозе дубеет и по этой причине может восприниматься как высохшая. Такое покрытие легко подвергается воздействию внешней среды (агрессивных веществ, влаги воздуха и т.п.), что впоследствии сказывается на его эксплуатационных свойствах или даже вызывает коррозию подложки, поскольку пленка фактически не сформировалась.
Необходимо учитывать, что в морозную погоду есть большая вероятность появления на окрашиваемой поверхности инея и наледи, что делает окраску невозможной. Чистоту поверхности в морозную погоду нужно контролировать с особой тщательностью!
В эпоксидных материалах при отрицательной температуре один или несколько компонентов могут выпотевать из покрытия, что снижает его антикоррозионные свойства (так называемое аминное отпотевание).
Мероприятия при окраске в морозную погоду
Итак, вы решили выполнять окрасочные работы в морозную погоду. Внимательно изучите перечисленные ниже рекомендации, ваши шансы на успех будут зависеть от того, насколько тщательно вы будете их соблюдать.
Формула окраски в морозную погоду выглядит так: холодными могут быть только окрашиваемая поверхность и окружающий воздух, а все остальное (краска, окрасочный аппарат и шланги) должно быть теплым. В идеальной формуле окрашиваемая поверхность тоже должна быть теплой.
1. Применяемый лакокрасочный материал должен быть теплым. За несколько часов до начала окраски необходимо поместить краску в теплое помещение и дождаться ее нагрева до температуры +20-25°С. Перед началом окраски следует убедиться, что материал равномерно прогрет.
Теплая краска позволит вам не иметь проблем с раскрытием факела и нанести покрытие без подтеков. Также важно, что при указанной выше температуре краски увеличивается скорость испарения растворителя, и есть все шансы, что растворитель успеет полностью выйти, до того, как пленка остынет. Ваша задача – сделать так, чтобы при низкой температуре происходила только полимеризация, а все физические процессы в пленке к моменту ее остывания были уже завершены. Невыполнение этого требования приводит к появлению трещин.
2. Нагрев материала важен еще и потому, чтобы исключить необходимость разбавления краски. В морозную погоду хочется облегчить нанесение за счет добавления растворителя, но делать это категорически нельзя. Причины названы выше: остаточный растворитель в пленке и появление трещин. В морозную погоду никакого разбавления – только нагрев лакокрасочного материала перед нанесением.
3. Окрасочный аппарат необходимо поместить в укрытие или палатку, внутри которых должна быть обеспечена постоянная высокая температура и подача теплого воздуха. Здесь же можно поместить и банки с краской для поддержания их температуры.
4. Окрасочные шланги должны быть термоизолированы для максимального сохранения тепла проходящей внутри краски. Перед началом выполнения работ следует обеспечить циркуляцию теплой краски внутри шлангов, чтобы прогреть поверхность шлангов. Для сокращения теплопотерь длина шлангов должна быть минимальной.
5. Банки с краской и окрасочные шланги не должны касаться холодной земли и должны быть установлены на паллетах, поддонах и т.п.
6. Окрасочный аппарат должен обладать достаточно высоким передаточным числом, чтобы иметь возможность наносить краску после того, как она начнет остывать. В некоторых случаях рекомендуется демонтировать все фильтры в окрасочной линии, предварительно убедившись в однородности состава краски.
7. Не пытайтесь сушить нанесенное покрытие с помощью струи теплого воздуха, направленной непосредственно на свеженанесенное покрытие. Это может привести к трещинам и отслоению покрытия.
8. Эффективным является нагрев окрашенной поверхности с обратной стороны. Это возможно, например, для судов, у которых окрашивается наружная обшивка корпуса, при этом внутри (с обратной стороны поверхности) можно установить обогреватели. Увеличение температуры подложки значительно увеличивает шансы на успех при зимней окраске.
Здраствуйте. Очень интересная статья. У вас всегда исчерпывающия информация, лаконично и понятно. Спасибо. Успехов Вам.
Сергей, большое спасибо! Очень приятно
Выражаю мою искреннюю признательность автору за очень хорошую статью.
Хочу примирить указанное автором противоречие о минимально возможной температуре отверждения эпоксидных смол.
Заметная способность к отверждению эпоксидной смолы лимитируется величиной ее Тg. Иными словами, способность смолы к термореактивному отверждению прекращается, когда смола замерзает, и она восстанавливается, когда смола оттаивает.
Считают, что эпоксидные смолы типа ЭД-20 достигают состояние близкое замерзанию при температуре от -5С до -10С. Но это относится с смолам, не содержащим растворителей.
Вместе с тем, отверждение эпоксидных смол может происходить и в присутствии органических растворителей, температура замерзания которых гораздо ниже. Например, температуры замерзания ксилола и толуола соответственно -40С и -95С. Однако это не означает, что отверждение растворенных смолы будет продолжаться вплоть до замерзания растворителя. По мере снижения температуры, смола будет терять свою способность к растворимости и в следствии этого в растворе будет происходить разделение фаз. Поэтому совершенно верно отмечают, что для эпоксидных ЛКМ на органических растворителях минимальная температура отверждения близкая к -20С оказывается уже критической.
Алексей, большое спасибо! Отдельное – за отличные технические дополнения.
Спасибо автору за отличную статью! Снопкову Алексею отдельная благодарность за дополнения! Успехов в труде!