Badanie właściwości aplikacyjnych i eksploatacyjnych powłok polimerowych
Celem ćwiczenia jest określenie wybranych właściwości powłok lakierniczych:
Badanie schnięcia powierzchniowego metodą z kuleczkami szklanymi.
Pomiar grubości powłoki.
Oznaczanie twardości powłoki metodą ołówkową.
Pomiar odporności na uderzenie wg Du Ponta.
Oznaczanie odporności powłok na ścieranie przyrządem Gardnera.
Odporność powłoki na odrywanie od podłoża metodą siatki nacięć.
Określanie połysku powłok lakierowych.
Badanie schnięcia powierzchniowego metodą z kuleczkami szklanymi
Przygotowano 16 płytek o identycznych wymiarach, na które naniesiono aplikatorem (strona 0,9) 4 rodzaje emalii: 3 kolory emalii akrylowej wodorozcieńczalnej oraz emalię do podłóg. Płytki znajdujące się na kartkach, umieszczono na kaloryfer w celu wyschnięcia. Po określonym czasie, sprawdzono suchość płytek i przystąpiono do badania. Posypano powierzchnię płytki ułożonej w pozycji poziomej szklanymi kuleczkami („Ballotini”), w ilości ok. 0,5 g, z wysokości nie mniejszej niż 5 cm i nie większej niż 15 cm. Do tego celu użyto szklanej rury, aby uniknąć rozrzucenia kuleczek i umożliwienia przeprowadzenia dalszych prób w innych miejscach. Po 10 s płytkę ustawiono pod kątem 20° do poziomu i lekko zmieciono pędzlem kuleczki z powłoki. O wyschnięciu powłoki świadczy fakt, że kuleczki po usunięciu pędzlem nie uszkodziły powierzchni. Zanotowano konieczny czas do uzyskania przez powłokę wyschnięcia powierzchniowego.
Pomiar grubości powłoki przyrządem mechanicznego styku
Wybrano miejsca do wykonywania odczytów o regularnej powierzchni, i które nie są bliżej niż 20 mm od krawędzi powłoki i nie są bliżej niż ok. 50 mm jedno od drugiego. Pomalowaną próbkę zamocowano sztywno, żeby opuszczenie stopki naciskającej i usuwanie powłoki nie spowodowało ruchu płytki. Stopkę naciskającą opuszczano ostrożnie aż do dokładnego zetknięcia z powłoką i zapisano odczyty. Pomiar wykonano dla czterech płytek.
Oznaczanie twardości powłoki metodą ołówkową
Do tego badania użyto przygotowany wcześniej ołówek. Następnie umieszczono pomalowaną płytkę na równej, stabilnej, poziomej powierzchni, zaś ołówek włożono do przyrządu pomiarowego. Zaciśnięto go w takiej pozycji, aby przyrząd był ustawiony poziomo, gdy końcówka ołówka opiera się na powłoce lakierowanej. Przesunięto przyrządem z ołówkiem po powierzchni płytki. Oceniono powłokę zwracając uwagę na uszkodzenia. Jeśli nie wystąpiło zarysowanie, badanie powtórzono zwiększając stopień twardości grafitu ołówka, aż do wystąpienia zarysowania. Natomiast jeśli wystąpiło zarysowanie, zmniejszono stopień twardości grafitu ołówka, aż do braku zarysowania. Za tzw. twardość ołówkową uważa się najwyższy stopień twardości ołówka nie powodujący zarysowania. Badanie wykonano na dwóch płytkach.
Pomiar odporności na uderzenie wg Du Pont'a
Umocowano ciężarek na odpowiedniej wysokości. Płytkę umieszczono wymalowaną stroną ku górze na kowadełku pod iglicą. Odblokowano ciężarek. Po wyjęciu płytki obserwowano miejsca uderzenia. Badanie przeprowadzono na trzech płytkach, w dwóch przypadkach opuszczano ciężarek z największej wysokości, zaś w jednym zmniejszono wysokość.
Oznaczanie odporności powłok na ścieranie przyrządem Gardnera
Przed przystąpieniem do pomiaru najpierw wyznaczono grubość powłoki. Pomiar wykonano przyrządem zapewniającym dokładność pomiaru do 2 μm. Następnie skontrolowano czas przesypu 3,5 kg materiału ściernego (elektrokorundu) mieszczący się w zakresie 21-23 s. Badaną płytkę przymocowano do stolika przyrządu, tak aby w trakcie oznaczania nie zmieniła swego położenia. Wsypano szybkim ruchem elektrokorund do leja zasypowego. Powtarzano tak długo, aż na blaszce pojawiło się widoczne przetarcie. Po przetarciu powłoki, płytkę oczyszczono z pyłu, używając pędzla z miękkiego włosia.
Ścieralność X obliczono wg wzoru:
[ kg/µm]
gdzie: m - masa użytego do oznaczania materiału ściernego, kg
s - średnia grubość badanej powłoki, µm
Odporność powłoki na odrywanie od podłoża metodą siatki nacięć
Przyrząd nacinający ustawiono pionowo do powierzchni płytki. Wykonano odpowiednie nacięcia na powłoce równomiernie naciskając na przyrząd nacinający. Następnie wykonano równoległe nacięcia w tej samej ilości pod kątem 90° w stosunku do pierwszych nacięć, aby powstała siatka. Badanie przeprowadzono w 3 miejscach. Oceniono wygląd powierzchni, na której wystąpiły odpryski i oszacowano przyczepność powłoki do podłoża wg tabeli znajdującej się w instrukcji ćwiczenia.
Określenie połysku powłok lakierowych
Do pomiaru użyto 4 płytki. Następnie na każdą z badanych powłok ustawiono przyrząd do pomiaru połysku i włączono oświetlenie wzorcowej płytki cyfrowej. Obserwowano obraz wzorcowej płytki cyfrowej na powierzchni pomalowanej płytki za pomocą lustra umieszczonego w przyrządzie. Z ostrości odbicia obrazu płytki wzorcowej oceniono stopień połysku zgodnie ze skalą ocen podaną w tabeli 1. (instrukcja).
Wyniki badań:
1. Czasy schnięcia:
emalia akrylowa wodorozcieńczalna zielona: t = 50 min
emalia akrylowa wodorozcieńczalna żółta: t = 45 min
emalia do podłóg 1: brak możliwości określenia
emalia akrylowa wodorozcieńczalna: brak możliwości określenia
Nie można było kreślić czasu schnięcia dla dwóch ostatnich płytek, gdyż czas ten był zbyt długi, przekraczający zajęcia. Do kolejnych pomiarów skorzystano więc z pomalowanych płytek poprzednich grup.
2. Grubość- zakres:
lakier stalowy akrylowy 4: 25-40 µm
emalia akrylowa wodorozcieńczalna niebieska: 20-30 μm
emalia akrylowa wodorozcieńczalna żółta: 10-30 µm
emalia akrylowa wodorozcieńczalna zielona: 15-20 µm
3. Twardość:
lakier stalowy akrylowy 4: 4B
emalia akrylowa wodorozcieńczalna niebieska: 2B
4. Odporność na uderzenie:
lakier stalowy akrylowy 4: wytrzymałość b. dobra, udarność 50
emalia akrylowa wodorozcieńczalna niebieska: wytrzymałość b. dobra, udarność 50
rozpuszczalnik T3: przy udarności 50 nastąpiło pęknięcie, przy udarności 40 brak uszkodzenia płytki
5. Odporność na ścieranie:
lakier stalowy akrylowy 4: 0,79-1,26 kg/µm
emalia akrylowa wodorozcieńczalna niebieska: 1,75-2,63 µm
emalia akrylowa wodorozcieńczalna żółta: 0,93-2,8 µm
emalia akrylowa wodorozcieńczalna zielona: 1,4-1,87 µm
6. Odporność na odrywanie od podłoża:
lakier stalowy akrylowy 4: parametr 1 - w punktach przecięcia linii sitaki występują małe odpryski powłoki. Odpryśnięta powierzchnia nie jest znacząco większa niż 5 % powierzchni siatki nacięć
emalia akrylowa wodorozcieńczalna niebieska: parametr 1 - opisane powyżej
emalia akrylowa wodorozcieńczalna 7: parametr 1 - opisane powyżej
rozpuszczalnik T3: parametr 2 - powłoka jest odpryśnięta wzdłuż krawędzi nacięć lub w punktach przecięcia linii siatki. Odpryśnięta powierzchnia jest wyraźnie większa niż 5 %, ale nie jest znacząco większa niż 15 % powierzchni siatki nacięć.
7. Określenie połysku:
lakier akrylowy stalowy 4: połysk
emalia akrylowa wodorozcieńczalna niebieska: półpołysk
emalia akrylowa wodorozcieńczalna 7: półpołysk
rozpuszczalnik T3: półpołysk
Wnioski:
Na podstawie przeprowadzonych badań właściwości aplikacyjnych i eksploatacyjnych powłok polimerowych wykazano, że czas schnięcia emalii wodorozcieńczalnych jest krótszy niż w przypadku emalii do podłóg. Lakiery charakteryzują się połyskiem w porównaniu do emalii wodorozcieńczalnych i rozpuszczalnika, dlatego są stosowane do uzyskania połyskliwej i gładkiej powierzchni. Emalie akrylowe wodorozcieńczalne są bardziej wrażliwe na ścieranie niż stalowy lakier akrylowy, który odznacza też się szerszym zakresem grubości oraz większą twardością. Lakier oraz emalie akrylowe są bardziej odporne na uszkodzenie niż rozpuszczalniki, a także mają lepszą przyczepność do podłoża.
Wyszukiwarka