Контроль (испытания) материалов

Рассмотрим способы проверки качества пигментов. Определение влажности. Около 1 г пигмента помещают в низкий бюкс и высушивают в сушильном шкафу при температуре 105°. Процент влаги определяют по формуле А-Б/Н:100.
Определение содержания водорастворимых солей. Навеску пигмента (около 3 г) помещают в химический стакан емкостью 300 мл, заливают ее дистиллированной водой и кипятят в течение 5 мин. Затем в раствор, налитый в мерную колбу, рассчитанную на 300 мл, добавляют дистиллированную воду до определенной метки, перемешивают и дают раствору отстояться. После этого всю массу фильтруют. Первые 20 — 30 мл фильтрата сбрасывают, остальные сливают в сухую посуду. 100 мл отфильтрованной жидкости помещают в предварительно взвешенную фарфоровую чашку, выпаривают досуха на водяной бане и высушивают в сушильном шкафу при температуре 105° до постоянного веса.
Определение реакции водной вытяжки. После проверки содержания растворимых солей отбирают порцию фильтрата и опускают в нее кусочек красной и кусочек синей лакмусовой бумаги. Если красная бумага посинеет, то реакция щелочная; если синяя покраснеет, то реакция кислая. Если синяя и красная бумага не изменяют цвет, то реакция нейтральная.
Проверка качества органических красителей. Всякие подкраски минеральных пигментов органическими красителями нежелательны, так как последние быстро выцветают. Можно ограничиться испытанием простым способом: навеску пигмента (около 0,5 г) помещают в пробирку, прибавляют 10 мл 96-градусного этилового спирта и взбалтывают. При отсутствии органических красителей спирт не должен окраситься.
Быстрым и доступным способом проверки является сжигание или прокаливание пигмента в муфельной печи либо на электроплитке. Пигмент насыпают в фарфоровую лодочку или маленький тигелек и сжигают (прокаливают). В случае присутствия органического красителя последний сгорает и остаток обесцвечивается.
Определение тонкости помола просеиванием. Испытание производят двумя способами: мокрым и сухим. При мокром просеивании навеску пигмента (около 10 г, а для сажи — 2 г) размешивают в 250, мл воды в фарфоровой чашке. Остаток на дне растирают легким нажимом пальца. Одновременно суспензию несколько раз пропускают через предварительно смоченное водой сито с числом отверстий, отвечающим требованиям ТУ. Убедившись в полном отсутствии комков, осадок собирают на сито, которое затем ставят в чашку, наполненную 250 мл воды. По ситу проводят мягкой кисточкой. Воду несколько раз меняют. Эту операцию повторяют до тех пор, пока в чашке не останется никаких следов пигмента. Остаток, смоченный спиртом, а затем эфиром, помешают в сушильный шкаф. После сушки при температуре 100 — 105° остаток снимают мягкой кисточкой, выкладывают на часовое стекло и взвешивают.
Расхождение допускается не более чем на 5%.
При сухом просеивании навеску отсеивают ручным способом или на механической трясучке до тех пор, пока при встряхивании сита над глянцевой бумагой в течение 30 сек. через сито не пройдут частички пигмента. После этого остаток на сите снимают мягкой кисточкой, выкладывают на часовое стекло и взвешивают.
Остаток на сите определяют по той же формуле, что и при мокром способе.
Определение маслоемкости пигментов. На технических весах взвешивают 5 г сухого пигмента с точностью до 0,01 г. Навеску помещают в стакан, после чего подливают небольшими, постепенно уменьшающимися порциями сырое льняное масло. Сначала подливают 0,3 мл, затем по две-три и, наконец, по одной капле. Пигмент перемешивают с маслом. При этом получаются отдельные комочки, которые постепенно соединяются и образуют сплошной комок. В этот момент пигмент насыщается маслом. Количество масла, необходимое для насыщения 100 г пигмента, вычисляется по формуле М=adX20.
Определение щелочестойкости пигментов. Для испытания стойкости к действию извести и растворимого стекла пигмент смешивают в пробирке с известковым молоком или раствором жидкого стекла. Смесь хорошо взбалтывают и выдерживают в течение суток. У пигментов, стойких к действию щелочи, не будет обнаружено изменение оттенка, не изменится также окрашивание находящейся вверху жидкости. У относительно прочных пигментов верхний слой жидкости слегка окрасится, нестойкие пигменты полностью разрушатся.
Определение цвета олифы и лаков производится путем сравнения его с цветом раствора иода в йодистом калии по так называемой йодной шкале, представляющей собой запаянные пробирки с раствором иода в 1/10 NKJ различной крепости. За основание берется раствор, содержащий 4000 мг иода в 1000 мл 1/10 NKJ. Каждый следующий раствор содержит иода в 1/3 раза меньше при том же количестве 1/10 NKJ.
Отклонение в концентрациях допускается не более чем на 2%.
Для предотвращения обесцвечивания в растворы добавляют несколько капель концентрированной серной кислоты. Срок годности йодного раствора при хранении в темном месте — 6 мес.
Определение вязкости производится с помощью различных приборов и в первую очередь воронки НИИЛК и вискозиметра.
Вязкость по воронке характеризуется временем (в сек.) истечения 100 мл жидкости через отверстие соответствующего диаметра. Чем больше это время, тем меньше вязкость. Испытание производится дважды при температуре, указанной в ТУ.
Перед определением вязкости с помощью вискозиметра ВЗ-4 краску тщательно перемешивают и доводят до температуры 18 — 22°, затем наливают ее в вискозиметр, предварительно закрыв отверстие сопла пальцем. Подставляют приемный сосуд, после чего палец отводят от сопла и одновременно включают секундомер. Время истечения краски в- секундах служит показателем условной вязкости.
Определение степени растертости краски. Плохо растертая краска не даст ровной и гладкой окраски. Все выпускаемые тертые лакокрасочные материалы должны иметь растертость в пределах от 10 до 35 мк; за исключением сажи, величина частиц которой равняется 0,15 — 0,2 мк.
Для определения степени растертости пользуются обычным микрометром, применяемым в точном машиностроении. Одну каплю хорошо размешанной тертой краски наносят на полированную поверхность зажимов микрометра. Затем краску при медленном вращении микрометра сжимают до того момента, пока не прекратится движение барабана. После этого производится отсчет. Отсчитанные на шкале барабана микроны указывают на степень растертости красок. Расхождение между двумя определениями допускается не более 2 — 3 мк.
Определение кроющей способности (укрывнетости). Последняя выражается в количестве краски, необходимой, чтобы сделать невидимым цвет закрашиваемой поверхности площадью в 1 м2. На стеклянную пластинку размером 10X30 см и толщиной 2 — 2,5 мм во всю длину на равном расстоянии наносят масляными красками три по юсы: две черные и одну белую шириной по 1,5 см. Белая полоса расположена посредине. Перед началом испытания пластинку с полосами взвешивают, после чего испытуемый материал наносят с незакрашенной стороны. Накраска должна занимать площадь 10X25 см.
Накраска производится движением кисти сначала вдоль пластинки, затем поперек. Делается это до тех пор, пока на рассматриваемой на свет пластинке, положенной на лист белой бумаги, не перестанут просвечивать цветные полосы. После окончания испытания вновь взвешивают пластинку и по разности в весе определяют количество материала, израсходованного на окраску.
Определение продолжительности высыхания (отвердение). Практически различают две характерные стадии высыхания: «от пыли», т. е. образование в покрытии тонкой поверхностной пленки и полное высыхание, т. е. образованно пленки по всей толщине покрытия.
Испытания проводят в вентилируемых сушильных шкафах, чаще всего при температуре 20°. Момент высыхания «от пыли» устанавливают, подышав па окрашенную пластинку, что сопровождается помутнением покрытия. Полное высыхание определяется при помощи нажима пальцем. Отсутствие отлипа и отпечатка пальца па пленке считается моментом ее полного высыхания.
Прочность на истираемость пленки принят определять количеством песка, требуемого для разрушения покрытия при падении с высоты 180 ем. Прибор состоит из длинной стеклянной трубки, укрепленной вертикально я оканчивающейся срезом под углом 45°. Под трубкой на расстоянии 3 — 5 см находится деревянный ящик, освещенный изнутри электрической лампочкой. В верхней плоскости ящика, также срезанной под углом 45°, вставлено матовое стекло размером 9X12 см, на центр которого ориентируют стеклянную трубку. На верхней плоскости имеются два зажима для скрепления стеклянной пластинки с испытуемой пленкой. В верхний конец трубки вставляют стеклянную воронку с диаметром нижней трубки 0,5 см. Расстояние от конца нижней трубки до центра матового стекла должно быть 180 см.
Воронку заполняют до краев высушенным и просеянным песком, который продолжают сыпать, пока сквозь покрытие не начнет просвечивать стекло, освещенное лампой. Прошедший сквозь воронку песок собирают в сосуд, помещенный под ящиком, и затем взвешивают. Мерой прочности на истираемость служит количество песка, потребовавшееся на истирание покрытия до подложки.
Опыт повторяют 3 раза, каждый раз на новом месте пластинки. В качестве мерила прочности берется среднее значение полученных данных.
Определение влагопоглощаемости пленок (набухание). Влагопоглощаемость выражается обычно в цифрах, указывающих на увеличение веса пленки после пребывания ее в воде. Высушенную в срок, указанный в ТУ, пластинку с покрытием взвешивают, а затем поочередно все края ее погружают на глубину 0,15 см в сосуд с расплавленным парафином. Затем пластинку вновь взвешивают и в вертикальном положении опускают в сосуд с дистиллированной водой при температуре 20°. Через промежутки времени, указанные в ТУ, пластинку вынимают, кладут между листами фильтровальной бумаги и взвешивают.
На водопроницаемость лакокрасочных пленок указывает повеление их под действием воды. Промытые щелочью и горячей водой стеклянные пластинки размером 5X10 см высушивают и обливают теплым раствором желатина с добавкой латекса. 8 частей желатина с добавкой 15 частей латекса кипятят в 100 мл воды. После высушивания в течение суток пластинки с нанесенным раствором латекса окрашивают испытуемым материалом и высушивают в течение сроков указанных в ТУ. К высушенной пластинке прикрепляют воском или замазкой стеклянный цилиндр, в который наливают воду. Пленки периодически осматривают снизу. С повелением пленки в месте проникнования влаги испытания оканчиваются. Водопроницаемость пленки измеряется временем, прошедшим с начала испытания до повеления пленки.
Определение водостойкости пленок производится подвешиванием окрашенных пластинок к ванночке с дистиллированной водой при температуре 20°. После изъятия пластинок из воды их высушивают в течение 2 час. на воздухе и осматривают. При этом отмечают следующие изменения: повеление покрытия или появление белых матовых пятен, образование сыпи, пузырей, морщин и т. п.
Определение эластичности пленок производят на шкале гибкости (эластичности) НИИЛК. Шесть ее стержней имеют диаметры 20, 15, 10, 5, 3, 1 мм. Шкала неподвижно укрепляется на краю стола. Испытания проводят при температуре 18 — 20°. Испытуемая краска наносится на пластинку из жести толщиной 0,2 — 0,3 мм. После высыхания пластинку изгибают вокруг стержней. За показатель эластичности принимают диаметр того стержня, на котором пленка при изгибе осталась неповрежденной.
Ускоренное испытание устойчивости красок против атмосферных явлений проводится с помощью везерметра — прибора, в котором воспроизводится действие атмосферных факторов, частично влияющих на покрытие. Результаты испытаний дают лишь сравнительную характеристику атмосфероустойчивости различных покрытий.
Во вращающемся барабане укрепляются по кругу в вертикальном положении металлические подставки (кассеты), куда вставляются окрашенные стальные пластинки. Внутри барабана находятся две кварцево-ртутные лампы для ультрафиолетового света, две нагревательные лампы и водоразбрызгивающая установка. Окрашенные пластинки подвергаются постоянному облучению кварцево-ртутнымни тепловыми лампами и обрызгиванию водой в течение 2 мин. через каждые 18 мин. облучения. Температура в везерометре держится на уровне 55 — 60°. Полный, цикл испытаний длится 500 час, что соответствует 1,5 — 2-годичному сроку службы покрытий в атмосферных условиях.
В процессе испытаний окрашенные пластинки осматриваются. Оценка разрушений дается по 10-бальной системе. При наличии на пластинке 10% ржавчины покрытие считается разрушенным.
Продолжительность испытаний до получения такой степени ржавчины служит основанием для определения срока службы покрытия. Например, если 10% ржавчины на поверхности металла было зафиксировано через 750 час, то ориентировочный срок службы этого покрытия составит
750X1,5/500=2 — 2.5 года,
где 750 — продолжительность испытания в часах;
500 — полный цикл испытаний, соответствующий 1.5-годичному сроку службы в атмосферных условиях.