К числу важнейших свойств лаков и красок следует отнести их смачивающую способность (поверхностное натяжение), вязкость, содержание нелетучего остатка, а также стабильность этих свойств при хранении.

При рассмотрении свойств лаков и красок прежде всего возникает вопрос об их взаимодействии с твердой поверхностью, т. е. смачивании последней, и адгезии жидкости к твердой поверхности. При нанесении лака или краски на поверхность большую роль играет поверхностное натяжение на границе лак — поверхность окраски. При снижении поверхностного натяжения улучшается смачивание поверхности: лаки лучше растекаются или, как говорится, разливаются по поверхности (розлив лака).

Адгезия — прилипаемость лакокрасочной пленки к покрываемой поверхности металла — является наиболее важным свойством покрытия. Она зависит от степени смачиваемости металла жидким пленкообразователей, его адсорбции на покрываемой поверхности и силы взаимодействия между лакокрасочной пленкой и поверхностью. Прочность лакокрасочного покрытия находится в прямой зависимости от применения пленки к покрываемой поверхности. В связи с этим следует обращать серьезное внимание на выбор грунта, обладающего хорошей адгезией к поверхности, так как грунт является основой всего покрытия. Адгезия определяется методом решетчатого надреза покрытия.

Цвет лакокрасочного материала главным образом зависит от входящего в него пигмента. Большое влияние на цвет покрытия оказывает цвет связующего материала. При изготовлении красок-и эмалей светлых тонов выбор связующего вещества, подходящего по цвету, имеет важное значение. Темные связующие вещества пригодны для изготовления грунтовок, шпатлевок и лакокрасочных материалов темных колеров. Некоторые светлые связующие вещества при высыхании изменяют свой цвет и образуют темные пленки. Цвет связующих веществ определяется по йодометрической шкале методом сравнения с цветом соответствующего раствора.

Вязкость лакокрасочного материала позволяет судить о его пригодности к использованию в производстве. Каждому лакокрасочному материалу в зависимости от метода нанесения должна соответствовать определенная рабочая вязкость (т. е. вязкость перед нанесением), обеспечивающая возможность получения наиболее качественного покрытия. Необходимо учитывать, что мате риалы, вязкость которых превышает вязкость, принятую для данного вида материала и данного способа нанесения, трудно наносить на поверхность ровным тонким слоем.

Материалы с пониженной вязкостью дают очень тонкие пленки и в период высыхания стекают с вертикальных поверхностей, обнажая их. Кроме того, работа с материалами пониженной вязкости нерентабельна, так как требует большого количества растворителей.

Рабочая вязкость лакокрасочного материала устанавливается в зависимости от метода нанесения и назначения покрытия. Для доведения лакокрасочных материалов до рабочей вязкости к ним прибавляют растворители или разбавители, причем каждому лакокрасочному материалу соответствуют определенные растворители и разбавители.

При контроле лакокрасочных материалов определяют их условную, или относительную, вязкость. Для этой цели используют специальные приборы — вискозиметры. Условную вязкость полимеризованных масел, олиф и других лакокрасочных материалов густой консистенции определяют шариковым вискозиметром. Для определения условной вязкости масляно-смоляных лаков и эмалей на искусственных смолах (глифталевых, пен-тафталевых и др.) применяют вискозиметры марки ВЗ-1, ВЗ-4 и др.

Кроющая способность, или укрывистость, лакокрасочного материала характеризует способность этого материала закрывать поверхность изделия полностью, не допуская просвечиваемости под ним грунта или самого металла. Кроющая способность выражается в количестве граммов материала, необходимого для покрытия площади поверхности в 1 м2. Кроющая способность зависит от свойства пигментов и от разности коэффициентов преломления цвета пигмента и связующего вещества.

Розлив — свойство лакокрасочного материала, проявляющееся в том, что через некоторое время после нанесения материала на поверхность кистью штрихи от кисти исчезают и поверхность становится совершенно гладкой. Розлив характеризуется оценками: удовлетворительный, замедленный и неудовлетворительный.

Степень перетира пигментов влияет на качество лакокрасочной пленки и определяет склонность ее к жела-тированию. В высококачественной пленке размер частиц пигмента не должен превышать толщины высохшей пленки. Частицы пигмента, которые полностью не погружаются в связующее вещество, при механическом воздействии могут быть легко вырваны из пленки. На месте вырванных частиц пигмента остаются очень мелкие, не замечаемые невооруженным глазом полости, которые являются путями проникновения агрессивных сред к грунту и в дальнейшем становятся центрами коррозии. При достаточно тонком перетире пигмента все его частицы полностью погружаются в красочную пленку, благодаря чему пленка имеет ровную гладкую поверхность и лучше противостоит воздействию внешней среды.

Время высыхания — одна из важных характеристик всех лакокрасочных материалов. Высыханием называют процесс перехода жидкого пленкообразующего вещества в тонкую твердую пленку. Средняя толщина пленок колеблется от 10 до 50 мк. Скорость процесса высыхания различных лаков зависит от состава пленкообразователи, толщины пленки, температуры сушки и др.

Дли одних лаков скорость высыхания всецело обусловливается скоростью испарения летучих растворителей (физическое высыхание), для других — скоростью химического процесса, протекающего в пленкообразователе, подвергнутом действию воздуха или тепла (химическое высыхание). Кроме того, в последнем случае могут оказывать влияние и вторичные физические процессы, вызванные химическими превращениями.

Процесс испарения растворителя, а также химические реакции не заканчиваются с переходом жидкой фазы в твердую: в полученных пленках продолжают протекать химические реакции и из пленок продолжают испаряться остатки растворителей. Скорость процесса высыхания для различных лакокрасочных материалов разная и колеблется от нескольких минут до нескольких суток.

На практике высыхание лакокрасочных материалов обычно проверяют по твердости высохшей пленки, периодически надавливая пальцем на окрашенную поверхность, Различают две стадии высыхания: высыхание «от пыли», т. е. тот момент, когда пыль больше не прилипает к подсыхающей пленке, и «полное высыхание» — момент, когда образуется пленка по всей толщине нанесённого материла и при надавливании пальцем на пленку на ней не остается следа, так называемого «отлипа».

Токсичность лакокрасочных материалов в основном зависит от токсичности входящих в них растворителей. При нанесении лакокрасочных материалов и при их сушке выделяется большое количество растворителей, которые оказывают вредное действие на организм человека, вызывая функциональные расстройства нервной системы, поражение зрения, различные кожные и другие заболевания.

По степени токсичности лакокрасочные материалы можно разделить на две группы:
1) материалы, содержащие в своем составе растворители, допускаемая санитарная концентрация которых меньше 0,1 мг/л. Это наиболее токсичная группа лакокрасочных материалов. Сюда входят нитроцеллюлозные лаки и эмали, полиуретановые, эпоксидные, поливинил-хлоридные и перхлорвиниловые эмали, содержащие в своем составе ароматические углеводороды, бензол, толуол, а также спирты: метиловый, этиловый, бутиловый, амиловый и др.;
2) материалы, содержащие в своем составе в основном растворители с допускаемой санитарной концентрацией от 0,1 до 0,2 мг/л. К этой группе относятся масля-но-смоляные краски, а также большое число эмалей на основе синтетических смол, содержащих в своем составе ксилол, сольвент и другие растворители.

Пожароопасность — важная характеристика лакокрасочных материалов. Работа с лакокрасочными материалами связана с опасностью воспламенения и взрыва. Степень пожароопасности лакокрасочных материалов определяется в основном составом применяемого растворителя.

Смеси паров растворителей и воздуха при определенных концентрациях воспламеняются и взрываются. Концентрация, соответствующая температуре вспышки, называется низшим пределом взрываемости. Концентрация, при которой не будет происходить горение из-за отсутствия кислорода, называется высшим пределом взрываемости. Наиболее взрывоопасны ароматические растворители: бензол, толуол, ксилол, уайт-спирит, бутиловый спирт, целлозольв, амилацетат, бензин, соль-вентнафт, скипидар, керосин. Большую опасность представляет самовоспламеняемость растворителей. Наиболее низкой температурой самовоспламенения обладают бензин (250°), скипидар (270°) и сольвентнафт (250°).

Механическими свойствами пленок считают твердость и сопротивление истиранию.

Под твердостью тела понимают сопротивление, оказываемое телом проникновению в него другого тела. Условную твердость пленок выражают отношением ее твердости к твердости стекла или непосредственно в секундах по специальному прибору—маятнику НИИЛК-

Сопротивление пленок истиранию может непосредственно определяться путем измерения времени истирания пленки при помощи абразивов или твердых предметов (при соблюдении постоянных условий воздействия на пленку, обеспечиваемых рядом приборов для определения устойчивости к истиранию). Сопротивление пленок истиранию может непосредственно определяться путем измерения времени истирания пленки предметов (при соблюдении постоянных условий воздействия на пленку, обеспечиваемых рядом приборов для определения устойчивости к истиранию). Сопротивление пленок истиранию находится в прямой зависимости от прочности пленок., Поскольку истирание пленок связано с отрывом отдельных частиц пленки от ее поверхности, о степени сопротивления пленки истиранию можно судить и по прочности пленки на разрыв. Прочные пленки, например из эфиров целлюлозы, обычно очень устойчивы к трению. Прочность пленок обусловлена межмолекулярными силами сцепления молекул вещества пленки — когезией.

Прочность на разрыв в ряде лакокрасочных покрытий (например, в аэролаках) имеет самостоятельное значение; выражают эту величину обычно временным сопротивлением пленки разрыву в кгс/см2,

В покрытиях по металлу наряду с необходимостью соответствия коэффициентов линейного расширения пленки и металла весьма важное значение имеет эластичность пленки. Под эластичностью пленок принято понимать их способность после снятия деформирующих усилий принимать свою прежнюю форму.

Под пластичностью понимают способность пленок сохранять деформацию (остаточная деформация) после снятия усилий, вызвавших деформацию.

При растяжении обычных пленок они претерпевают одновременно как эластичную, так и пластичную деформации. Поэтому относительное растяжение пленок, определяемое в процентах первоначальной длины образца пленки при его испытаниях на разрыв, не может характеризовать в отдельности эластичность и пластичность пленки. Эти свойства определяют обычно на специальных приборах и выражают в процентах от общего растяжения пленки.

Прочность на удар является важной характеристикой лакокрасочных покрытий и зависит от пластичности покрытия и силы сцепления его с металлом или же с другим лакокрасочным слоем покрытия. Неэластичные хрупкие пленки, как правило, плохо сопротивляются удару.

Под проницаемостью лакокрасочных покрытий понимают способность жидкостей и газов проникать через пленки благодаря диффузии и растворению в веществе пленки. Проницаемость и пористость ограничивают применение лаков и красок, так как этим нарушается основное значение пленки — изоляция поверхности от окружающей среды. Проницаемость пленки определяется временем прохождения газа или жидкости через 1 см2 ее поверхности. При определении проницаемости берутся пленки одинаковой толщины.

Гибкость пленки имеет большое значение для наружных покрытий, подвергающихся температурным воздействиям и динамическим колебаниям, вызывающим напряжения в металле и пленке и, в результате, ее растрескивание.

Гибкость определяется путем изгибания подложки, на которую нанесена пленка, и выражается величиной диаметра стержня, при изгибании вокруг которого пленка осталась неповрежденной.

Блеск лакокрасочного покрытия зависит от качества поверхностного слоя пленки. При гладкой поверхности световые лучи, попадающие на лакокрасочные покрытия, Отражаются от него под одним углом; при шероховатой поверхности световые лучи отражаются под разными углами, в результате чего покрытие кажется матовым.

Очень важным является то, чтобы пленкообразователь был прозрачным и бесцветным, так как он не должен изменять цвета пигмента. Лучи падающего света частично отражаются от пигментированной пленки, частично поглощаются; часть же лучей диффузно отражается, т. е. после прохождения луча через частицы пигмента луч окрашивается в цвет, дополнительный к поглощенному.

Блеск влияет на устойчивость лакокрасочного покрытия. Так, глянцевые покрытия лучше сохраняются в атмосферных условиях, чем матовые. Можно полагать, что благодаря шероховатости матовых покрытий увеличивается площадь сопрокосновения с окружающей средой, что приводит к их ускоренному разрушению.

Стойкость к внешним воздействиям является главным показателем, определяющим качество лакокрасочного покрытия. Защитный эффект покрытия зависит как от свойств пленкообразователя, так и пигмента. Наибольшая стойкость достигается при использовании покрытий, инертных к действию окружающей среды и обладающих хорошей прилипаемостью к защищаемой поверхности. Стойкость к воздействию агрессивных сред (атмосфе-ростойкость, теплостойкость и т. п.) определяют путем фиксации изменения физико-механических показателей или внешнего вида покрытий при длительном пребывании их в испытуемых средах. При -этом большое значение имеет старение пленок.

Под старением пленок подразумевается их постепенное разрушение, вызванное изменением физических и химических свойств под влиянием окружающей среды. При сравнении различных продуктов прежде всего имеют в виду относительную скорость процессов старения, которая колеблется в очень широких пределах: некоторые пленки стареют в 2—3 недели, другие служат много лет.

Поскольку пленкообразователи редко предназначаются для кратковременной службы, их общая качественная оценка находится в прямой зависимости от скорости старения пленки в данных условиях. Скорость старения пленок зависит от химической стойкости и может определяться по скорости изменения многих химических и физических свойств пленки. Старение пленок происходит главным образом под влиянием кислорода воздуха и усиливается под воздействием света, тепла и воды. Для интенсификации старения при испытаниях применяют ускоренные методы, заключающиеся в усилении отдельных факторов — тепла, света, влаги, биофлоры, кислорода и т. п.

Электроизоляционные свойства являются важнейшим свойством лакокрасочных покрытий. Большинство пленкообразователей — вещества высокомолекулярные и в твердом состоянии — непроводники. Сложность органических молекул затрудняет обмен электронами. Поэтому электропроводность высокомолекулярных соединений зависит от примесей. Соединения с небольшой длиной молекулярных цепей в сухом состоянии — плохие проводники; электропроводность их при растворении зависит от применяемой жидкости. С увеличением же молекулярного веса электропроводность падает, поэтому в технике высокомолекулярные пленкообразователи часто применяются в качестве изоляционных материалов.

Общую оценку качества пленкообразующего вещества производят по совокупности свойств, представляющих интерес для данной области применения. Часто в технике применяют многослойные покрытия из нескольких различных пленкообразователей. В таких покрытиях оценку качества пленкообразующего вещества производят применительно к слою (например, грунтовому, среднему, внешнему), где применение данного продукта наиболее эффективно,

Многообразие областей применения пленкообразующих веществ затрудняет создание одного универсального пленкообразователя, который по своим свойствам отвечал бы большинству требований, предъявляемых потребителями. Кроме того, во многих случаях невозможно подыскать пленкообразователь, одновременно отвечающий условиям использования во внешнем слое пленки и в слое пленки, прилегающем непосредственно к покрываемой поверхности. Внешний слой требует максимальной стойкости к действию окружающей среды; адгезия к металлу для него не так существенна, в то время как пленка внутреннего слоя должна обладать высокой адгезией и не требует высокой устойчивости к внешней среде. Поэтому на практике особенно важно учитывать специфику применения того или иного пленкообразователя. Например, пленки эфиров целлюлозы наряду с высокими механическими свойствами оказываются водопроницаемыми. Наоборот, пленки некоторых масел при удовлетворительной водонепроницаемости показывают низкие механические свойства.