Автомобільні емалі: функції, склад, класифікація

Фарбування автомобіля — робота тонка, майже ювелірна. Дрібниць у цій справі не буває. Щоб отримувати блискучі в прямому сенсі слова результати, майстер повинен не тільки «відчувати матеріал», вміти підбирати фактуру покриття і пристосовуватися до більш-менш змін навколишніх умов, а й мати знання про фарбу, як таку. Ви скажете, що це марна трата часу, адже фарба — це лише фарба, але насправді все набагато складніше.
Що таке фарба? Або… емаль? За свою історію термін «фарба» зазнав суттєвих змін. Раніше так іменувалися лише олійні фарби — матеріали, виготовлені на основі рослинних олій та оліф. Але згодом термін «фарба» став загальновживаним і його почали застосовувати і до інших ЛКМ, включаючи емалеві фарби.

Фарби — це однорідні суспензії пігментів у плівкоутворюючих речовинах. Виготовляються на основі оліф (масляні фарби), лаків (емалеві фарби), водних розчинів деяких органічних полімерів (клейові фарби) та рідкого скла (силікатні фарби), водних дисперсій полімерів (емульсійні фарби). («Великий енциклопедичний словник», 2000 р.)

Автофарби, що застосовуються в автомобілебудуванні, належать до розряду емалевих фарб — сумішей пігментів у лаках, що утворюють тверде непрозоре покриття з різними глянцем та фактурою. Скорочено емалеві фарби ще називають «емалями»: різниці, начебто й немає, але насправді сенс цих двох понять далеко не однаковий. Справа в тому, що емаллю (від франц. email) спочатку називалося тонке склоподібне покриття, що виготовляється з легкоплавкого кольорового скла з додаванням оксидів металів і пігментів, і закріплюється високотемпературною обробкою. Такі емалі використовуються, наприклад, у художній кераміці, в ювелірній справі.

Також емалями часто називають практично всі склоподібні покриття по металах, що використовуються в побутових цілях. За прикладами далеко не треба ходити — емальовані тази, каструлі та ванни є в кожному будинку. Склоподібна емаль з'явилася найпершою, тому у всіх словниках та довідниках вона згадується насамперед. Для автомобільних кузовів вона, звичайно ж, не підходить. як з технологічних міркувань, так і через підвищену шпильку покриття. З емалевими фарбами на основі лаків таку емаль пов'язує лише якась схожість зовнішнього вигляду і не більше. Надалі під словом «емаль» розумітимемо, звичайно ж, емалеві фарби, що використовуються в автомобільній індустрії.

Функції лакофарбового покриття

Лакофарбове покриття автомобіля виконує подвійну функцію. По-перше, лакофарбовий шар забезпечує захист поверхні, на яку він нанесений. Він створює стійке до агресивних зовнішніх впливів покриття, яке оберігає під ним матеріал і, отже, продовжує термін його служби. Зрозуміло, що в автомобілях, кузови яких виготовлені зі сталі (яка іржавіє) шар фарби — перша лінія оборони проти корозії По-друге, лакофарбове покриття дозволяє індивідуалізувати транспортний засіб, зробити так, щоб воно тішило око і виділялося серед багатьох схожих машин. Різноманітність палітри кольорів і використання різноманітних ефектних ЛКП підвищують вартість автомобілів і стимулюють їх продаж.

Терміни «фарба/емаль» та «лакофарбове покриття» часто використовуються як взаємозамінні. Поняття ЛКП більш загальне і застосовне до будь-якого матеріалу, який може бути використаний як тонка суцільна плівка на поверхні. Термін «фарба/емаль» традиційно використовується стосовно пігментованих матеріалів з метою відрізнити їх від прозорих плівок, які правильніше називати лаками.

Склад фарби для авто

Сутність автофарби в тому, що вона починає життя в рідкому вигляді, в якому її наносять на поверхню, після чого вона перетворюється на тверду плівку з тими чи іншими декоративними та експлуатаційними показниками.

З чого роблять фарби? Будь-яка фарба складається із трьох основних компонентів:

• сполучного (плівкоутворювача),
• пігменту,
• розчинника.

Також до складу емалі можуть входити різноманітні наповнювачі та добавки.

Наявність всіх цих компонентів у всіх ЛКМ не є обов'язковою. Наприклад, порошкові фарби не містять розчинників, а прозорі лаки — фарбуючих пігментів. Але сполучне — це обов'язковий компонент будь-якого лакофарбового матеріалу, його основа.

Плівкоутворювач (сполучна)

Властивості цього компонента очевидні з назви — сполучна «тримає» всі складові фарби разом, пов'язуючи їх як один з одним, так і поверхнею, що фарбується. Певною мірою саме сполучне визначає ключові властивості готового ЛКП — його адгезію, механічну та атмосферостійкість. Як плівкоутворювачі в лакофарбовій промисловості використовуються різні природні та синтетичні смоли, рослинні олії. Деякі лакофарбові матеріали можуть мати у своєму складі два і більше плівкоутворювачі. Найчастіше тип сполучного можна визначити із самої назви фарби: нітроцелюлозна (нітрат целюлози), алкідна (алкідні смоли), акрилова (акрилові смоли) тощо.

Розчинник

Плівкообразующие речовини зазвичай є або дуже в'язкі рідини, або тендітні тверді тіла. Щоб знизити їхню в'язкість, в лакофарбовий матеріал вводяться розчинники. Завдяки розчиннику фарба залишається рідкою під час виготовлення та зберігання. Як розчинники застосовують дуже широкий ряд органічних рідин (вуглеводні, кетони, спирти, ефіри) і суміші подібних рідин.

Пігменти та наповнювачі

Основна функція пігментів — декоративна — вони забезпечують плівці колір та покриваність. Також пігменти підвищують міцнісні та експлуатаційні властивості покриття, деякі з них мають властивості інгібіторів корозії. За хімічним складом — це природні чи штучні оксиди, чи солі металів, металеві порошки, і навіть органічні пігменти надання покриттям яскравих тонів. Крім основного пігменту до складу ЛКМ можуть входити різні наповнювачі. Їх додають для здешевлення лакофарбових матеріалів, а також для покращення міцності та захисних властивостей. За складом вони є білі або злегка забарвлені порошки дешевих природних мінералів (тальк, гіпс, слюда, каолін, крейда та ін.). Деякі наповнювачі вводяться для підвищення термостійкості — наприклад, слюда чи азбест.

Добавки

Той час, коли лакофарбові матеріали складалися максимум із трьох компонентів давним-давно пішло. Сучасні ЛКМ — це багатокомпонентні композиції, і крім сполучного пігменту і розчинника вони мають у своєму складі різні цільові добавки, покликані поліпшити ті чи інші властивості продукту. Зокрема, добавки можуть підвищувати еластичність покриттів (пластифікатори), їх стійкість до старіння (антиоксиданти), вогнестійкість (антипірени), поглинати УФ-випромінювання, запобігати випаданню пігменту в осад, перешкоджати утворенню поверхневої плівки при зберіганні, покращувати розлив. Деякі добавки можуть вводитися в лакофарбовий матеріал безпосередньо перед застосуванням, наприклад, прискорювачі сушіння, пластифікатори, матуючі та структуруючі добавки.

Класифікація автомобільних емалей

Існують два основні способи систематизації автомобільних емалей та лаків:

• за хімічним складом (типу сполучного);
• за характером формування плівки.

З першим все більш-менш зрозуміло: основними видами авторемонтних емалей залежно від типу основи є нітроемалі, алкідні, меламіноалкідні, акрилові, а також базові емалі (найчастіше вони є комбінацією поліефіру, меламінформальдегідної смоли та ацетобутирату). Нині нас більше цікавить другий пункт — характер формування плівки. За цією ознакою всі емалі можна розділити на дві групи:

• висихаючі внаслідок природних фізичних процесів (випаровування розчинника);
• затверджені внаслідок хімічної реакції.

Механізм сушіння емалей першої групи — суто фізичний. Плівка цих фарб формується виключно за рахунок випаровування розчинників, без зміни хімічного складу сполучного. Отримана після висихання плівка може бути знову розчинена в розчиннику, тому її називають оборотною. Такі матеріали відносяться до класу термопластичних.
Типовий представник — емалі на основі нітрату целюлози (нітроемалі), що використовуються на ранній стадії розвитку автомобільної промисловості.

Висихання внаслідок випаровування розчинників (нітроемалі, масляні фарби)

Затвердіння емалей другої групи відбувається вже інакше. Випаровування розчинників, само собою, теж відбувається. Але, на відміну від емалей попередньої групи, тут паралельно запускається ще один процес: хімічне перетворення молекул сполучного сітчастий полімер. Отримана плівка має нові фізичні та хімічними властивостями після повного затвердіння розчинити таку плівку неможливо, тому її називають незворотною (термореактивні матеріали). Сама реакція «зшивання» молекул може бути запущена різними способами. Якщо згадати алкідні емалі, то затвердіння плівок відбувається в результаті реакції з киснем. У меламіноалкідних матеріалах («синтетика») реакція запускається при нагріванні.

Затвердіння внаслідок окислення киснем (алкідні емалі)

Плівки сучасних акрилових емалей та лаків затверджуються в результаті реакції з затверджувачем, який додається до матеріалу безпосередньо перед застосуванням.

Затвердіння в результаті реакції з затверджувачем (акрилові матеріали)

Матеріали, що складаються із двох частин, які змішуються перед застосуванням, називаються двокомпонетними (2K). У лакофарбовій термінології стосовно них можна також зустріти термін «двохупакувальні» (бо поставляються у двох упаковках). І навпаки — матеріали, що випускаються в одній упаковці, прийнято називати однокомпонентними (1K). Неможливо в стислій статті розглянути всі нюанси, пов'язані з автоемалями. За кадром залишилися їхні фізико-хімічні властивості, а також переваги та недоліки тих чи інших видів. До цих питань ми повернемось у наступній статті.

Автомобільні емалі та фарби

В підсумку скажу, що сучасні автомобільні емалі та фарби – це складні багатокомпонентні системи, які не лише надають автомобілю естетичний вигляд, але й забезпечують тривалий захист кузова від корозії, механічних пошкоджень та агресивних впливів довкілля. На відміну від звичайних фарб, автомобільні емалі містять спеціальні добавки, що підвищують їх міцність, еластичність та стійкість до УФ-випромінювання.

Сучасні виробники пропонують спеціалізовані рішення для різних потреб – від локального ремонту до повного перефарбування. Використання якісних матеріалів і дотримання технології дозволяє отримати результат, який не поступається заводському покриттю за якістю та довговічністю.

Хочете дізнатися більше про конкретні марки емалей або отримати професійну консультацію? Наші фахівці завжди готові допомогти з вибором оптимального рішення для вашого автомобіля.