Перечень требований, которые предъявляются к лакокрасочным материалам, применяемым в легковом
автомобилестроении, за последние десятилетия изменился мало. Такие материалы должны обеспечивать
надежную антикоррозионную защиту конструкции автомобиля при его эксплуатации; обладать хорошими
декоративными показателями в покрытии (блеск, розлив, цвет); быть устойчивыми к атмосферным,
химическим и механическим воздействиям; иметь возможно более низкую трудоемкость их нанесения. И лишь
одно из требований можно назвать сравнительно новым: лакокрасочные материалы должны быть
экологически возможно менее вредными как при их нанесении, так и при утилизации автомобиля.
Несколько больше изменилась номенклатура материалов, подвергаемых окраске: в ее состав, кроме
обычной кузовной стали, пластмасс и сталей с покрытиями, вошли, прежде всего, электрооцинкованные и
подвергнутые горячему цинкованию стали. Например,
в кузовах автомобилей семейства ВАЗ-2108 таких сталей было 7 %, а семейства ВАЗ-2110 — стало уже 50 %.
К числу новых материалов можно отнести также стали
с полимерным покрытием, к которым все чаще обращаются многие зарубежные производители легковых
автомобилей, алюминий (из него выполнен кузов автомобиля "Ауди-8"), различные виды пластмасс для
навесных кузовных деталей (полиэстерные стеклопластики, термопласты типа Норил СТХ и др.): из них
сегодня изготовляют передние крылья, заднюю откидную дверь, передние и задние бамперы и др. Однако
особенно большие изменения претерпели сами материалы и технологии их нанесения.
Так, основную роль антикоррозионной защиты
сейчас выполняет первичная грунтовка, наносимая методом электроосаждения (анофорез, катафорез).
Причем история ее развития очень хорошо прослеживается на опыте ВАЗа. Так, в 1970 г. здесь применяли
анафорезный грунт ФЛ-93 на основе резидрола ВА-105
(малеинизированное касторовое масло); с 1973 по
1977 гг. — тот же грунт, но уже на основе резидрола
ВА-133; с 1977 по 1985 гг. — анафорезный грунт на полибутадиеновой смоле (ВКЧ-0207);
с 2003 г. — двухкомпонентный на эпоксидных смолах, катафорезный грунт
фирмы "РРС-Гелиос". В итоге коррозионная стойкость грунтовых покрытий в камере солевого тумана
соответственно возрастала (96, 150, 275, 720 и 1500 ч).
Одновременно с повышением защитных свойств
грунтов решались и вопросы экологии: из состава
грунтов выводили тяжелые металлы (свинец, олово,
хроматы, стронций), снижались содержание в них органических летучих компонентов, а также температура
сушки покрытия. В итоге ныне применяемый двухкомпонентный катафорезный грунт не содержит в
своем составе тяжелых металлов, имеет низкое содержание летучих органических соединений и температуру
сушки 443 К (170 °С). Причем фирма "РРО-Хелиос"
обещает, что в ближайшее время она будет снижена
еще на 20-40 К.
Вторичные грунты в отношении предъявляемых к
ним требований так же мало изменились. Грунт должен
обладать хорошими выравнивающими свойствами,
стойкостью к сколам (ударам камней), высокой адгезией с нижними и верхними слоями лакокрасочных
материалов, идеальной поверхностью после отверждения, обеспечивать блеск эмалевому покрытию как
после его нанесения и отверждения, так и во время эксплуатации автомобиля, хорошо шлифоваться и т. д.
Однако удовлетворяются эти требования принципиально
новыми и разнообразными средствами. Например,
вторичных грунтов стало больше. Их типов тоже: их
изготовляют на основе полиэфирных меламиновых
связующих; модифицированных полиуретановых и
алкидно-меламиновых (все — блокированы изоционатами); водоразбавляемых полиуретан-меламиновых.
Наконец, в последние годы все большее распространение получают порошковые грунты из полиэфирных
и эпоксидных смол или полиэфиризоционатных акрилизоционатных смол. (ВАЗ отдает предпочтение
полиэфирным грунтам. Они, как показал опыт, наиболее
эффективны.)
Требования к материалам для окончательной окраски тоже, в общем-то, обычные: обеспечить высокие
эстетические качества покрытий, стойкость к атмосферным, химическим, механическим воздействиям в
период эксплуатации автомобиля и т. п. Но выполняют
их, естественно, на другом уровне. Для этого используют три вида эмалей — меламино-алкидные
однослойные, двухслойные металлизированные и водоразбавляемые. Правда, меламино-алкидные уже уходят в
прошлое, на ВАЗе они сохранялись лишь на автомобилях двух семейств — ВАЗ-2105 и ВАЗ-2108.
На остальных же (более новых) семействах используют двухслойные, которые включают базисные цветные эмали
(высокоиминный меламин, ацетобутират целлюлозы,
модифицированная акриловая смола, органические и
неорганические пигменты с хорошей атмосферостойкостью, алюминий, бронза, слюдяные пигменты,
добавки) и покрывной прозрачный лак. Таких эмалей
существует три группы. Это — металлизированные, в
составе которых есть алюминиевые частицы, придающие цветам характерный металлический оттенок;
перламутровые (мика), где вместо алюминиевых частиц
содержатся пигменты, придающие цветам характерный перламутровый эффект; пастельные, в которых
нет эффектных пигментов, а имеются цвета, аналогичные однослойным эмалям. На ВАЗе пока используют
только две первые группы, но в дальнейшем для окраски автомобилей ВАЗ-1118 предполагается внедрить
и третью их группу.
Технология нанесения этих двухслойных эмалей
одинаковая. Сначала наносится базисная эмаль, придающая системе цвет и эффект. После естественной
сушки в течение 3—5 мин наносится бесцветный лак.
Окончательная сушка — при 403—413К (130—140 °С).
Бесцветные лаки выполняют декоративные и защитные функции. Поэтому в их состав входят
высококачественные связующие на базе акриловых сополимеров, ППУ-смол, ультрафиолетовых абсорберов,
специальных добавок. Такие лаки либо одно-, либо
двухкомпонентные. Однако в большинстве случаев
используются однокомпонентные: они дают хороший
технический эффект и дешевле двухкомпонентных.
Тем не менее в последнее 3—5 лет все больше стали
применять лаки с добавкой молочных акриловых смол,
которые позволяют увеличить сухой остаток, т. е. получить лучшие декоративные показатели при их нанесении в один слой.
К недостаткам двухкомпонентных лаков следует отнести не только их более высокую стоимость, но и то,
что для них необходимо специальное дорогостоящее
оборудование, обеспечивающее их приготовление и
распыление.
Большинство перечисленных выше лакокрасочных
материалов имеют, к сожалению, общий недостаток:
их растворители — токсичные жидкости. Между тем
экологические требования к применяемым материалам, в том числе лакокрасочным, непрерывно
ужесточаются. Поэтому на смену даже очень хорошим грунтам, эмалям и лакам приходят водоразбавляемые
материалы. Такой переход в первую очередь происходит
с базисными эмалями. Почему — понятно: именно
они отличаются очень высоким выделением растворителей. Например, при традиционном нанесении
базовых лакокрасочных материалов выделяется 88 % растворителей, из грунтов — только 14 %. При других
способах нанесения (катафорез и т. п.) — меньше, но
все-таки много. И только водные растворы с точки
зрения экологии практически безвредны.
Однако проблем с водорастворимыми красками тоже пока еще много. К примеру, для их внедрения
приходится приобретать дорогостоящее оборудование, а их
применение требует соблюдения жестких режимов
распыления, относительной влажности и температуры
в окрасочной камере. Тем не менее тенденция очевидна. И в этой связи несомненный интерес представляет
работа, проводимая фирмой "Дюпон Хербертс", которую она называет "Водорастворимая базисная эмаль с
расширенными возможностями применения". Специалисты фирмы преследуют несколько целей. Во-первых,
чтобы в существующих цехах окраски переход на
водоразбавляемые эмали стал возможным без удлинения окрасочных камер; во-вторых, чтобы камеры
можно было использовать при расширенном диапазоне температур и влажности; в-третьих,
чтобы бесцветный лак можно было наносить на влажную базисную
эмаль. И надо сказать, что первые результаты уже есть.
Испытания таких эмалей закончены в техническом
центре в Вупертале (Германия), а также на окрасочных
линиях ФИАТа и "Форда".
Порошковые краски оправдали возлагаемые на них
экологические надежды. Например, фирма "Даймлер
Крайслер" в 1997 г. начала выпускать (производительность 40 авт./ч) новый автомобиль А-класса. При его
окраске применялась "смешанная" технология: две
операции (подготовка поверхности и нанесение катафорезного грунта) выполнялись традиционными
способами, а три (нанесение водоразбавляемого первого и
второго базовых слоев, а также бесцветного порошка) —
по-новому. Другие западные автозаводы идут по этому
же пути, хотя многие из них пока на окончательной
операции применяют все-таки бесцветный двухкомпонентный лак. Итог — резкое, порой на порядок,
снижение вредных выбросов в атмосферу.
Таким образом, основными тенденциями в развитии лакокрасочных материалов, предназначенных для
окраски серийных автомобилей, стали следующие:
уменьшение выделения органических растворителей в
воздушную и водную среду (экология); снижение затрат; повышение качества. ВАЗ с этой точки зрения —
не исключение.
|