Процессы, приводящие к пленкообразованию: испарение растворителей, химические превращения. Физико-химические основы процессов отверждения. Контроль стадий отверждения.

Процесс испарения растворителей можно разделить на три стадии. В стадии 1 происходит испарение растворителей из жидкой пленки как со свободной поверхности, контролируемое поверхностными явле­ниями. В этой стадии происходит интенсивное удаление летучих раство­рителей и уменьшение толщины покрытия от начальной. Быстро нарастает вязкость лака сначала в поверхностном слое, а затем во всей толще покрытия. Скорость испарения растворителей зависит прежде всего от давления паров растворителя и температуры. Применяют в основном смеси растворителей, у которых давление паров и испаряемость каждого растворителя пропорциональны моляр­ной доле этого растворителя в смеси. Следует также учитывать, что для растворов пленкообразователей в смеси растворителей давление пара понижается пропорционально концентрации раствора и не зависит от химической природы растворенного вещества. Вторая стадия (II) начинается с момента образования тонкой поверх­ностной пленки геля. Практически это совпадает с моментом начала высыхания покрытия от пыли. Вторая стадия испарения обычно начи­нается при содержании растворителя в пленке 5 ... 15 %.С образованием пленки геля резко уменьшается скорость испарения растворителей, в гелеобразное состояние постепенно переходит весь слой лака. Скорость улетучивания растворителей на этой стадии опре­деляется внутренней диффузией. Вследствие односторонней диффузии в пленке лака наблюдается определенный градиент концентрации раст­ворителя по толщине: его содержание возрастает от поверхности покры­тия к подложке. Уменьшение толщины покрытия сопровождается деформированием его поверхности. Так как абсолютная величина усадки покрытия пропор­циональна его толщине, происходит как бы втягивание покрытия в углубления подложки. Возникающие усадочные напряжения пока незна­чительны по величине, так как релаксационные процессы способствуют их уменьшению и тем большему, чем медленнее протекает отверждение материал. В третьей стадии (III) происходит дальнейшее очень медленное испа­рение растворителей из неподвижной твердеющей пленки. Так же мед­ленно сокращается толщина лакокрасочного покрытия до конечной толщины h и продолжается втягивание его в углубления подложки. Наблюдается нарастание усадочных напряжений в покрытии в связи с потерей им пластичности. Лакокрасочное покрытие переходит в стекло­образное состояние, хотя в нем еще длительное время удерживаются остатки части растворителей (в основном высоко- и среднекипящих).

 26