Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ЭМАЛИ

ЭМАЛИ, 1) Тонкие стеклообразные покрытия (финифть, стеклоэмаль), наносимые на изделия из металлов и их сплавов и закрепляемые обжигом. Характеризуются высокой твердостью, коррозионной стойкостью, износо- и жаростойкостью. По назначению эмали подразделяют на техн. и художественные, по внешнему виду - на прозрачные и непрозрачные (тушеные), белые и цветные.
Технические эмали наносят на изделия из чугуна, стали, алюминия и сплавов легких металлов. Подразделяют на грунтовые и покровные. Грунтовые эмали, содержащие 50-60% SiO2, 2-8% А12О3, до 30% В2О3, 12-30% Na2О, 4-10% СаО и др. оксиды (до 10 наименований), наносят на изделия первым, грунтовым слоем, к-рый хорошо сцепляется с металлом. Для усиления сцепления с металлом вводят т. наз. оксиды сцепления - Со2Оз, Ni2O3, MoO3.
Покровные эмали, наносимые на грунтовые, подразделяют на непрозрачные (белые, окрашенные) и прозрачные (бесцв., окрашенные). Они содержат те же оксиды, что и грунтовые, и, кроме того, SnO2, Sb2O5, ZrO2, TiO2, фториды щелочных металлов, выполняющие роль глушителей (иногда эмали классифицируют именно по составу глушителей). В состав окрашенных эмалей входят также пигменты (оксиды Мn, Сu, Со, Сr, Ni), люминофоры и др.
Технология произ-ва эмалей включает: составление шихты, содержащей разл. стеклообразующие материалы (кварц, кварцевый песок, сода, поташ, мел, полевой шпат, глина, каолин, бура) и спец. добавки (см. выше); плавление шихты [для фриттованных (предварительно сплавленных) эмалей] при т-ре 1150-1450 °С до получения стеклянных гранул; размалывание гранул до получения пудры (помол без воды) или устойчивого шликера (помол с водой и смешивание со связующими компонентами). Устойчивый маловязкий шликер обычно содержит 30-40% по массе воды, 5-10% глины, 0,1-0,5% электролитов (сода и др.), огнеупорные наполнители, при необходимости, - 3-8% глушителей, 1-5% пигментов и орг. красителей. Нефтриттованные эмали получают размолом (без плавления) в воде исходных материалов.
Шликер или пудру наносят на предварительно подготовленную (обезжиренную, протравленную, очищенную песком) пов-сть металла погружением, обливом, пульверизацией, электростатич. напылением, электрофорезом и др. способами; пудру часто наносят напылением с помощью вибросит на пов-сть, нагретую до 600-800 °С. Изделия, покрытые грунтовой эмалью, сушат в конвейерной сушилке при 150-180 °С, после чего в два слоя наносят покровную эмаль. Каждый слой эмали обжигают отдельно в камерных, туннельных и др. печах.
В зависимости от исходного состава оксидов и т-ры обжига эмали бывают легко- и тугоплавкими, в зависимости от фазового состава покрытия - стеклообразными и стеклокристаллическими (ситаллизированными). Оптимальные т-ры обжига эмалей для изделий из чугуна и стали: грунтовых - 850-980 °С, покровных - 800-920 °С; из алюминия и его сплавов -530-580 °С; из благородных и цветных металлов -750-850 °С; из тугоплавких металлов и сплавов - до 1600 °С. Для получения качественных покрытий расплавленные эмали должны хорошо смачивать металл; при этом вязкость расплавленной эмали не должна превышать 100 Па x с, а величина ее поверхностного натяжения - 300 Н/м.
На изделия, обработка к-рых при высокой т-ре недопустима, эмали наносят дуговым или высокочастотным плазменным напылением (т-ра пов-сти не более 200 °С).
Продолжительность обжига покрытия 3-4 мин для мелких изделий и до 30-40 мин для крупных; обычная толщина эмали 0,07-0,02 мм, в случае толстостенных изделий хим. аппаратуры - до 1-2 мм (2-3 слоя грунтовой эмали и до 7 слоев покровной). Наличие большого кол-ва слоев способствует релаксации возникающих при охлаждении напряжений, обусловленных различием температурного коэф. линейного расширения эмалей и металлов. Во избежание образования дефектов эти напряжения не должны превышать 50-100 МПа для стеклообразных эмалей и 150-200 МПа для стеклокристаллических. Готовые покрытия иногда расписывают красками на основе окрашенных оксидов или солей металлов.
Техн. эмали предназначены для увеличения износостойкости разл. аппаратов в хим., пищевой и фармацевтич. пром-сти, эксплуатирующихся в агрессивных средах. Их наносят также на изделия бытового назначения (посуду, холодильники, санитарно-техн. и электроосветит. аппаратуру), нек-рые архитектурно-строительные облицовочные детали, дорожные знаки и пр.
Художественные эмали обычно наносят для украшения изделий из цветных и благородных металлов. Содержат обычно те же оксиды, что и техн. эмали. Толщина эмалевого покрытия обычно не превышает 0,01 мм. На ювелирные изделия эмалевые составы, в т. ч. многоцветные, накладывают вручную. В зависимости от техники наложения и закрепления эмали наз. выемчатыми, перегородчатыми, расписными, поливными, по рельефу, по скани и др.
Эмаль известна с глубокой древности (Др. Египет), в Византии в 10-12 вв. использовалась при художественных работах по золоту, на Руси известна с 11 в. Для покрытия изделий техн. назначения применяют с кон. 17 в.

Лит.: Локшин В. Я., Технология эмалирования металлических изделий, 2 изд., М., 1955; Технология эмали и эмалирования металлов, 2 изд., М., 1965; Аппен А. А., Температуроустойчивые неорганические покрытия, 2 изд., Л., 1976; Химическая технология стекла и ситаллов, под ред. Н. М. Павлушкина, М., 1983.

И.Я.Гузман.

2) Эмалевые краски (лаковые краски) - суспензии высокодисперсных пигментов и наполнителей в лаках. При нанесении на пов-сть образуют непрозрачную пленку, превращающуюся после высыхания в лакокрасочное покрытие, по внешн. виду напоминающее стеклообр. эмаль (см. выше).
По природе пленкообразующего в-ва (лака) различают эмали на основе алкидных, полиэфирных, феноло-альдегидных, перхлорвиниловых и эпоксидных смол, полиуретанов, полиакрилатов, нитратов целлюлозы, кремнийорг. олигомеров и др.
В качестве пигментов в эмалях используют цинковые, свинцовые и титановые белила, охру, литопон, сажу, сурик, оксиды Сг и Fe, орг. пигменты; в качестве наполнителей - тонкодисперсные порошки мела, слюды, талька, каолина, А12О3, ВаСО3 и др. Р-рителями (разбавителями) служат орг. в-ва, не вызывающие хим. превращений пленкообразователей и испаряющиеся в процессе высыхания, напр. спирты и моноэфиры гликолей - для феноло-формальдегидных смол, углеводороды - для алкидных смол и битумов, кетоны и сложные эфиры - для нитратов целлюлозы. Другие компоненты -пластификаторы, сиккативы, стабилизаторы, диспергаторы, ПАВ, матирующие добавки (напр., воски, А1-соли жирных к-т и к-т канифоли). При введении спец. добавок, напр, бентонита или тонкодисперсного SiO2, образуются обратимые коагуляционные (тиксотропные) структуры, благодаря к-рым эмали утрачивают текучесть и могут удерживаться на вертикальных пов-стях.
Получают эмали диспергированием (перетиром) тонкоизмельченных пигментов и наполнителей в пленкообразователе. Содержание сухого в-ва 25-60% по массе, отношение к кол-ву пленкообразователя от 3:1 до 5:1. Наносят эмали на специально подготовленную пов-сть или по грунтовкам валиком, кистью, распылением либо др. способами (см. Лакокрасочные покрытия)в неск. слоев (с сушкой каждого нанесенного слоя).
Формирование пленки эмали на пов-сти происходит как в результате испарения р-рителей при комнатной т-ре, так и в результате хим. взаимод. компонентов при разл., в т. ч. повышенных, т-рах. Так, напр., пленкоооразование эмалей на основе высыхающих алкидных смол происходит в результате окислит. полимеризации пленкообразователя, полиэфирных смол - в результате сополимеризации с мономерами, входящими в состав р-рителей, эпоксидных - в результате взаимод. с отвердителем, к-рый вводят в композицию непосредственно перед нанесением на пов-сть. Толщина эмалевых покрытий обычно не превышает 100 мкм, для тиксотропных эмалей -350 мкм.
Покрытия обладают удовлетворит. атмосферостойкостью (при правильном нанесении и сушке - до 4-6 лет), достаточно высокими декоративными св-вами, медленно набухают в воде. Применяют эмали для получения защитных и декоративных покрытий по металлу, дереву, пластмассе и др. материалам.

Лит.: Энциклопедия полимеров, т. 2, М., 1974, с. 10-30. См. также лит. при ст. Лакокрасочные покрытия.

Н. В. Майорова.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн