Качество красок

Под контролем (проверкой) качества ЛКМ понимается полный анализ сырья, полуготовой продукции и готовых материалов на их соответствие утвержденным допустимым нормам. Их устанавливают по следующим нормативным документам:

• государственные стандарты,
• отраслевые стандарты,
• технические условия.

Главной причиной ужесточения контроля качества в некоторых странах, где широко развита промышленность по изготовлению различных типов лаков и красок является забота об окружающей природе и здоровье людей постоянно работающих с ЛКМ.

Основы контроля и испытаний

Сырье и полуготовые ЛКМ подвергаются обязательному контролю качества, а иногда и проходят ряд определенных испытаний. Это касается сырья и полупродуктов не только приобретенных от поставщиков, но и изготавливаемых на предприятии самостоятельно. Контроль качества важно соблюдать на каждом этапе производственного процесса, и осуществляется он пофазно.

Токсичность краски

Во многих развитых странах требования качества претерпели существенные изменения, важную роль в них играет сокращение использования токсичных соединений в составе ЛКМ. В РФ контроль качества осуществляется на основе утверждения норм по максимальному содержанию вредных элементов в атмосфере, воде и так далее. Сейчас больше всего от лакокрасочных отходов страдают природные водоемы и моря, так как каждый год в них сбрасывается огромное количество токсичных веществ.

Можно выделить несколько основных вариантов решения проблем по защите водной среды:

• увеличение производства нового вида нетоксичных лакокрасочных материалов для всех сфер промышленности;
• уменьшение количества сточных вод, выбрасываемых в природные водоемы благодаря усовершенствованию методологий и рецептур применения воды во время производственного цикла изготовления ЛКМ;
• создание новых антикоррозийных ЛКМ, позволяющих заменить токсичные материалы, использующиеся в промышленности для защиты металлических покрытий;
• разработка физико-химических технологий по очистки стоков от вредных токсичных веществ и внедрение их в лакокрасочную промышленность;
• создание нового оборудования для очистительных работ по устранению лакокрасочных отходов, его полная механизация и автоматизация.

Использующийся метод ликвидации опасных лакокрасочных отходов зависит от количества их концентрации и степени вредности для экологии и здоровья людей. Это может быть физическая обработка, химическая, термическая, биологическая, хранение в специально оборудованных конструкциях, захоронение под землей или в море и так далее. К методу сжигания отходов промышленного лакокрасочного производства следует относиться особенно осторожно, так как здесь важна токсилогическая оценка продуктов горения, то есть насколько пары, выделяемые лакокрасочными отходами безопасны для окружающих и экологии.

Таблица. Классы токсичности (опасности) химических веществ по ГОСТ.

Показатель Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.	Классы токсичности
	I (чрезвычайно опасные)	II (высоко опасные)	III (умеренно опасные)	IV (мало опасные)
ЛД 50 (пероральная), мг/кг Летальная доза 50 = средняя смертельная доза =гибель половины подопытных животных	менее 15	15–150	151–5000	более 5000
ЛД 50 (кожная), мг/кг Летальная доза 50 = средняя смертельная доза =гибель половины подопытных животных	менее 100	100–500	501–2500	более 2500
ЛС 50 (в воздухе), мг/м3 Летальная концентрация 50 = средняя смертельная концентрация = гибель половины подопытных животных	менее 500	500–5000	5001–50000	более 50000
ПДК (в воздухе рабочей зоны), мг/м3 Предельно допустимая концентрация = Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе населенных мест - концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Существуют также: среднесуточная ПДК и максимальная разовая ПДК.	менее 0,1	0,1–1,0	1,0–10,0	более 10
КВИО Коэффициент возможности ингаляционного отравления= Отношение максимально достижимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20 °С к средней смертельной концентрации вещества для мышей	более 300	30–300	3–30	менее 3,0
Зона острого действия (Zac) Отношение средней смертельной концентрации вредного вещества к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций	менее 6,0	6–18	18–54	более 54
Зона хронического действия (Zch) Отношение минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций, к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей вредное действие в хроническом эксперименте по 4 ч, пять раз в неделю на протяжении не менее четырех месяцев	более 10	5–10	5–2,5	менее 2,5
Зона биологического действия (Zbl) Отношение величины средней смертельной дозы (или концентрации) яда к величине его порога хронического действия.	более 1000	100–1000	10–100	менее 10

Качество масляных красок

При изготовлении данных ЛКМ контроль проводится:

• во время термообработки (проверяют все загруженные компоненты, правильны ли их пропорции, соблюден ли температурный режим, верна ли вязкость основы);
• на стадии разбавления лаковой основы (проверяют температуру);
• в процессе типизации (проверяют насколько лак подходит выбранному типу ЛКМ по цвету, вязкости, скорости отвердевания);
• на стадии очистки.

Контроль качества для глифталевых и пентафталевых ЛКМ

Здесь контролирование качества осуществляется на всех тех же стадиях, что и за масляными и масляно-смоляными материалами, но помимо них за глифталевыми и пентафталевыми ЛКМ необходима дополнительная проверка на следующих стадиях:

• во время алкоголиза (в конце проверяют, растворяется ли лак в этиловом спирте);
• в процессе этерификации и упаривания.

Проверка качества при изготовлении эмали

Контроль качества здесь осуществляется на следующих стадиях:

• замес (проверяется однородность состава и его смачиваемость);
• перетир;
• типизация эмалевого состава (проверяют насколько он подходит выбранному типу ЛКМ по цвету, вязкости, скорости отвердевания);
• очистка (в конце проверяют внешнюю эстетичность и декоративность эмали).

Проверка качества водоэмульсионных красок

Водоэмульсионные краски проходят контроль качества по однородности состава, растворимости его компонентов. На наличие нелетучих веществ они проверяются еще при изготовлении водного раствора. Кроме того контролируется степень перетира состава, внешний вид и типизация конечного продукта.

Методы испытаний красок

Было выделено несколько основных методик испытания готовых и полуготовых ЛКМ, окрашенных покрытия и использующегося для производства материалов сырьевых ресурсов:

• физико-химические испытания (проверяется цвет, блеск, плотность, прозрачность, летучесть и прочее);
• физико-механические (проверяется износостойкость, эластичность и прочность пленки, адгезия и прочее);
• химические испытания (проверяется кислотность, зольность, состав на наличие ароматизаторов, летучих веществ, устойчивость к щелочно-химическим воздействиям);
• электрические испытания (проверяется сопротивляемость электричеству, устойчивость к электрическим воздействиям и прочее);
• атмосферные испытания (определяется, насколько материал устойчив к различным атмосферным воздействиям, как долго он прослужит при различных климатических условиях, устойчив ли он к растрескиванию и прочему);
• молярно-технические (проверяется, как быстро покрытие истирается, можно ли его шлифовать, полировать, легко ли наносится материал на разные виды покрытий и прочее);
• климатические (проверяется качество в ускоренных климатических условиях, например, в гидростатах).

Все перечисленные виды испытаний ЛКМ и покрытий, окрашенных ими, имеют свои стандарты качества, кроме последнего. Каждый из методов контроля качества по-своему уникален и популярен.

Наиболее популярные методы контроля качества

Наиболее популярным способом количественного и качественного контроля качества сырья и готовых лакокрасочных материалов является газожидкостная хроматография. Она позволяет проверить состав продукции на наличие растворителей, содержания основания, определить количество примесей в смолах и маслах. Значительное преимущество данный метод имеет в процессе разделения лакокрасочных смесей.

Полярографический метод наиболее оптимальный выбор при количественном и качественном электрохимическом анализе состава смол, пигментов или сточных вод.

Главными положительными сторонами данного метода являются:

• возможность провести полный и тщательный анализ нескольких веществ без их разложения на группы только из одной пробы;
• быстрота проверки;
• исключительная точность.

Кроме того популярностью пользуются и другие способы электрохимического анализа. Например, потенциометрия, титрование и другие.

Среди оптических методов можно выделить:

• рефрактометрию, 
• микроскопию, 
• парамагнитный резонанс, 
• нефелометрию.

В процессе контроля качества важно следить за токсичность и пожароопасностью ЛКМ. Первое свойство в основном обусловлено тем, что в составе лакокрасочных материалов есть органические растворители (например, ацетон или ксилот). Кроме этого в них содержится еще множество других токсичных веществ (формальдегид, фенол и так далее). Пожароопасность же в основном зависит от степени воспламеняемости, взрывоопасности ЛКМ.

Добиться лучшей защиты окружающей среды можно добиться путем использования малоотходных технологий при изготовлении лаков и красок, а также массовая переработка лакокрасочных отходов в готовый продукт, которые можно будет использовать для вторичного применения.

В качестве инженерно-технических способов решения снижения промышленных выбросов может быть:

• усовершенствование процесса нанесения лакокрасочных продуктов на поверхность;
• улучшение и достижение полной автоматизации технологий, применяющихся для изготовления ЛКМ;
• модернизация очистительного процесса при работе с лакокрасочными отходами.

Лучшими материалами, у которых никогда не будет проблем с прохождением контроля качества, являются ЛКМ не содержащие растворителей. А вот пленкообразующая основа у них может быть любой: полиэфирная, эпоксиакрилатная, уретанакрилатная. Главным достоинством таких материалов является то, что в процессе сушки растворители не испаряются, а значит, отсутствует выделению токсичных паров от них. Кроме того покрытие быстро отвердевает, обладает всеми необходимыми защитно-декоративными свойствами и такими ЛКМ можно окрашивать термочувствительные изделия.