Автомойки и детейлинг-центры активно используют “жидкие стекла” и “керамики” для защиты кузова автомобилей. Искусная работа и качественные материалы дают хороший результат. Клиенты с удовольствием заказывают такие покрытия, а мастера и автокомплекс прилично зарабатывают. Для 99% детейлинг-центров это основная услуга.
“Жидкое стекло” (ЖС) — это вид защитных составов для лакокрасочных покрытий (ЛКП). Обработанная ЖС поверхность приобретает блеск, стойкость к повреждениям, способность легко очищаться и другие полезные свойства.
Так сложилось, что производители и потребители называют “жидким стеклом” составы с заявленной твердостью 7H по шкале Мооса, а “керамикой” — 9H. На самом деле, основа у этих составов одна, а стойкость и прочность покрытия повышают, добавляя дополнительные компоненты. С точки зрения химика, значимой разницы между “стеклом” и “керамикой” нет: усовершенствовали стекло — назвали его керамикой. Стекла нового поколения будут лучше, чем керамики предыдущего, и эта игра слов будет продолжаться.
Из чего делают
Основу ЖС составляют силиконовые полимеры: модифицированные полисилоксаны и полисилазаны, либо их комбинации. Другие полимеры не используют, т.к. они не отвечают специальным требованиям.
Полимерная пленка должна быть прочной, эластичной и хорошо пропускать свет
Полимерная пленка должна быть прочной, эластичной и хорошо пропускать свет. Полимеризация (“сшивка” полимера, образование единой цепочки из звеньев) должна происходить продольно и поперечно — в этом случае образуется прочная сетчатая структура покрытия. Полимер не должен вступать в реакцию с материалами ЛКП — сцепление происходит за счет сил взаимного электростатического притяжения.
Часто говорят, что основой “жидкого стекла” служит диоксид кремния (SiO2). Это не так. В готовых продуктах диоксид кремния присутствует не всегда — только как добавка. Если мы говорим о полимере, то не в виде SiO2.
Основа полимера (“скелет”, ствол) образована общей для всех силиконов полисилоксановой цепью, которая состоит из чередующихся атомов кремния и кислорода: Si-O-Si-O-Si…O-Si. Такие полимеры называются силоксанами — от слов СИЛициум (кремний) и ОКСигениум (кислород). Если вместо кислорода находится азот, то такой полимер называют СИЛАЗаном.
От основной цепи, как правило, идут ответвления. Они содержат атомы, отличные от атомов, которые входят в состав скелета. Их называют гетероатомами. Ответвления бывают разные по длине и составу “висящих” на них гетероатомов. Совокупность гетероатомов с видом основной цепи обусловливает различие свойств полимеров. Таким образом, полимеров бывает огромное количество, и все они обладают индивидуальными свойствами.
Часто в “жидкие стекла” добавляют дополнительные компоненты в виде частиц размером 10-9 метров (наночастицы). Обычно это оксиды и карбиды кварца, реже — бора и алюминия. Они увеличивают стойкость покрытия и улучшают его оптические свойства.
Как наносят
Алгоритм нанесения для всех покрытий одинаковый: распределение, закрепление и полимеризация.
Распределение. Способ и техника распределения состава на поверхности ЛКП зависит от конкретного продукта. Обычно “жидкое стекло” наносят аппликатором. Иногда используют аэрограф. Индивидуальные особенности работы с покрытием производитель указывает в инструкции.
Закрепление. На этом этапе происходит адгезия — образование межмолекулярных связей “стекла” и лакокрасочного покрытия за счет сил взаимного электростатического притяжения.
Полимеризация. Инициируется разными факторами — от ультрафиолетового или инфракрасного излучения до специальных отвердителей (полимеризаторов) или воды. Предпочтительный способ отверждения зависит от основы полимера. Производитель указывает его в инструкции.
Что получается
После отверждения полимера образуется пленка толщиной от нескольких нано- до нескольких микрометров, с высокими защитными и оптическими свойствами...
Стойкость к царапинам. Покрытие обладает стойкостью к царапинам и истиранию. Вряд ли оно защитит от гвоздя или толстой ветки. Но от мелких царапин и потертостей ЖС защищает надежно. Это происходит за счет твердости покрытия и уменьшения силы трения скольжения: царапающие предметы и абразивные частицы скользят по поверхности как по смазке.
Защита от химического воздействия. Покрытие защищает поверхность от атмосферного и биологического воздействия: птичий помет, клей от почек, кислотные дожди или снег разрушают ЛКП, а солнечный свет способствует его выгоранию.
Оптические свойства. Покрытие имеет высокий показатель преломления, высокие прозрачность и дисперсию показателя преломления. Как следствие — высокий блеск.
Покрытие придает ЛКП типа “металлик” эффект глубины цвета. Это происходит за счет увеличения пропускания до 98-99% света через слой прозрачного лака путем уменьшения отраженного от поверхности лака светового потока. Проще говоря, покрытие хорошо проводит свет, отражая ничтожную его часть. Для формирования такого слоя применяют фторпроизводные полисилазаны с асимметрично расположенными молекулами. Вот она — причина использования многослойных покрытий — “пирогов”.
Гидрофобность и гидрофильность. Эти свойства определяет природа и строение полимера. А выбор зависит от поставленных задач.
Гидрофобность — это свойство молекул “избегать” контакта с водой. Гидрофобная поверхность обладает высоким значением краевого угла смачивания. Вода собирается в капли и скатывается вместе с грязью. Машина дольше остается чистой.
Бывают покрытия, которые делают поверхность не гидрофобной, а гидрофильной. В этом случае вода стремится распределиться единой пленкой по всей поверхности ЛКП. Она испаряется равномерно и не оставляет разводов от высохших капель.
Стойкость к загрязнениям. Покрытие имеет низкую шероховатость Это осложняет адгезию (прилипание) загрязнений.
Антистатичность. Материал покрытия имеет низкое удельное объемное сопротивление, т.е. пыль не притягивается электростатически. Пыль садится, но так же легко и слетает.
Почему составы дорогие
Пузырек хорошего “жидкого стекла” стоит 5, 10 и больше тысяч рублей. Всех интересует — почему!
Производство силиконов — сравнительно молодая технология. Сырье для производства силиконов менее доступно, чем, например, полимеры на основе углеводородов. Поэтому силиконы более дорогие, чем их «углеродные собратья».
Модифицированные силиконовые полимеры — вообще относительно новая область производства. Компаний-производителей таких веществ — единицы на весь мир: Merck (Германия), DNF (Ю. Корея), Kion (США).