Vývoj epoxidových barev na konstrukce

Vývoj byl zaměřen na zlepšení korozních vlastností a zlepšení odolnosti vlivem povětrnostních vlivů a přímého UV záření, kde dochází ke ztrátě lesku a křídování, což ale nezhorší vysoké ochranné vlastnosti nátěru.

Nátěrová hmota vyvinutá společností Colorlak je směs středněmolekulární epoxidové pryskyřice obsahující bisfenol A. Jako antikorozní pigment byl zvolen zinkfosfát. Pro zlepšení odolnosti vůči UV záření byly použity UV absorbéry. Zbylou část tvoří plniva a aditiva.

Vzhledem k tomu, že jde o dvousložkovou nátěrovou hmotu, bylo použito vysokoviskózní tužidlo polyamidového typu.

Jedná se o chemickou reakci, kde se převádějí nízkomolekulární tavitelné epoxidové monomery a oligomery na nerozpustné polymery, které mají převážně trojrozměrnou strukturu. Tímto procesem získávají epoxidy své jedinečné vlastnosti, mezi něž patří například mechanická pevnost, tepelná odolnost, pružnost a chemická odolnost.

Vytvrzování se provádí pomocí tzv. tvrdidel (tužidel), která jsou schopna reagovat s epoxidovými, popřípadě s hydroxylovými skupinami přítomnými v pryskyřici, a dochází k tzv. síťování epoxidu.

Mezi nejčastější tvrdidla řadíme tvrdidla polyaminového, polyamidového a polyaminoamidového typu.

Jednovrstvá antikorozní dvousložková nátěrová hmota byla připravena v odstínu RAL 2008. Sušina zkoušené nátěrové hmoty (obsah netěkavých látek při 135° C za 2 h) byla 68,9 %. Hustota měřená ponorem Gamma koule byla 1,451 g.cm-3.

Tvrdost kyvadlem (tlumením kyvadla Persoz, sklo = 100 %, hodnoty po 1, 7 a 21 dnech) měla vzestupnou tendenci, kdy z hodnoty 18,7 % vzrostla na 53,6 %. Tyto hodnoty poukazují na vlastnost epoxidů, kde dochází k postupnému vytvrzení.

Dalším důležitým ukazatelem zejména pro manipulaci je doba zasychání, kde se měří povrchové zasychání (odolnost proti prachu – stupeň 1 a manipulovatelnost – stupeň 4). Do stupně 1 zaschla barva za 24 minut, do stupně 4 za 6 hodin.

Mechanické vlastnosti se měří odolností úderu na nátěr a na plech padajícím závažím 1 kg na nátěr po 1, 7 a 21 dnech. Hodnoty měly klesající tendenci, a to proto, že důsledkem vytvrzování dochází ke ztrátě elasticity a nátěrová hmota křehne. V našem případě byla odolnost měřena na nátěr/plech, po prvním dnu byly hodnoty 90/<5, po 21 dnech tyto hodnoty klesly na 50/<5, což je stále výborný výsledek. Barva si tedy zachovává své elastické vlastnosti i po vytvrzení.

Další zkušební metodou pro zjištění mechanických vlastností je vláčnost, která se měří ohybem nátěru na křídovém papíru. Po 1. dnu byla tato hodnota 1 mm, 21. den klesla vláčnost na 8 mm. I tato hodnota poukazuje na velmi dobré elastické vlastnosti NH.

Pro epoxidy je důležitá přilnavost, která se měří pomocí mřížkové zkoušky. Po 21 dnech měla barva stupeň 0. (Stupeň 0 – řezy jsou zcela hladké bez známek poškození, stupeň 5 – plocha mřížky je poškozena více než z 65 %.

Pro aplikační zkoušky je u epoxidů významná doba zpracovatelnosti, tedy schopnost tečení. U tohoto epoxidu byla naměřená doba zpracovatelnosti 8 hodin, to znamená, že po natužení a naředění do aplikačního stavu lze s takto připravenou směsí pracovat až 8 hodin.

Důležitou roli v rámci zkoušení UV odolnosti je ΔE – změna barevného odstínu (CIELAB) po 480 hodinách urychleného povětrnostního stárnutí v přístroji QUV-panel a lesk, který byl měřen s geometrií 60°.

Nátěrový systém byl aplikován nízkotlakou vzduchovou pistolí na ocelové panely o rozměru 150 x 100 x 1 mm podle ISO 1514. Povrch byl odmaštěn acetonem, obroušen vibrační bruskou (zrnitost 80) a po obroušení znovu očištěn acetonem. Nástřik byl proveden hmotnostně, tak, aby výsledná tloušťka suchého filmu byla kolem 100–120 µm. Po nástřiku byl epoxid kondicionován 21 dní při teplotě 15 ± 5 °C. Bylo testováno celkem 6 vzorků s nátěrovým systémem – 3 ks vzorků bez řezu, 3 ks vzorků s řezem provedeným podle ČSN ISO 7253.

Doba expozice v solné mlze u vzorků 2D, 2E, 2F byla 500 hodin, 1 000 hodin v solné mlze byly vystaveny vzorky 2D, 2F a 1 100 hodin strávily vzorky 1A, 1B, 1C v kondenzační komoře.

NH po 1 000 hodinách v solné mlze

Vyhodnocení korozních projevů po zkoušce bylo uskutečněno podle normy ISO 2409 Nátěrové hmoty mřížková zkouška, ISO 4628 část 2 až 5: Nátěrové hmoty – Hodnocení degradace nátěrů, ISO 7253: Nátěrové hmoty – Stanovení odolnosti v neutrální solné mlze a ISO 12944-6: Nátěrové hmoty – Protikorozní ochrana ocelových konstrukcí ochrannými nátěrovými systémy

Výsledky korozních testů výrazně ovlivňuje tloušťka nátěrového filmu (průměrná DFT), proto byly měřeny hodnoty na pěti místech. U plechu 1A se tyto hodnoty pohybovaly v rozmezí 115–125 µm, u plechu 1B 124–127 µm, plech 1C vykazoval hodnoty od 111 do 121 µm a v případě vzorků do solné mlhy se tloušťky pohybovaly u vzorků 2D, 2E a 2F v rozmezí od 111 µm do 129 µm

Tab. 1. Solná komora 500 hodin, 1 000 hodin

Tab. 2. Kondenzační komora 1 100 hodin

Obecně mají epoxidy nízkou odolnost vůči UV záření, a to díky epoxidové pryskyřici, která vlivem UV záření degraduje. Dochází ke ztrátě lesku a křídování, což však nezhorší vysoké ochranné vlastnosti nátěru. Tento antikorozní nátěr nelze použít v průmyslu, kde jsou výrobky UV záření vystaveny neustále. Proto byl vývoj zaměřen na zmírnění degradace epoxidu UV zářením na konstrukce, kde není kladen důraz na UV odolnost, neboť hlavní funkce nátěrové hmoty není estetická, ale především ochranná. Pro srovnání jsou v tabulce 3 uvedeny také hodnoty pro jednovrstvé syntetické nátěrové hmoty.

Tab. 3. Odolnost QUV pro jednovrstvou dvousložkovou NH

Tab. 4. Odolnost QUV pro jednovrstvou syntetickou NH

Jednovrstvá antikorozní dvousložková nátěrová hmota je ideálním řešením jako nátěr na konstrukce, která plní funkci základní NH a zároveň i vrchní barvy v různém barevném provedení. Použití UV absorbérů příznivě ovlivňuje odolnost UV záření.

Jednovrstvá antikorozní dvousložková nátěrová hmota má výborné korozní vlastnosti, odolnost proti chemikáliím, lze ji aplikovat na litinu, ocel i zoxidovaný zinek. Způsob aplikace může být nízkotlakým stříkáním, vysokotlakým stříkáním, válečkem nebo štětkou. Mezi další výhody patří aplikace při nižších teplotách (pouze v případě použití vhodného tužidla).

Do textu jsou přidány výsledky zkoušek na QUV panelu syntetických jednovrstvých barev určených jak pro malospotřebitele, tak pro průmysl. Na základě výsledků korozních testů a výsledků z QUV lze konstatovat, že jednovrstvé epoxidové nátěrové hmoty, o nichž se uvádí v literatuře, že je nelze použít do venkovních prostor, jsou daleko více odolné vůči korozi než syntetické NH a mají lepší nebo srovnatelnou odolnost UV záření s některými typy jednovrstvých syntetických NH.

Jednovrstvá antikorozní dvousložková nátěrová hmota je dodávána na tuzemský i zahraniční trh a slouží například jako NH pro zemědělskou techniku (traktorové kontejnery) na traktorové lžíce nebo na odpadní kontejnery. Epoxidové jednovrstvé nátěrové hmoty nemají plnit funkci estetickou, ale ochrannou.

Výsledkem tohoto výzkumu bylo uvedení jednovrstvé epoxidové dvousložkové nátěrové hmoty na průmyslový trh.

Colorlak

Ing. Tomáš Vavřík

vavrik@colorlak.cz

www.colorlak.cz

Uložit