Témata
Reklama

Vývoj epoxidových barev na konstrukce

Trendem dnešní doby je snižování nákladů na nátěrové systémy na konstrukce. Tyto systémy jsou ve většině případů složeny ze základní nátěrové hmoty (NH) epoxidového typu a vrchního polyuretanového emailu. V rámci úspory nákladů byla vyvinuta NH, která plní funkci obou těchto nátěrových hmot, to znamená, že má antikorozní vlastnosti, splňuje funkci vrchní NH a je možné ji aplikovat pouze v jedné vrstvě.

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.

Reklama
Reklama

Složení nátěrové hmoty

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.

Vytvrzování epoxidové pryskyřice

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.

Hodnocení NH podle zkušebních metod

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°.

Foto měření odolností QUV po 480 hodinách

Korozní testy v solné mlze a odolnost proti vlhkosti

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

NH po 1 100 hodinách v kondenzační komoře

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

Tab. 2. Kondenzační komora 1 100 hodin

Odolnost QUV za použití UV absorbérů pro vyšší odolnost

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

Závěr

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

Reklama
Související články
Ako zvýšiť kvalitu povrchových úprav

Dokonale čistý a odmastený povrch dielov je základnou črtou pre všetky povrchové úpravy, ktorý má veľký vplyv na výslednú kvalitu produktu. Predovšetkým rôzne spôsoby nanášania kovov si vyžadujú starostlivú prípravu povrchu, aby sa zabránilo vzniku škvŕn, ktoré vznikajú v dôsledku povrchovej kontaminácie počas tvárnenia kovov.

Stříkání a lakování - trendy jsou nepochybné

Nutnost zvyšovat technicko-ekonomickou úroveň firmy je na denním pořádku. Inovace zvyšují podnikovou konkurenceschopnost, kterou lze spatřovat zejména ve flexibilitě, tvorbě přidané hodnoty, efektivnosti a kvalitě. Také v oboru povrchových úprav je trendem automatizace a robotizace.

Komplexní způsob kontroly procesu odmaštění

Článek pojednává o možnostech komplexní kontroly procesu odmaštění v průmyslových aplikacích, tj. především o možnostech kontroly stavu povrchu výrobků před procesem odmaštění a po něm a o kontrole stavu odmašťovacích kapalin pomocí UV-VIS spektroskopie.

Související články
Předúprava oceli nízkoteplotním plazmatem pro zvýšení pevnosti lepeného spoje

V příspěvku jsou shrnuty výsledky výzkumu vlivu plazmochemické předúpravy vzorků oceli DC01 na výslednou pevnost lepeného spoje. Pro předúpravu povrchu vzorků oceli byla použita RF štěrbinová tryska generující plazma. Jako pracovní plyn byl použit argon a argon v kombinacích s dusíkem nebo kyslíkem. Vliv plazmové předúpravy na povrch oceli byl vyhodnocen pomocí měření kontaktních úhlů a výpočtu volné povrchové energie. Po slepení vzorků oceli pomocí běžně užívaného lepidla Weicon Flex 310M HT200 byly testovány výsledné vlastnosti lepeného spoje pomocí standardních mechanických odtrhových testů podle ČSN EN 1465.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Finesy antikorozních úprav do extrémních podmínek

Není asi náročnější zakázky na povrchové antikorozní ochrany než konstrukce pro extrémní klimatické podmínky, jako je střídání abnormálních teplot a slané prostředí. To je totiž ta pravá „ochranářská“ maturita. Mají-li se v těchto podmínkách chránit nadrozměrné konstrukce, není mnoho firem, které si na to troufnou. Před takovým dilematem stáli nepochybně investoři a realizační firmy při stavbě ve své době největší výletní lodě Queen Mary II a těžaři při konstrukci zřejmě nejseverněji umístěné naftové těžební plošiny Goliat v Barentsově moři. Jejich volba firmy realizující protikorozní úpravy padla na vlašimský Metalkov.

Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Kompozitní povlaky jako možná náhrada za povlaky na bázi CrIV

Tento příspěvek se týká oblasti povrchových úprav, zejména elektrolyticky vyloučených kovových povlaků, a to způsobu vytvoření kompozitní povrchové úpravy na bázi niklu s vysokou odolností proti opotřebení. Výsledkem provedeného výzkumu je technologický postup závěsového pokovení pro nový kompozitní povlak NiP-XLS, který by mohl nahradit povlaky na bázi CrIV.

Šetrné a účinné čištění těžko dostupných míst

Klasické postupy čištění ve vodě se dostávají na hranice svých možností, když jde například o kapilární struktury nebo komplexní geometrie. Za takové situace se nově na scénu dostávají tzv. CNP technologie (Cyclic Nucleation Process). Tato technologie pracuje na principu cyklické nukleace (tvorby krystalových zárodků z přesycených roztoků).

Zvýšení procesní spolehlivosti čištěním

Společnost BUPI Golser je světovou špičkou ve výrobě zařízení pro průmyslové čištění obrobků a transportních nosičů. Čisticí zařízení BUPI Cleaner jsou známá díky svým vynikajícím výsledkům čištění, kterých dosahují při vysoké hospodárnosti, energetické účinnosti a šetrnosti ke zdrojům. Vyráběna jsou v sídle společnosti BUPI Golser Maschinenbau v Halleinu u Salcburku. O zákazníky z České republiky a Slovenska pečuje od roku 2017 brněnská společnost Imtos.

Zvýšení výkonu u tribo stříkání

Stříkání práškových barev systémem tribo je založeno na fyzikálních principech, které do značné míry určují výsledné parametry stříkacího zařízení. Výrobce stříkacích pistolí je postaven před úkol navrhnout optimální konstrukci, která bude poskytovat nejlepší možný výstup, jakým je dostatečně nabitý prášek, který vystupuje v požadovaném množství a s použitelnou rychlostí z ústí nabíjecí trubice. Jak název napovídá, nabíjení prášku tribo je založeno na principu tření.

Předúpravy povrchů velkorozměrných ocelových konstrukcí

V letech 2014 až 2016 budovala jako generální dodavatel firma S.A.F. Praha, spol. s r. o., technologická zařízení pro mechanické předúpravy povrchu, odmašťování a termické nástřiky ve výrobním závodě polské firmy Famet v blízkosti města Opole. Investor a uživatel vyrábí zařízení pro energetiku, plynárenský a ropný průmysl, jejichž součástí jsou velké ocelové svařence s hmotností do 250 tun.

Zvýšení odolnosti polymerních nátěrů pomocí nano/mikrogelů

Polymerní nátěrové hmoty aplikované na výrobcích plní různé funkce, nejčastěji estetickou a ochrannou. Moderní typy nátěrových hmot by měly tyto funkce kombinovat a rovněž i vyhovovat stále se zpřísňující chemické legislativě a požadavkům kladeným na ochranu životního prostředí a pracovních potřeb. Přirozeným důsledkem je neustálá potřeba vyvíjet a zavádět nové sofistikované formulace nátěrových hmot, a to jak v oblasti rozpouštědlových, tak i vodouředitelných nátěrových hmot.

Nový druh maskování pro metrické šrouby

Do současné doby bylo k dispozici pro maskování vnějších závitů několik druhů krytek, které jsou sice levné, ale mají spoustu nevýhod.

Otěruvzdornost povlaků žárového zinku s přídavkem cínu

Žárové zinkování ponorem představuje jeden z nejrozšířenějších způsobů ochrany ocelových materiálů kovovými povlaky. Životnost takto zhotovených povlaků je v běžném prostředí více než 50 let, a proto nevyžadují údržbu. Vlastnosti zinkového povlaku lze navíc podle použití částečně ovlivňovat přídavkem některých prvků do oceli nebo zinkové lázně. V rámci výzkumu na Ústavu strojírenské technologie ČVUT v Praze bylo cílem zhodnotit odolnost proti otěru zinkového povlaku v závislosti na obsahu cínu v zinkové tavenině.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit