Projekt:
CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL
Vzdělávací program: VP19 Progresivní výrobní procesy ve firemní praxi – povrchové ochrany materiálů
Moduly vzdělávacího programu: M191 Barvy 3. tisíciletí - korozní inženýrství M192 Praktické ukázky předúpravy povrchů a úprav povrchů a ochrany materiálů v provozech Slováckých strojíren, a.s. M193 Praktické ukázky výroby barev ve firmě Rokospol a.s., závod Kaňovice M194 Praktické ukázky laboratoře pro výzkum a zkoušení barev pro automobilní průmysl a systém automatizovaného skladování barev ve firmě Rokospol a.s., závod Kaňovice
1
Obsah M191 Barvy 3. tisíciletí, korozní inženýrství ............................................................................................. 3
I. Úvod ...............................................................................................................................3 II. Koroze kovů ................................................................................................................4 III. Základní druhy povrchových úprav anorganickými a organickými povlaky .............5 IV. Příklady nanotechnologií v praxi ................................................................................5 V. Detoxy Color – barva 3. tisíciletí a nanotechnologie v praxi ....................................6 M192 Praktické ukázky předúpravy povrchů a úprav povrchů a ochrany materiálů v provozech Slováckých strojíren, a.s. (SUB, a.s.). ...................................................................................................... 14
I. II.
Povrchová úprava tryskáním - důvody jejího provádění ..........................................14 Základní postupy komplexní předúpravy povrchu ...................................................15
M193 Praktické ukázky výroby barev ve firmě Rokospol a.s. Kaňovice s.r.o......................................... 21
Mokré nátěrové hmoty ........................................................................................................21 I. NH fyzikálně zasychající ..........................................................................................22 II. NH chemicky vytvrzující ..........................................................................................24 M194 Praktické ukázky laboratoře pro výzkum a zkoušení barev pro automobilní průmysl a systém automatizovaného skladování barev ve firmě Rokospol a.s., závod Kaňovice ........................................ 30
2
M111 Barvy 3. tisíciletí - korozní inženýrství I.
Úvod
Velkým problémem současnosti je pokles odolnosti materiálů v důsledku koroze. Ztráty vyvolané korozí působí obrovské hospodářské ztráty a protikorozní ochrana vyžaduje nemalé částky ze státních prostředků. Jen v České republice dochází každý rok ke ztrátám korozí za cca 20 miliard Kč. Tento problém však není nic nového. Člověk se jím musel zabývat od těch nejstarších dob, kdy vyrobil první železný předmět a ten mu po čase zrezivěl, nebo vytvořil svou první nástěnnou malbu a ta mu po čase vybledla. Jedny z prvních kulturních výtvorů člověka, kde zhmotnil své myšlenky a představy, jsou nástěnné malby. Malby v jeskyních Altamira a Lascaux ve Španělsku a Francii dodnes můžeme obdivovat. Zejména malby v sixtinské kapli paleolitu, jak jeskyni Altamira říkají, jsou důkazem nejen oné kulturní schopnosti člověka zhmotnit své myšlenky, jeho manuelní zručnosti a hlavně, a to nás s ohledem na tuto práci nejvíce zajímá, jsou důkazem, že za určitých vnějších podmínek – působení povětrnostních a klimatických vlivů - zůstaly tyto malby téměř neporušené, že jejich životnost je opravdu uvedených neuvěřitelných 15 tisíc let. Tato dlouhodobá životnost byla umožněna díky ideálnímu mikroklimatu v této jeskyni-optimální teplotě, vlhkosti vzduchu, absenci UV záření, absenci korozních vlivů apod. Ze stejných důvodů můžeme dodneška obdivovat krásu barevných odstínů nástěnných maleb a hieroglyfů v podzemních hrobech v Údolí králů na západním břehu Nilu v egyptském Luxoru, jejichž stáří je vyšší než 3000 let. Co bychom dnes dali dnes za takové životnosti. V dnešních klimatických a korozních podmínkách jsou životnosti nátěrů v řádu roků, maximálně desítek let. Dodnes člověk problém s korozí proto intenzivně řeší a bohužel musíme konstatovat, že dodnes se mu ho nepodařilo zcela vyřešit. Když hovoříme o korozi, máme na mysli především znehodnocení materiálu. Toto znehodnocení je způsobeno chemickým nebo fyzikálně chemickým působením okolního prostředí. A nejde jen o korozi kovů, které si pod tímto pojmem nejčastěji představujeme, ale jde také o korozi zdiva, betonu, plastů, dřeva, kůže, textilu, papíru a jiných materiálů. Nejvýznamnější korozí však přesto zůstává koroze kovů. Kovy, jako materiály nejčastěji využívané pro svou pevnost a pružnost v nejrůznějších odvětvích lidské činnosti, jsou vystavovány při svém použití mnohdy velmi agresivnímu působení nejrůznějších kyselin, zásad, solí, organických chemikálií, plynů, vodních par, či dokonce tavenin. Všechny tyto vlivy působí na kovy velmi nepříznivě. K tomu, aby se korozi zabránilo, je nutné povrch kovu chránit. Nejrozsáhlejším způsobem ochrany proti atmosférickým vlivům je aplikace organických a anorganických povlaků, z nichž převládají zejména nátěrové hmoty. Cílem je získat vysoce efektivní antikorozní systém s nízkou cenou a nízkou toxicitou. Stupeň protikorozní ochrany nátěrových systémů závisí jak na pojivu, tak také na pigmentech, které doplňují ochrannou funkci pojiva a zajišťují estetickou stránku nátěru. Dá se říct, že hlavní složkou nátěrových hmot jsou pojiva a pigmenty a ty pak chrání kovový substrát přes čtyři mechanismy: zábrana, inhibice, soudržnost a elektrochemické efekty. Jako antikorozní pigmenty se označují práškové látky, nejčastěji anorganického charakteru, které po aplikaci do pojiv základních nátěrových hmot vykazují korozně-inhibiční účinky a omezují tak rychlost koroze kovového povrchu chráněného nátěrovým filmem. Antikorozní pigmenty patří do skupiny speciálních anorganických pigmentů. Mnoho pigmentů, které efektivně chrání před korozí, jako suřík, chroman, dusitany, jsou však toxické. Pro tento důvod musely být nahrazeny pigmenty šetrnými k životnímu prostředí. Začaly se používat fosforečnanové pigmenty nebo pigmenty s hliníkem nebo molybdenem. Obdobně u pojiv se dostávají do popředí především vodouředitelná pojiva, která na rozdíl od rozpouštědlových typů pojiv vyhovují zvyšujícím se přísným požadavkům kladeným na životní 3
prostředí. Při aplikaci nátěrových hmot, vyrobených z vodouředitelných pojiv, se však objevuje problém, který se v praxi, ale i v odborné literatuře, označuje termínem „blesková koroze“.
II.
Koroze kovů
Koroze - latinsky „ corode“ = rozkládat Ve své přirozené podobě se atomy kovů nejčastěji nacházejí v kovových rudách jako soli nebo kysličníky zmíněných kovů. Atom kovu v kovové rudě byl na nižší energetické úrovni, než bude po zpracování na čistý kov. Atomy s vysokou „nepřirozenou“ energetickou hladinou se pak usilují vrátit na nižší energetickou hladinu a toto je hlavním důvodem koroze. V případě oceli-železa jde o to, že kovové atomy železa (Fe) budou usilovat o nižší energetickou hladinu, přičemž budou uvolňovat kladné železné ionty (Fe ++) do okolí a záporné elektrony (e-) ponechají v oceli. Koroze je samovolně probíhající proces znehodnocování materiálu působením okolního prostředí. Reakce nebo děje, které jsou příčinnou korozního poškozování materiálu, jsou fyzikálně chemické povahy. Definice koroze je tak široká, že všechny tyto jevy není možno vystihnout jednotnou teorií. Je proto zvykem omezit se pouze na ty korozní pochody, kterým podléhají kovy. Korozi kovů je možno rozdělit do tří hlavních skupin: Elektrochemická koroze: Korozní pochody vyvolané roztoky elektrolytů (obvykle vodnými roztoky, ačkoliv může jít i o jiné roztoky, kde rozpuštěná látka je ionizovaná). Podstatou je zde elektrochemická oxidace kovu, která musí být doprovázena ekvivalentní redukcí jiných složek systému. Chemická koroze: Může jí být např. koroze kovů plyny, a to obvykle za zvýšené teploty. Typickými případy jsou oxidace kovů kyslíkem, černání stříbra působením sirovodíku atd. Teorie těchto pochodů používá podobných představ jako v předcházejícím případě, je však komplikována tím, že je nutno vzít v úvahu i defekty krystalové mřížky. Fyzikální koroze: Na rozdíl od předcházejících druhů nejde o oxidaci. Zde neexistuje dosud jednotící teorie. Tendenci ke korozi by ovšem bylo možno vyjádřit pomocí termodynamických pojmů, ale k tomu potřebná data nejsou zpravidla k dispozici. Je to např. koroze způsobena fyzikálním rozpouštěním železa roztaveným hliníkem. Z rámce elektrochemické teorie se rovněž vymykají některé pochody zhoršování vlastností kovů, které nelze dobře zařadit do předcházejících skupin, jako křehnutí oceli vodíkem (zvláště za vyšších teplot a tlaků). Koroze se vyjadřuje kvantitativně rychlostí koroze, což je váhové množství kovu zoxidované za jednotku času na jednotce povrchu. Tato rychlost se měří buď přímo (vážením kovu po odstranění zplodin koroze) nebo nepřímo (měřením množství zplodin koroze, např. kyslíku, dochází-li při korozi k jeho vylučování). Účinky koroze představují značné hospodářské ztráty a její výzkum je jedním z nejdůležitějších odvětví aplikované elektrochemie. Elektrochemický mechanismus koroze Elektrochemický mechanismus koroze probíhá při styku kovu s roztoky elektrolytů (v průmyslových aparaturách, na součástkách lodí, které jsou ve styku s mořskou vodou apod.). Podstatou korozních dějů při elektrochemické korozi jsou reakce mezi elektropozitivnějším a elektronegativnějším místem kovového povrchu.
4
Mechanismem elektrochemických reakcí korodují kovy nejčastěji v atmosféře, v půdě, v přírodních vodách a průmyslových atmosférách. Vždy se jedná o prostředí obsahující zvýšenou koncentraci vody buď ve formě kapalné, nebo ve formě vodní páry. Čistá voda je korozním prostředím pouze za zvýšených tlaků a teplot. Korozi však ovlivňují látky, které jsou ve vodě rozpuštěné, jako jsou rozpustné soli Cl-, SO42- nebo plyny O2, CO2. Pro uskutečnění koroze jako elektrochemického procesu je nutná přítomnost kovu, vodiče elektrického proudu (pokud je korodující látkou železo, funkci kovu a vodiče elektrického proudu plní tento prvek), elektrolytu (obyčejně jím bývá rozpustná sůl) a akceptoru elektronů (vodíkové kationty nebo rozpuštěný kyslík). Kovy, které jsou v porovnání s jinými méně náchylné uvolňovat elektrony, jsou nazývány ušlechtilé kovy. Naopak náchylnost uvolňovat elektrony – tj. korodovat, je vyjádřena umístěním materiálu v tzv. galvanické řadě.
Korozní reakce v sobě zahrnuje dvě dílčí elektrochemické reakce - anodickou a katodickou. Při anodické reakci, která je zdrojem elektronů, dochází k rozpouštění kovů.
III. -
Základní druhy povrchových úprav anorganickými a organickými povlaky
„mokré lakování“ organickými tekutými barvami „mokré lakování“ anorganickými tekutými barvami „suché lakování“ organickými práškovými barvami smaltování oplastování- nástřik roztaveného plastu na chráněný podklad metalizace –„šopování“ žárové zinkování (máčení v tavenině zinku) galvanické pokovování
IV.
Příklady nanotechnologií v praxi
V posledních třech desetiletích nastal prudký rozvoj nových materiálů unikátních vlastností. Vyrobily se úplně nové typy polymerů pro výrobu pojiv nátěrových hmot. Jsou to například polysiloxanová pojiva s unikátní odolností a UV stabilitou, či nové typy elektricky vodivých polymerů s obsahem korozně-inhibičního pigmentu polyanilinu, které mohou měnit svou strukturu v závislosti na odezvě okolního korozního prostředí. Nelze rovněž nevzpomenout 5
výskyt celé řady technologií třetího tisíciletí - nanotechnologií, které se objevily jak v oblasti výroby pojiv, tak i v oblasti přísad do barev. Zde můžeme uvést: - nanočástice zinkového antikorozního pigmentu - nanočástice stříbra - nanočástice titaničité běloby
V.
Detoxy Color – barva 3. tisíciletí a nanotechnologie v praxi
Bouřlivý celosvětový rozvoj průmyslové výroby za uplynulé století přinesl nejenom ohromné množství nových výrobků uspokojující naše denní potřeby ale také mnoho negativních vedlejších efektů. Mezi nejhůře odstranitelné vedlejší produkty lidské činnosti patří výfukové plyny aut, cigaretový kouř a zbytky organických rozpouštědel uvolněných z lepidel, nátěrových hmot a různých chemických procesů. Nacházejí se ve vzduchu všude kolem nás a ohrožují naše zdraví, aniž si to dostatečně uvědomujeme. Tento tzv. „chemický smog“ má proměnlivé složení a koncentraci dle místa výskytu a intenzity proudění vzduchu. Hlavně je ho ale nejvíc tam, kde je největší koncentrace lidí a průmyslové činnosti. O jeho účinné odstranění se může postarat s naší pomoci sama příroda díky využití fotokatalytického jevu a slunečního světla. Obr.1 Princip fotokatalytického děje
e- redukují molekuly akceptorů O2 + e¯ → •O2¯ E
Vodivostní pás
O2 — CH = CH —
\
•O2
-
mineralizace Ex
hν
•OH Valenční pás
⊕
d+ oxidují molekuly donorů H2O + d+ → •OH + H+
H2O + CO2
H2O
Nejznámější přírodní formou využití sluneční energie je fotosyntéza rostlin. Rostliny po adsorpci slunečního světla přemění kysličník uhličitý a vodu na složité organické molekuly. Vedlejším produktem tohoto procesu je tvorba kyslíku, který potřebujeme pro dýchání. Rychlost fotosyntézy především závisí na intenzitě slunečního světla, tzn. jedná se o proces fotokatalytický.
6
V přírodě ale probíhá i obrácený proces, při kterém se za přítomnosti slunečního světla složité organické látky rozkládají na jednoduché, především na vodu a kysličník uhličitý. Tento jev se nazývá fotodegradace nebo také fotomineralizace. Na jeho nastartování je obvykle nutná vyšší intenzita světla a delší doba. Je tedy také fotokatalýzou, i když probíhá v obráceném směru než fotosyntéza. V běžné praxi si toho jevu můžeme všimnout například jako vyblednutí barev textilu nebo fasád, jemné popraskání až olupování nátěru na oknech a podobně. Teď je na místě otázka, jak lze fotodegradaci využít v náš prospěch. Při vývoji fotokatalyticky aktivní barvy Detoxy Color, rozkládající nežádoucí plynné i kapalné emise škodlivin, bylo především nutné najít látky, které jsou na světlo mimořádně citlivé, tzv. fotokatalyzátory. Mezi nejznámější tyto látky patří kysličník titaničitý (titandioxid), čili běžný a často používaný bílý pigment. Jeho fotokatalytická účinnost je silně závislá na velikosti částic a na způsobu jejich přípravy. Nejjemnější částečky TiO2 (až velikosti nano) mají velký aktivní povrch, a proto i vyšší účinnost. Jsou účinné hlavně při intenzivním osvětlení, převážně UV částí slunečního světla. Obr.2
Pro skutečně účinnou fotokatalýzu bylo nutné tento velmi jemný prášek titandioxidu ještě dále modifikovat, do jeho krystalové struktury záměrně dodat cizí kovové atomy, podobně jako u polovodičů. Na jejich povrchu pak stačí minimální energie dopadajícího světla uvolnit část elektronů, které se vzdušným kyslíkem začnou kolem sebe velmi silně vše napadat. Výsledkem je štěpení složitých organických molekul a jejich rozklad až na kysličník uhličitý a vodu. Rozkládají tak kapalné i plynné látky a přitom se v procesu nespotřebovávají. Musíme pouze zajistit proudění plynů nebo kapalin, které chceme zlikvidovat, aby byl zajištěn přímý kontakt s povrchem fotokatalyzátorů. Dále zajistit světlo, které nemusí nutně obsahovat UV část slunečního světla. Může to být dokonce i odražené světlo nebo i umělé osvětlení. Rozklad plynných i kapalných škodlivin může tak probíhat i v interiérech staveb, i když o něco pomaleji než na přímém slunečním světle.
7
Kromě chemických škodlivin se ve vzduchu vznáší i velké množství biologicky škodlivých organizmů, jako jsou mikroby, zárodky plísní a podobně. Povrch jejich buněk je ve styku s fotokatalyzátorem silně atakován, a proto rychle hynou. Antimikrobní a antifungicidní účinek fotoaktivních látek je přitom trvalý a bez rezistence. Na jeho odstartování postačí i odražené sluneční světlo. Obr.3
První nátěrová hmota, která je skutečně účinná proti plynným i kapalným polutantům a zároveň má antimikrobiální a antifungicidní účinek na denním i umělém světle je Detoxy Color. Jeho základem je speciální fotokatalyzátor, vyráběný podle vlastního, autorsky chráněného výrobního postupu. Ten je výsledkem víceletého společného výzkumu Ústavu anorganické chemie České akademie věd Praha a podnikového výzkumu Rokospol a.s. Uherský Brod. Detoxy Color vedle účinného fotokatalyzátoru obsahuje silikátové pojivo na bázi draselného vodního skla, které po vysušení dává jemně porézní film snadno prostupný plynům a vodní páře. Na svislé ploše interiérových nebo exteriérových zdí kolem povrchu barvy mohou trvale proudit plyny a páry a zajistí tak bezprostřední styk s aktivním povrchem zabudovaného fotokatalyzátoru. Ten je pevně vázán v anorganickém skeletu a nemůže být proto samovolně uvolňován. Detoxy Color je tedy nátěrová hmota obsahující specielní nanočástice, které na svém povrchu vytváří v okamžiku působení světelné energie radikální kyslík, který má mimořádnou afinitu ke všem formám organické hmoty. Díky této schopnosti neinvazivně rozkládá toxické molekuly, plísně, viry a bakterie, které se dostanou na jeho povrch. Účinná látka se při tom nespotřebovává, protože energie k reakci je získána a obnovována světlem. Graf.1
8
DETOXY COLOR Rozklad acetonu ve viditelném světle, měřeno hmotnostním spektrofotometrem
Příklady látek, které jsou zasaženy fotokatalýzou: - ftaláty - uhlovodíky - nikotin - benzen - a další toxické organické látky CO2 kysličník uhličitý O2 - kyslík
400 nm 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 o /C0,4 C 0,3 0,2
C3H60 aceton
0,1 0,0
H20 - voda
0
200
400
600
800
1000
1200
Time (min)
Stanovení fotodegradační účinnosti Detoxy Coloru prováděli pracovníci Ústavu anorganické chemie Akademie věd Praha ve zkušebním fotoreaktoru sledováním úbytku nejčastějších organických polutantů. Výsledek zachycený na grafu mimo jiné ukázal, že rozpad organického vzdušného polutantu probíhá za současné tvorby kysličníku uhličitého. Tato závislost má pro jednotlivé polutanty charakteristický tvar a bývá často téměř lineární. Státní zdravotní ústav Praha testoval působení Detoxy Coloru na nejběžnější mikroorganismy. Výsledky měření prokázaly, že na povrchu Detoxy Coloru mikroorganizmy hynou v řádu několika hodin. Stejně působí i na sledované plísně. Hlavní příčiny vzniku plísní: Vznik plísní na stěnách bytu či domu je častým problémem nejednoho z nás. Hlavní příčinou výskytu plísně je samozřejmě nadměrná vlhkost. Důvodem vlhkosti můžou být stavební závady, nejčastěji zatékání vody střechou. Dalším případem může být netěsnění kolem oken, kdy dešťová voda proniká malými škvírami do bytu. Kromě stavebních vad je základním důvodem výskytu plísně v bytu jeho nesprávné užívání. Člověk už jen tím, že dýchá, vytváří velké množství vodní páry. Pokud k tomu přičteme vaření, žehlení, mytí podlah, koupání nebo jen zalévání květin, tak máme hezkých několik litrů vody denně, která se nám vznáší po bytě a může způsobit plíseň.
9
Na eliminaci plísní je jediná rada - větrat, čistit a vytápět. Byt bychom měli v každém ročním období alespoň třikrát denně pořádně vyvětrat - nejlépe právě po nějaké činnosti, která produkuje větší množství vodní páry, jako například koupel nebo vaření. V zimě také nezanedbáváme topení a to, i když místnost příliš nepoužíváme. Také bychom neměli při ustavování nábytku zapomenout na to, že pokud dorazíme skříně těsně ke zdi, tak se tam nemůže dostat vzduch, ale vlhkost, a tudíž i v budoucnu plíseň ano. Pokud to jen jde, necháme mezi zdí a nábytkem několik centimetrů prostoru.
NOZOKOMIÁLNÍ INFEKCE Nozokomiální infekce (Infectiones nosocomiales) •
Definice: Nozokomiální (nemocniční) infekce jsou přenosná onemocnění získaná v souvislosti s pobytem ve zdravotnickém zařízení (obvykle během hospitalizace).
Výskyt: Zhruba 5-10 %, ale závisí na řadě okolností - narůstá s dobou pobytu ve zdravotnickém zařízení a bývá zvláště vysoká na JIP a ARO (20-50 %). K dalším zařízením s častým výskytem nemocničních nákaz patří oddělení chirurgická, urologická, popáleninová, interní, porodnická, nedonošenecká, novorozenecká, kojenecká a také psychiatrické léčebny. Infekční oddělení jsou díky přísnému hygienickému režimu z tohoto hlediska relativně bezpečná. Etiologie: Hlavními původci nozokomiálních infekcí jsou • • •
grampozitivní koky G- tyčky mykotické mikroorganismy.
Typickou vlastností je vyselektovaná multirezistence k antibiotikům. Obávané rezistentní kmeny mikrobů: •
grampozitivní koky o Staphylococcus aureus o Staphylococcus epidermidis o Enterococcus faecalis o Enterococcus faecium
•
G- tyčky o Pseudomonas aeruginosa o Klebsiella pneumoniae o Serracia marcescens o Acinetobacter calcoaceticus o Alcaligenes xylosooxidans o Stenotrophomonas (dříve Xanthomonas) maltophilia o Citrobacter freundii (braakii) o Citrobacter diversus o Burkholderia (Pseudomonas) cepacia
Podmínky vzniku: Snížení odolnosti důsledkem základního onemocnění a jeho terapie (imunosuprese), zavlečení mikroorganismů při diagnostických a terapeutických výkonech, 10
extrémy věku (novorozenci a staré osoby), délka hospitalizace a nedostatky v dodržení hygienického režimu a asepse. Epidemiologie: Zdrojem exogenní infekce je nejčastěji ošetřující personál nebo jiný pacient, výjimečně návštěva. U endogenní infekce je zdrojem sám pacient. Primárně endogenní infekce je vyvolána mikroorganismy osídlující člověka a uplatňující se v důsledku základního onemocnění nebo diagnostických či terapeutických výkonů, sekundárně endogenní infekce vzniká propagací mikrobů, kterými byl pacient kolonizován až v nemocnici. Cesty přenosu: Inhalace, ingesce, inokulace. Řada materiálů používaných v intenzívní péči může být sama o sobě vehikulem infekce, např. kontaminovaný infuzní roztok nebo voda ve zvlhčovači dýchacího přístroje. Klinické obrazy: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
uropoetický trakt (infekce močových cest) chirurgické rány (rané infekce) dýchací cesty a plíce (pneumonie) kůže a tkáně v okolí zavedených jehel a kanyl (flebitida, flegmóna, absces) krevní oběh (bakterémie, fungémie, katetrová sepse) alimentární nákazy (salmonelóza, shigelóza) - vzácnější
Diagnóza: Záchyt původce má rozhodující význam. Terapie: Racionální terapie vychází z citlivosti vykultivovaných mikrobů a ze znalosti citlivosti izolátů na příslušném oddělení. Prevence: Používání jednorázových pomůcek, řádné výměny arteriálních a žilních kanyl a močových katetrů, mytí rukou personálu, používání rukavic, roušek a ochranných oděvů, dodržování asepse, úzkostlivá péče o osobní hygienu pacientů, izolace nemocných a častý úklid. Prevence nozokomiálních nákaz v širším slova smyslu: zvážení indikace invazívních technik, racionální podávání antibiotik. Barva Detoxy Color dokáže výrazně snížit riziko nákazy nozokomiálních infekcí. Závěr: Detoxy Color lze doporučit všude tam, kde je člověk vystaven silnému negativnímu působení civilizace. Obzvlášť lze doporučit do zdravotnictví, školství, bytů a kanceláří a všech veřejných prostor. Zejména ve zdravotnictví, kde dle dostupných statistik 5 až 7 % úmrtí jde na vrub konfrontace virů s oslabeným organismem, je tento výrobek velmi důležitý. Jedním z řešení, které umožňuje plísním předcházet, je vymalovat byt nebo dům barvou Detoxy color, která ničí jakékoliv zárodky plísní. I v případě, že se na stěnách plíseň opakovaně objevuje po použití běžných přípravků a nátěrových hmot, je nejlepším řešením použití interiérové barvy Detoxy color, která svými vlastnostmi aktivně plísně ničí. Detoxy Color tedy lze oprávněně označit za barvu, která čistí vzduch. Účinně rozkládá bacily a choroboplodné zárodky, veškeré alifatické a aromatické uhlovodíky (propan, butan, benzín, xylen, benzen) a všechny nebezpečné produkty kouření. Je proto skutečně významným příspěvkem k ochraně životního prostředí. 11
Důkazy, které potvrzují účinnost Detoxy Coloru: DC je barva, která pracuje v okamžiku, kdy je její povrch ozářen světelnou energií. Účinné složky mají velikost nanočástic. Pro srovnání — jeden nanometr je milionkrát menší, než-li je jeden milimetr. Tyto nanočástice jsou pevně zabudovány do minerálního, v našem případě silikátového pojiva. Lidem schází běžná zkušenost, která by dovolila celý proces fotokatalylticky aktivní barvy vnímat jako skutečnou realitu. Dnes můžeme předložit řadu nezávislých důkazních nástrojů, které mají každému z nás vytvořit lepší a organizovanější vhled do této složité reality. 1. Důkazové zkoušky, který přinesla Akademie věd ČR Mají povahu přesného měření, které zachycuje vztah mezi ozářenou plochou světla a účinností takto excitované plochy na organickou, živou, či plynnou hmotu. K provedení důkazu byl vyvinut speciální fotoreaktor. Jedná se o hermeticky uzavřenou nádobu, do které je vložen umělý světelný zdroj, který ozařuje plochu opatřenou nátěrem DC. Fotoreaktor je vybaven speciálním čidlem, které snímá skutečný stav této látky v čase osvitu. Zpravidla se jedná o různé organické toxické látky jako je benzen, toluen, aceton, nikotin a další. Fotoreaktor zachycuje v čase úbytek této látky, která je vpravena do jeho prostoru. Výsledky měření se přenáší na obrazovku počítače, který kreslí graf. Zachycuje, jak klesá objem této látky a současně se zvedá látka, která vznikla z jejího rozpadu-viz Graf 1 výše. Rozpadem těchto škodlivých organických látek vzniká voda a kysličník uhličitý. Pro naši představivost si můžeme toto měření extrapolovat do běžných měřítek. Plocha 1 m2 ozářena svitem, který je zhruba 15x slabší než je světlo slunce, dokáže rozložit zhruba dva litry acetonových par za 20 hodin. Podobný důkaz lze provést i za pomoci hmotnostního spektrofotometru, který dokáže měřit změny jednotlivých molekul, tedy látek, které jsou vystaveny světelnému záření při fotokatalýze. 2. Důkazové zkoušky z měření u Státního zdravotního ústavu v Praze Na většině běžných povrchů žijí mikroorganismy, viry, bakterie, plísně. Detoxy Color dokáže udržet svůj povrch čistý, tedy bez těchto mikroorganismů. SZÚ aplikoval na různé povrchy představitele různých kultur mikroorganismů. Jako jsou stafylokoky, penicillium, aspergillus niger, bakteriofág E.coli apod. Všechny výsledky byly konfrontovány s kontrolní plochou, která nebyla opatřena fotokatalytickým nátěrem. Na plochu zhruba 40 x 40 cm byly infikovány mikroorganismy v počtu 10 na sedmou. Tedy deset miliónů jednotek. Následně se sledoval počet mikroorganismů v čase. Povrch opatřený fotokatalytickým nátěrem vykázal neinvazivní likvidaci těchto mikroorganismů již v řádu několika hodin až jednoho dne. Kontrolní plochy byly beze změn. Toto měření prokázalo, že mikroorganismy nemohou přežít na povrchu, který je opatřen nátěrem DC. Tedy až na jeden typ mikroorganismu - Aspergillus niger, který představuje černou plíseň. Nejlépe se jí daří ve vlhkých prostorách. Tato skutečnost potvrzuje teorii, že vznik fotokatalytické reakce je podmíněn výlučně světelnou energií, kterou tento mikroorganismus zásadně tlumí, protože nepropustí přes sebe žádné světlo. Tento stav následně inspiroval SZÚ k provedení experimentu, zda je možné, aby plocha ošetřená DC, dovolila životní pokračování existence plísně Aspergillus niger. Tříměsíční experiment následně prokázal, že Aspergillus niger, když je překryt nátěrem DC, se nedokáže přes tuto vrstvu dostat na povrch. Kontrolní plochy ošetřené neutrálním nátěrem, tedy bez fotokatalýzy ukázaly, že tato plíseň se probudila znovu k životu. Výsledky celého komplexu měření u SZÚ byly opakovány zhruba za šest měsíců prakticky se stejnými výsledky. 12
Měření a postup SZÚ jako nezávislé autority prokázalo, že DC má prokazatelný vliv na likvidaci mikroorganismů v příčinné souvislosti se světelným zářením, které bylo v tomto případě pro větší přesvědčivost reprezentováno denním šerem. 3. Důkazové zkoušky z měření u Státního zdravotního ústavu v Praze U SZÚ proběhl i další pokus, který má doložit vliv DC na likvidaci následků kouření. Do skleněné nádoby se na dno umístil vzorek plochy, který byl z poloviny natřen DC a z druhé poloviny kontrolním nátěrem. Na tuto plochu se pak přiváděl kouř ze dvou cigaret po dobu 12 minut. Sledovaná plocha byla bezprostředně kouřem výrazně barevně kontaminována. Vzorek se z jedné poloviny zabalil do alobalu tak, aby zde nebyl přístup světla. Druhá polovina se pak vystavila působení denního světla. Již za dva dny byl patrný markantní úbytek kontaminovaného zabarvení sledované plochy právě v té části, která byla natřena DC. V konečném součtu to znamená, že plochy, které jsou natřeny DC, si udržují svou čistotu a nedovolí, aby plynné exhaláty se usadily na jejím povrchu a následně se pak dostávaly znovu do ovzduší. Pro kuřáky, ale hlavně pro jejich okolí je to velmi dobrá zpráva. Stručně sečteno a podtrženo. DC je nátěr, který dokáže likvidovat plynné a kapalné exhaláty, včetně mikroorganismů, a tak může výrazně přispět ke zlepšení životního prostředí. Toto tvrzení se opírá o výsledky provedeného měření AV ČR a SZÚ. O účinnosti DC vypovídá i registrovaná pozitivní atmosféra daného prostoru u senzibilních osob. Ty všeobecně vypovídaly, že v místnosti, který je tímto nátěrem ošetřen, mají příjemné, pozitivní pocity. Srovnávací měření DC s výrobky, které o sobě prohlašují, že jsou fotokatalyticky účinné. Viz laboratorní měření: LABORATORNÍ MĚŘENÍ: Úbytek organických polutantů (benzen, fenol, dehet /polycyklické aromatické uhlovodíky, aromatické aminy) na povrchu testovaných materiálů v závislosti na osvětlení – šířce vlnového spektra Zatemněná plocha
Stropy místností
Stěny odvrácené od venkovního světla nebo umělé osvětlení
Umělé osvětlení
Stěny, na které dopadá přímé sluneční záření přes skleněnou výplň
Stěny, na které dopadá přímé sluneční záření
Děrované desky Knauf Cleaneo obsahují speciální sádru Zeolith, rozkládající organické škodlivé látky katalyticky na vodu a oxid uhličitý.
neúčinkuje
neúčinkuje
neúčinkuje
neúčinkuje
neúčinkuje
aktivní redukce
Interiérová barva CAPAROL CapaSan s fotokatalyckým efektem ROKO Detoxy Color širokospektrální fotokatalycká barva
neúčinkuje
neúčinkuje
neúčinkuje
neúčinkuje
neúčinkuje
aktivní redukce
neúčinkuje
aktivní redukce
aktivní redukce
aktivní redukce
aktivní redukce
aktivní redukce
13
M192 Praktické ukázky předúpravy povrchů a úprav povrchů a ochrany materiálů v provozech Slováckých strojíren, a.s. I.
Povrchová úprava tryskáním - důvody jejího provádění
Příprava povrchu patří k nejdůležitějším fázím povrchové úpravy. Součást předúpravy povrchu materiálů je tryskání (pískování). Nejčastěji se využívá jako předúprava povrchu před aplikací nátěrových hmot nebo před nanášením žárového nástřiku. Tryskání je zároveň nejúčinnější metodou, jak odstranit z materiálu staré nátěry nebo rez. Je využíváno především u kovů, výrobků z kovu, ocelových konstrukcí, ale i jiných materiálů, jako je beton, obkladové desky, fasády, dřevo atd. Tryskání se vedle čištění povrchů používá dále k těmto úkonům: • • • • • • •
sjednocení povrchů (plasty, nerez, hliník apod.) leštění povrchů strukturování dřeva matování skla čištění čirých skel při zachování průhlednosti čištění betonu a minerálních povrchů (fasád) od nečistot vnášení povrchového předpětí kovových materiálů – tzv. shot peening
Při tryskání dojde současně k několika průvodním jevům, jež zásadně ovlivňují kvalitu dalších povrchových úprav: • •
•
mechanické odstranění vrchní vrstvy materiálu, která je znečištěna, napadena korozí a není konzistentní, zdrsnění povrchu - je vytvářen tzv. kotvicí profil, dochází tak k několikanásobnému zvětšení styčné plochy s následnou povrchovou úpravou, vzniká tak velké množství kotvících ploch, které následně zvyšují přilnavost, odmaštění povrchu – při tryskání dochází k zahřívání povrchu, a tedy snazšímu odstraňování mastnot, které absorbuje abrazivní materiál a i vzniklé prachové částice.
Kvalitní příprava povrchu jednoznačně ovlivňuje výslednou kvalitu nátěrového systému. Podle některých podkladů až 85 % všech pozdějších vad je způsobeno nedostatečnou přípravou pod nátěr. Účelem přípravy povrchu je dosažení předepsané čistoty povrchu (odstranění všech látek, které mají negativní vliv na provádění nátěrů) a vytvoření určitého kotvicího profilu (drsnosti), který vyhovuje aplikovanému nátěrovému systému. Nedůslednost při předúpravách povrchů se nemusí projevit bezprostředně po dokončení nátěrového systému (metalizace), ale až po čase, který potřebují aktivní nečistoty k vytvoření energie, dostačující k porušení celistvosti a přilnavosti povlaku. Povaha znečištění povrchu je: a) bez chemického spojení - (mastnoty, karbon, prach, zbytky brusných a lešticích prostředků, zbytky kovů po předchozích mechanických úpravách, slévárenský písek, vápno, malta a anorganické soli), jsou na povrchu udržovány pouze fyzikálními silami a tvoří vrstvy různé tloušťky a vlhkosti,
14
b) s chemickým spojením - jsou to zplodiny chemických přeměn po tepelném zpracování (okuje, směs bezvodých kysličníků železa) a produkty oxidace (rez-směs kysličníků železa s obsahem volné a vázané vody, houbovité struktury se schopností absorbovat do sebe z okolí další vlhkost i s rozpuštěnými chemickými látkami). Specifický objem korozních zplodin je větší než příslušného kovu, a proto pod nátěrem narůstají a porušují povlak následně i mechanicky. Souvislá a neporušená zaokujená vrstva sice odolává korozi, její křehkost však při mechanickém namáhání způsobuje porušení plochy pod nátěrem.
II.
Základní postupy komplexní předúpravy povrchu
Tryskání je pouze jedna z dílčích operací předúpravy povrchu. Bez komplexního provedení celé předúpravy je pouhé otryskání nedostačující. • • • •
odmaštění (např. vhodnými detergenty) odstranění solí z povrchu (vysokotlakou čistou vodou) odstranění rzi, okují a starých nátěrů odstranění prachu (vysokotlakým vzduchem nebo vakuově)
Odmaštění Alkalické odmašťování Alkalické čištění je využíváno k odstranění olejů a mastnot použitím alkalických čisticích přípravků s následným nutným oplachem vodou. Základní složkou těchto přípravků je nejčastěji hydroxid sodný, soda a fosforečnan sodný. Nejčastěji je tento způsob realizovaný ve vanách máčením, a to zejména v mořírnách a galvanizovnách (dříve Synalod, Radalod apod.) dnes např. řada Rogal (Ekochem Letovice). Po tomto způsobu odmaštění musí vždy následovat oplach čistou vodou. Vyšší teplota zvyšuje účinnost odmaštění. Emulzní odmašťování Emulzní čištění je využíváno k odstranění olejů a mastnot použitím emulgačních čisticích prostředků s následným oplachem vodou. Realizuje se ponorem, postřikem a potíráním. Jedná se o kombinaci účinku organických složek a emulgátorů. Nečistoty a mastnota přecházejí do emulze (přípravky např. Retil, Arva, Čipro apod.). Odmašťování v organických rozpouštědlech K odstraňování mastnot a olejů je možno použít vhodná organická rozpouštědla. Tento způsob čištění či odmašťování se snažíme, s ohledem na životní prostředí, omezovat na malé plochy. Přesto je to zatím v praxi nejčastější způsob odmašťování. Technický benzín, toluen, aceton apod. Jejich velká nevýhoda je hořlavost a vysoké hodnoty TOC a VOC. Úplně nejčastěji používaný organický uhlovodík na odmaštění v praxi je ředidlo C6000, což je nitrocelulózové ředidlo, které je „slangově“ mezi lakýrníky nazývané nesprávně aceton (obsahuje totiž toluen a butylacetát, aceton neobsahuje vůbec). Další skupinu tvoří chlórované uhlovodíky: tri- a tetrachlóretylén- ty jsou sice nehořlavé, ale zase jsou zdravotně závadné. Používají se proto jen v uzavřených a odsávaných zařízeních.
15
Odmašťování parou a vysokotlakou vodou Jedná se o zařízení např. WAP a MYPA, kde v kombinaci s vysokou teplotou a tlakem za přídavku odmašťovacího prostředku se dosahuje dobrých účinků. Odmašťování opalováním Vhodné pouze pro tlustostěnné konstrukce a pro odstranění hrubých mastnot. Teplota je od 300-700 ℃. Odmašťování přípravky bez VOC tenzidického a emulzního typu. Poslední dobou je hodně na vzestupu prodej přípravků na odmašťování bez obsahu VOC. (VOC je dle zákona o ochraně ovzduší 86/2002 Sb. sloučenina obsahující organický uhlík, jejíž bod varu je menší než 250 ℃.) Na trhu se objevily přípravky typu IMPASOL (Fa HF Market), Green Power, STAR apod., které dle údajů jejich výrobců neobsahují VOC. Aplikují se hlavně máčením, mytím a stříkáním. Jejich společným znakem je: - nehořlavost - antikorozivnost - ekonomičnost - bezpečnost a zdravotní nezávadnost Vyšší teplota zvyšuje jejich účinnost. Nečistoty klesají pak na dno van. Jsou bezoplachové. Ředí se většinou vodou v poměru až od 1:3 až 1:20. Odmašťování bio-přípravky bez VOC. Na trhu se objevily i bio-přípravky s obsahem mikroorganizmů, které mají tu vlastnost, že uvolňují mastnotu od povrchu čištěných dílů a následně jsou tyto nečistoty vystaveny vlivu mikroorganismů, které kapalina rovněž obsahuje, a jsou následně pohlceny. Přípravky neobsahují VOC. Přípravky fungují jako živá směs mikroorganismů, ve které se tyto udržují při životě i přidáváním kyslíku. Nesmí se zničit nevhodnými chemikáliemi. (Přípravek Bio-Cirkle II od firmy Český Bio-chem s.r.o.)
Odstranění solí z povrchu Odstraňované soli jsou kyselého charakteru. Společně pak s vodou (vlhkostí) způsobují vznik koroze kovu. Odstranění solí je nutné provádět i z důvodu prodloužení životnosti tryskacích prostředků. Sůl se odstraňuje proudem vody tryskajícím na povrch. Tlak vody závisí na množství solí, které jsou odstraňovány. Mnohdy je nezbytný přídavek vhodného detergentu. Nízkotlaké čištění vodou je prováděno tlakem do 34 MPa, vysokotlaké čištění pak tlakem 34 až 70 MPa.
Odstranění rzi, okují a starých nátěrů Mezi nejrozšířenější mechanické způsoby odstraňování rzi, okují a starých nátěrů patří: • mechanické čištění • chemické odrezení • abrazivní tryskání Tryskání vysokotlakým vodním paprskem patří mezi velmi moderní metody přípravy povrchu, při které dochází najednou k odstranění solí z povrchu a zároveň i ostatních nečistot, rzi a okují. Tato metoda je využitelná zejména při údržbě nátěrů.
16
V některých případech může být vhodné předběžné odstranění pevné přilnavé rzi či okují ručním nebo mechanizovaným způsobem. To se týká i odstranění silnovrstvých a zejména hodně houževnatých NS např. 2K EP a 2K PUR, a to v tloušťkách nad 240 um. Mechanické čištění a) Ruční nářadí - používáme v souladu s ISO 12944-4 a dalšími normami drátěné kartáče, škrabky, špachtle, brusné papíry, plastové nosiče abraziv, oklepávací kladívka, případně další nástroje dle potřeby. b) Mechanizované způsoby - je to obecně efektivnější a poskytuje vyšší stupeň přípravy povrchu než čištění pomocí ručního nářadí. Rotačními kartáči, brusnými kotouči, jehlovými oklepávači a oklepávacími kladivy je možno dosáhnout stupně čistoty až St3 nebo PMa (ISO 8501). Z hlediska jakosti přípravy povrchu oceli a životnosti ochranných nátěrových systémů se nevyrovná otryskávání. Chemické odrezení Moření - zbavení povrchu vrstev rzi chemickým působením kyselin. Ty se rozpouští a odlupují. Urychluje se to působením vznikajícího vodíku - pozor ale na „vodíkové zkřehnutí“ a následné uvolňování vodíku (bublinky v nátěru - to se řeší přídavkem 0,1 % dibenylsulfoxidu). Nejčastější kyseliny mořící jsou HCH, H3P04, H2S04. Odrezovače - nejčastěji se převádí rez pomocí kyseliny fosforečné, kombinované s inhibitory a dalšími látkami na fosforečnany-komplexy, které se vyznačují vysokou adhezí k povrchu. Vzniká organokovová vrstva. Používá se nejčastěji v hobby sektoru. Dělí se na oplachové a bezoplachové. V průmyslu se však nepoužívají. Abrazivní tryskání a) b) c) d) e)
mechanické-odstředivé pneumatické hydraulické vodním paprskem Thermo-Blast
ad a) Odstředivé tryskání Odstředivé tryskání provádíme ve stacionárním zařízení, ve kterém je abrazivo přiváděno do rotujících oběžných kol, kterými je abrazivní prostředek vrhán vysokou rychlostí směrem k čištěnému povrchu. Abrazivo získává odstředivou silou vysokou kinetickou energii. Za použití broků nebo vhodné směsi broky + ocelová drť jsme schopni dosáhnout, dle požadavků zákazníka, stupně čistoty Sa2 až Sa3 a drsnosti (kotvicího profilu) oceli, vhodné pro nanášení většiny běžných nátěrových hmot, s výjimkou zinksilikátů, některých druhů zinkem pigmentovaných primerů. Průběžné tryskání také není vhodné jako příprava povrchu pod žárově stříkané (metalizované) povlaky. Kinetická energie abraziva vrhaného metacími koly je velká, může způsobovat deformaci tenkostěnných výrobků. Tryskací materiál vytváří na povrchu stopu metacího kola, přičemž účinek je největší uprostřed a klesá směrem k okrajům. Proto se tryskané výrobky otáčejí, anebo posouvají - pohybují se průběžně. Investičně jsou tato zařízení dražší, ale provozně jsou levnější a výkonnější.
17
ad b) Pneumatické tryskání a) tlakové b) injektorové Otryskávání pomocí stlačeného vzduchu je prováděno přídavkem abrazivního prostředku do proudu vzduchu, který je velkou rychlostí tryskou usměrňován k čištěnému povrchu. Abrazivo může být do proudu vzduchu dávkováno z tlakového zásobníku (po vytryskání obsahu zásobníku se musí proces přerušit a nádoba znovu naplnit) nebo může být proudem vzduchu nasáváno – injektováno z beztlakového zásobníku (proces je nepřetržitý - abrazivo lze doplňovat kontinuálně). Tryskání můžeme provádět kovovými prostředky (ocelová drť, broky, sekaný drát), pomocí měděné či uhelné strusky, pískem, korundem, balotinou či jinými prostředky, v závislosti na požadovaném stupni přípravy povrchu, tvaru a tloušťce materiálu otryskávaného výrobku, stacionárním nebo mobilním zařízením. ad c) Hydraulické tryskání Tento způsob je v praxi užíván málo. Tryskání je prováděno hydraulicky-vodním proudem (9-12 MPa), který žene drť na povrch upravovaného výrobku. Pro následnou povrchovou úpravu nátěrovými hmotami není tento způsob vhodný, neboť po tomto způsobu úpravy se ocelový povrch ihned povléká vrstvičkou korozních zplodin. Pro tryskání ocelových OK lze použít omezeně - musí se dávkovat do vody drahé inhibitory koroze. Užívá se proto nejčastěji na beton a minerální podklady. Nazývá se tzv. „pískování za vlhka“. Nejčastější tryskací prostředek je smíchán s vodou v tlakové nádobě v poměru 80 % písku a 20 % vody, anebo se smíchává s vodou až v trysce. Výhody: - snížení prašnosti o 95 % - možnost tryskat na volném prostranství - mobilnost Tlak vzduchu je od 1,8 do 12,8 bar., průměr trysky od 6 do 16 mm. (Na českém trhu se používá zařízení od německé firmy Engineering Keizer GmbH.) ad d) Tryskání vodním paprskem Neprodukuje tuny kontaminovaného odpadu (písku nebo drtě) po tryskání. Není vhodný ke všem řešením (viz vodní paprsek), ale na mnoha místech má zcela nezastupitelné místo a nepoškozuje životní prostředí. Používá se k tryskání ocelových konstrukcí, tryskání betonových konstrukcí, odstranění pogumu tryskáním, odstranění omítek, řezání spár atd. Ač je tryskání abrazivem nejpoužívanější metodou, není vždy technicky proveditelné nebo žádoucí (prašnost, znečištění blízkých mechanických zařízení, kontaminace životního prostředí atd.). Vodní tryskání je tedy alternativní metoda k odstranění starých nátěrů, koroze apod. (včetně barev na bázi olova). Je účinné při odstranění velkého množství ve vodě rozpustných látek, které by tryskáním abrazivem nemohly být odstraněny (speciálně na dně důlků a jamek při silné korozi). Vodní tryskání je velice účinné při odstraňování mastnoty, olejů, úsad, degradovaných podkladů a je nenahraditelnou pomocí při řešení mnoha dalších problémů.
18
Jelikož vodní tryskání nedokáže na ocelovém podkladu vytvořit primární kotvení známé v nátěrovém průmyslu, je ideální pro použití při obnově nátěrů nebo vyložení, kde byl již profil pro kotvení vytvořen.
19
ad c) Tryskání Thermo-Blast (čištění extrémním tryskáním) Revoluční a patentovaná technologie Thermo-Blast přináší vynikající kvalitu povrchové úpravy spolu s extrémně vysokým výkonem. Je toho dosaženo tradičním použitím stlačeného vzduchu a tryskacího materiálu ve zcela nové kombinaci s použitím propanu (LPG). Ve spalovací mikro-komoře thermodynamické tryskací komoře je stlačený vzduch zahříván spalovaným propanem. Tím tlakový vzduch velmi silně expanduje a opouští trysku supersonickou rychlostí, přičemž tryskací médium nabývá stejně vysoké rychlosti. V souladu s rovnicí e=1/2mV2* získává tryskací materiál velmi vysokou údernou energii a čisticí účinek. S jemným tryskacím médiem se dosahuje systémem Thermo-Blast povrchová hrubost srovnatelná s povrchovou hrubostí kterou získáváte s daleko větším zrněním u tradičního tryskání. Měřeno ve zkušebním centru Wheelaborator Allevard SA, Francie: Tryskání metodou ThermoBlast s kovovým tryskacím materiálem GH200 se dosáhne rychlosti tryskacího materiálu 615 m/s (Mach2) měřeno ve vzdálenosti 200 mm od trysky. (Pro srovnání – při tradičním tryskání stlačeným vzduchem je rychlost cca 80 m/s.) Unikátní kombinace termické a kinetické energie pro čištění tryskáním byla vyvinuta firmou Thermo-Blast spolu se známým Ensam institutem v Paříži a firmou Turboméca – vedoucí firmou v oboru vzduchových a kosmických pohonů. Podnik Primagas Francie – součást SHV Gas – byl cenným partnerem a poradcem pro použití LPG v tomto specifickém využití. Thermo-Blast umožňuje to, co jinak technicky a ekonomicky není možno dosáhnout konvenčním tryskacím postupem, a dosahuje ve srovnání s ním podstatné úspory, protože snižuje spotřebu tryskacího média, prachové emise a zatížení okolního prostředí. Výhody při použití Thermo-Blast: • • • • • • • • • •
Supersonický výkon a čisticí síla Spotřeba tryskacího materiálu klesá na ¼ ve srovnání s tradičním tryskáním Nižší spotřeba tryskacího materiálu, menší odpad = lepší prostředí Méně prachu, nižší ekologické zatížení, lepší vzhled = lepší prostředí Celkové nebo selektivní tryskání (vrstva po vrstvě) Sweeping – lehké přetryskání pozinkovaného materiálu Jednoduché a rychlé odstranění tlustých vrstev nátěrů jako epoxy, bitumen, se skleněnými vlákny atd. Odpadá ruční či mechanická před-úprava, Thermo-Blast toho dosahuje jedinou operací, vysuší povrch, odstraní oleje a tuky, tryská na stupeň čistoty povrchu Sa3 Pracuje optimálně s jemnozrnným tryskacím materiálem a dosahuje tím lepší přilnavosti Bezpečný pro práce v rafineriích, které vyžadují zvýšenou bezpečnost práce (hot work permit)
Použití: při tryskání oceli a jiných kovů, betonu, kamene, dřeva, umělých hmot aj. Tryskací média: jednorázové použití ocelové strusky, Olivine – specifický druh písku, oxid hlinitý, ocel a litina, skleněné perly a granulát, keramická a plastická média, kalciumkarbonát a bikarbonát sodíku, organická a jiná měkká média.
Odstranění prachu z povrchu Prach se na povrchu usazuje při povrchových úpravách nebo v době skladování. Je velmi důležité ho odstranit. Provádí se jednoduše ometením, otřením či ofoukáním pomocí stlačeného vzduchu.
20
M193 Praktické ukázky výroby barev ve firmě Rokospol a.s., závod Kaňovice Mokré nátěrové hmoty Klasifikace nátěrových hmot (NH) je velmi široký pojem a sortiment NH je rovněž velmi bohatý. Pro správný výběr barvy - NH je nutné si osvojit několik základních pravidel členění: a) Podle pořadí ve vrstvě nátěrového systému rozlišujeme barvy: - napouštěcí - zpevňují podklad, impregnují, konzervují - základní - zvyšují přilnavost následných vrstev, zabraňují korozi, upravují podklad - vyrovnávací tmely - vyrovnání hrubých nerovností - podkladové (popř. plniče) - vyrovnávají jemné nerovnosti - mezivrstvové - slouží pro vytvoření požadované tloušťky nátěrového systému (NS), zvyšují jeho „bariérový“ ochranný efekt - vrchní emaily tvoří poslední estetickou a ochrannou vrstvu b) Podle určení do prostředí rozlišujeme: - venkovní - odolávají povětrnostním vlivům (exteriérové) - vnitřní - pro interiéry budov c) Podle chemického složení - podle pojivové složky: - asfaltové, nitrocelulózové, olejové, polyesterové, syntetické-alkydové, chlórkaučukové, lihové, polyuretanové, epoxidové, sililikonové, akrylátové, polystyrenové, silikátové, polysiloxanové apod. d) Podle způsobu zasychání: - fyzikálně zasychající (odpařením rozpouštědel a ředidel) - při tomto zasychání se nemění chemické složení filmotvorné látky, neboť neobsahuje funkční skupiny schopné chemických změn a nátěr vzniká tedy pouhým odpařením rozpouštědel. Molekuly pojiva jsou jako řetězy stočeny a propleteny v nátěru. Působením stejných rozpouštědel se takový zaschlý nátěrový film opět začne rozpouštět. - chemickými pochody (reakcí se vzdušným kyslíkem, vzdušnou vlhkostí, reakcí s tužidlem apod.) U těchto NH se v první fázi rovněž začínají odpařovat rozpouštědla a ředidla. Nátěrový film se postupně zahušťuje. V dalších fázích zasychání dochází k chemickým reakcím, které jsou závislé na složení NH. Podle typu NH probíhá buď oxidace, polymerace, polykondenzace, polyadice či další chemické reakce. Může probíhat současně několik chemických pochodů. Mezi chemicky zasychající NH patří i vypalovací NH popřípadě silikonové NH, kde je chemická reakce podporovaná zvýšenou teplotou. e) Podle počtu složek NH: - jednosložkové (alkydové, nitrocelulózové apod.) - dvousložkové (polyuretanové, epoxidové, silikátové, epoxidehtové apod.) f) Podle použití ředidla: - ředitelné vodou (vodouředitelné) - ředitelné organickými rozpouštědly (rozpouštědlové)
21
g) Podle použití na druh podkladu: - na dřevo - na kov - na minerální podklady - a další Existuje samozřejmě i další hlediska na členění barev. Ty se dále mohou rozlišovat dle vzhledu: - podle odstínu - bílé, modré, červené… (dle různých vzorkovnic-RAL, DB, ČSN, Pantone, Eurotrend apod.) - podle stupně lesku - lesklé, matné pololesklé, polomatné apod. - podle charakteru výsledného povrchu - hladké, strukturní, „tepané“ apod. Rovněž další požadavky na speciální vlastnosti konečného filmu mohou členit barvy na vodivé, antistatické, neklouzavé-protikluzné, reflexní, transparentní či pigmentované, žáruvzdorné, chemický odolné apod. S uvedeného je patrné, proč natíráme: - ochrana podkladu - dekorace - zajištění užitných vlastností (žáruvzdornost, chemická odolnost…) - varování (šrafování…) - maskování a zastírání (vojenství…) - bezpečnostní důvody (reflexní značení, neklouzavé podlahy…) - vytvoření celkového dojmu - snadné čištění a dekontaminace atd. Pokud se vrátíme k základnímu členění NH dle typu pojiva druhu rozpouštědla a způsobu zasychání, můžeme jednotlivé NH podrobněji popsat.
I.
NH fyzikálně zasychající
a) Rozpouštědlové Pojiva jsou rozpuštěna v rozpouštědlech. Např. dehet, asfalt, chlórkaučuk, akryl, vinyl, nitrocelulóza apod. Rozpouštědla a ředidla se odpařují. Molekuly pojiva se proplétají a vzájemně přitahují k sobě a k podkladu Druhy NH : Černouhelné dehty - získávají se destilací z uhlí, dříve z plynáren, dnes z koksoven. Jsou složeny ze směsí kapalných dehtových olejů a pevných černouhelných smol. Asfalty (bitumeny - těžké zbytky z destilace ropy) Výhody a omezení: - výborná odolnost vůči vodě - špatná odolnost vůči UV záření - praskání vlivem odparu nízkovroucích olejů - uspokojivá chemická odolnost - špatná odolnost vůči rozpouštědlům - výborná penetrace a přilnavost - nízká cena
22
-
migrace barviv (migrací nízkovroucích olejů) a omezenost odstínu - černé nebo tmavé
Chlórkaučuky Vyrábí se přidáním chlóru do kaučuku a následným přidáním plastifikátoru. Výhody a omezení - dobrá odolnost vůči vodě - relativně dobrá odolnost vůči povětrnostním vlivům - dobrá chemická odolnost - žloutnou a křídovatí - dobrá odolnost vůči alkáliím - obsahují chlór - při zvýšených teplotách se vytváří kyselina chlórovodíková Akryláty Vznikají polymerací různých akrylových monomerů s přídavkem změkčovadel. Výhody a omezení - relativně dobrá odolnost vůči vodě - dobrá odolnost vůči povětrnostním vlivům - dobrá stálobarevnost - malá odolnost olejům a tukům - mohou obsahovat chlór - středně dobré smáčecí vlastnosti Vinyly Vznikají polymerací různých vinylchloridových vinylacetátových a dalších monomerů s nutností přídavku změkčovadel - jinak jsou křehké. Výhody a omezení - dobrá až výborná odolnost vůči vodě - dobrá odolnost vůči povětrnostním vlivům - dobrá odolnost vůči chemikáliím a rozpouštědlům - dobrá odolnost vůči olejům a tukům - rychlé zasychání - nízký obsah sušiny a vysoký obsah aromatických rozpouštědel - mohou obsahovat chlór - žloutnutí Polyvinylbutyral Neobsahuje chlór, a proto se používá pro výrobu barev - dílenské mezioperační nátěry (svařování a řezání) b) Vodouředitelné NH-disperze Malé částečky pojiva jsou rozptýleny ve vodě. Akrylát, vinylacetát, acetát, butyrát – zejména u malířských a fasádních barev nebo polyuretanová disperze (již hotové částečky pojiva). Používají se jako laky na dřevo, nátěry podlah a nátěrové hmoty na plastické hmoty. Časté jsou v praxi i vodouředitelné alkydové barvy - např. pro výrobu antikorozních základních barev do máčecích linek. Voda se pak při zasychání odpařuje. Částečky pojiva se deformují a spojují nebo slévají dohromady pomocí malého množství účinného rozpouštědla. Proto i vodouředitelné NH obsahují nejčastěji 3-7 % velmi účinných aromatických rozpouštědel. Výhody a nevýhody disperzí jsou: 23
-
obsahují malé množství rozpouštědel nemají bod vzplanutí a nejsou citliví na vyšší vlhkost při nanášení jsou citlivé na nízkou teplotu během skladování a nanášení jsou citlivé na horší povrch
Společné vlastnosti fyzikálně zasychajících rozpouštědlových NH: -
reverzibilita - opětovná rozpustnost i po letech větší citlivost na rozpouštědla termoplastičnost - při zvýšené teplotě měknou jsou ideální pro překrytí dalšími nátěry
Společné vlastnosti fyzikálně zasychajících vodouředitelných NH: -
II.
omezená reverzibilita (ne ve vodě a ne opětovná dispergace) opět citlivost na rozpouštědla (malá chemická odolnost) termoplastičnost - při zvýšené teplotě měknou jako rozpouštědlové jsou ideální pro překrytí dalšími nátěry
NH chemicky vytvrzující
a) Oxidační vytvrzování Pojivo obsažené v rozpouštědle reaguje s atmosférickým kyslíkem. Alkydy Jsou často nazývány dlouhými, středními a krátkými olejovými alkydy. Rozdělení je dle obsahu mastných kyselin. Krátké (méně než 40 %) jsou pro aplikaci na výrobních linkách. Výhody a nevýhody: -
špatná dlouhodobá odolnost vůči vodě nižší stálobarevnost a leskustálost dobrá penetrace a přilnavost slabá odolnost alkáliím a rozpouštědlům
Kopolymer - Styren alkyd Rychleji zasychá, více odolný vodě a chemikáliím, méně tolerantní k horšímu povrchu. Kopolymer Alkyd uretan Izokyanátanem modifikovaná alkydová NH. Zlepšuje zejména zasychání a je vysocenanášivá. Kopolymer Silikon alkyd Při překročení 30 % obsahu silikonu je trvanlivý a leskustálý. Epoxiester Je to vysychavý olej modifikovaný epoxidem (chybně nazýván jednosložkový epoxid). 24
-
Rychle zasychá Lepší odolnost vůči vodě než alkydy Křídovatí Je dražší Dobrá přilnavost a antikorozní vlastnosti Nízká sušina
Silikony Lze je zařadit mezi chemicky zasychající NH, neboť při zvýšené teplotě (200 ℃) dochází k chemické polymerní rekci - kondenzaci a následném síťování silikonového řetězce tvořeného křemičitými a kyslíkovými atomy a bočních skupin obsahujících uhlík. Bez vypálení -
jsou méně mechanicky odolné - otěr, úder malá odolnost vůči rozpouštědlům
Po vypálení: -
dobrá odolnost vůči povětrnostním vlivům tepelná odolnost až do 600 ℃ (pokud jsou pigmentovány hliníkem) stálobarevné drahé
b) Dvousložkové vytvrzování Pojivo v této skupině tvoří nátěrový film polymerní reakcí mezi dvěma složkami. Obvykle se nazývají základ (kmenový lak) a tužidlo (tvrdidlo), které se obvykle smíchají těsně před nanášením nátěrové hmoty. Epoxidy Vytvrzují přidáním aminového nebo amidového tužidla do barvy, kde reagují se skupinami epoxidů a vytváří trojrozměrnou síť. Amidy jsou univerzální tužidla, aminy jsou vhodné při požadavku na vyšší chemickou odolnost, mají ale kratší dobu zpracovatelnosti. Určité epoxidy obsahující hydroxylové skupiny, které mohou reagovat s izokyanáty, což se projeví schopností vytvrzovat i při nízkých teplotách. Vytvrzený film je tvrdý a odolný vůči opotřebení. Na slunci rychle křídovatí, což nemá vliv na ochranné vlastnosti nátěru. Epoxidové pryskyřice jsou vyráběny v různé velikosti molekul. Nejmenší z nich jsou při normální pokojové teplotě kapalné. Toto jsou epoxidy s nízkou molekulovou hmotností a používají se pro epoxidy bez rozpouštědla, nebo s nízkým obsahem rozpouštědla vysokosušinové NH. Epoxidové NH se předepisují do těžkých provozních podmínek a jako vysokonanášivé NH (HS, HB) Výhody a omezení epoxidových NH: -
dobrá až výborná odolnost vůči vodě dobrá odolnost proti povětrnostním vlivům (kromě křídovatění) 25
-
sklon ke křídovatění dobré fyz. vlastnosti - pevnost, otěruvzdornost (zvláště u bezrozpouštědlových) dobrá tepelná odolnost až do 120 ℃ výborná chemická odolnost dobrá přilnavost doba vytvrzování je citlivá na teplotě
Epoxidehet Přidáním černouhelného dehtu do epoxidu se dociluje výborné odolnosti vůči vodě a používá se v antikorozních systémech pod vodou a v balastních nádržích. Současně snižuje náklady. - nižší odolnost vůči rozpouštědlům - nebezpečí migrace - kratší intervaly pro přetírání Polyuretany Vznikají reakcí mezi izokyanátovým tužidlem a pojivem obsahujícím hydroxylové skupiny (např. alkoholy) za vzniku síťové struktury. Izokyanáty jsou buď aromatické (s benzenovým jádrem) - zasychají rychleji, rychle na UV křídují a žloutnou, nebo alifatické (bez benz. kruhu) - pro větší stálobarevnost a leskustálost hotového filmu. - mají lepší odolnost proti povětrnosti - vytvrzují i při nižších teplotách (až k –10 ℃) než EP (normálně 5-10 ℃) - během vytvrzování jsou citlivější na vlhkost - dobré fyz. vlastnosti hotového filmu - zejména pružnost a pevnost Dále jsou uvedeny méně obvyklé NH patřící k chemicky zasychajícím dvousložkovým NH: Zinketylsilikáty Reakcí mezi molekulami pojiva a vody z atmosférické vlhkosti. Zinksilikáty-alkylických silikátů Reakcí mezi molekulami pojiva a kysličníkem uhličitým z atmosférického vzduchu. Jednosložkový polyuretan Reakcí mezi molekulami pojiva a vody z atmosférické vlhkosti. Do této skupiny patří rovněž vodouředitelné dvousložkové NH Vodouředitelné 2K epoxidy: Využívají výborných mechanických vlastností a chemické odolnosti rozpouštědlových epoxidů v kombinaci s nízkými hodnotami obsahu rozpouštědel, a tedy i emisí. Vodouředitelné 2K polyuretany: Využívají výborné povětrnostní odolnosti a stálobarevnosti rozpouštědlových polyuretanů kombinaci s nízkými hodnotami obsahu rozpouštědel, a tedy i emisí.
26
Složení mokrých barev-základní suroviny Základní složky nátěrové hmoty: 1) 2) 3) 4)
Filmotvorná látka (pojivo) Pigmenty, plniva a barviva Těkavé složky Ostatní přísady
Filmotvorné látky Podstatná část NH Základní funkce: tvorba nátěrového filmu Vliv na základní a důležité vlastnosti nátěrového filmu (např. lesk, přilnavost, ohebnost, tvrdost) Všechny makromolekulární látky, které po vytěkání těkavého podílu, případně po chemické reakci, vytvoří nátěrový film. Základní dělení filmotvorných látek (podle jejich chemické povahy) -
pryskyřice přírodní a syntetické (akrylátové) oleje deriváty celulozy deriváty kaučuku asfalty a smoly
Pigmenty, plniva a barviva Pigmenty - nerozpustné v pojivech a rozpouštědlech - poskytují nátěrovým hmotám barevný odstín, kryvost, světlostálost Kryvost - schopnost nátěru zakrýt daný podklad - záleží na velikosti částic a indexu lomu Inhibiční mechanismus ochrany je zabezpečován účinkem antikorozních pigmentů obsažených v základních nátěrech. Ekologické požadavky postupně omezují možnost využít v základních barvách inhibiční pigmenty typu suřík a zinková žluť a v mnoha případech jsou proto navrhovány nátěrové systémy bariérového typu. Automobilový průmysl – nátěry typu metalíz (hliníková bronz, perleťový pigment) 27
Plniva Jsou látky v nátěrové hmotě o malé kryvosti a barvivosti, které svými vlastnostmi doplňují a modifikují vlastnosti nátěrového hmoty (brousitelnost, přilnavost atd.) Používají se zejména jako prostředek pro zvětšení obsahu sušiny Ovlivňují odolnost proti hoření, proti sedimentaci pigmentů, reologické vlastnosti Barviva -
organického původu rozpustné v pojivu a rozpouštědlech, tzn. poskytují nátěrovým filmům transparentní zabarvení
Těkavé složky nátěrových hmot -
většinou rozpouštědla filmotvorné složky
Termín ředidlo: Je to směs rozpouštědel, které slouží pro snížení viskozity nátěrové hmoty, pro usnadnění jejich nanášení. Ovlivňují: -
zasychání, tvorbu nátěrového filmu.
Při aplikaci nátěrové hmoty dochází k odpaření VOC do ovzduší bez dalšího užitku – přechod na vodouředitelné nátěrové hmoty. Ostatní přísady: -
Pomocné látky (aditiva, sušidla) Zahušťovadla Iniciátory, katalyzátory, urychlovače a inhibitory
V nátěrové hmotě jsou zastoupeny jen v malém množství -
podílí se na tvorbě nátěrového filmu, usnadňují výrobu, zlepšují vlastnosti nátěrové hmoty v tekutém stavu, usnadňují jejich nanášení.
Výrobní zařízení na výrobu barev -
Zásobníky na skladování sypkých a tekutých surovin Čerpací zařízení a systém potrubí pro dávkování tekutých surovin Váhy a odvažování sypkých složek budoucí NH Disolvéry na homogenizování namíchané směsi dle směrné receptury Perlové mlýny pro ujednocení velikosti jednotlivých částí NH a jejich homogenizování
28
Zkušební zařízení pro testování barev Vlastnosti nátěrových hmot - laboratorní zkoušky -
vlastnosti v tekutém stavu výtoková doba, rozmíchatelnost, objemová sušina
-
vlastnosti ve fázi přeměny v nátěr zasychání nátěru
-
fyzikálně mechanické vlastnosti zaschlého nátěru tvrdost nátěru, přilnavost nátěru, tloušťka, pórovitost, odolnost při hloubení, úderu, ohybu, lesk, barevný odstín
-
ochranné vlastnosti vytvrzeného povlaku korozní odolnost
29
M194 Praktické ukázky laboratoře pro výzkum a zkoušení barev pro automobilní průmysl a systém automatizovaného skladování barev ve firmě Rokospol a.s., závod Kaňovice Úvod Velkým problémem současnosti je pokles odolnosti materiálů v důsledku koroze. Ztráty vyvolané korozí působí obrovské hospodářské ztráty a protikorozní ochrana vyžaduje nemalé částky ze státních prostředků. Jen v České republice dochází každý rok ke ztrátám korozí za cca 20 miliard Kč. Nejvýznamnější korozí zůstává koroze kovů. Kovy, jako materiály nejčastěji využívané pro svou pevnost a pružnost v nejrůznějších odvětvích lidské činnosti, jsou vystavovány při svém použití mnohdy velmi agresivnímu působení nejrůznějších kyselin, zásad, solí, organických chemikálií, plynů, vodních par či dokonce tavenin. Všechny tyto vlivy působí na kovy velmi nepříznivě. K tomu, aby se korozi zabránilo, je nutné povrch kovu chránit. Nejrozsáhlejším způsobem ochrany proti atmosférickým vlivům je aplikace organických a anorganických povlaků, z nichž převládají zejména nátěrové hmoty. Cílem je získat vysoce efektivní antikorozní systém s nízkou cenou a nízkou toxicitou. Stupeň protikorozní ochrany nátěrových systémů závisí jak na pojivu, tak na pigmentech, které doplňují ochranou funkci pojiva a zajišťují estetickou stánku nátěru.
Mokré nátěrové hmoty pro strojírenství Klasifikace nátěrových hmot (NH) pro strojírenství je velmi široký pojem a sortiment NH je rovněž velmi bohatý. Pro správný výběr barvy-NH je nutné si osvojit několik základních pravidel členění: Podle pořadí ve vrstvě nátěrového systému rozlišujeme barvy: -
napouštěcí - zpevňují podklad, impregnují, konzervují základní - zvyšují přilnavost následných vrstev, zabraňují korozi, upravují podklad vyrovnávací tmely - vyrovnání hrubých nerovností podkladové (popř. plniče) - vyrovnávají jemné nerovnosti mezivrstvové - slouží pro vytvoření požadované tloušťky nátěrového systému (NS), zvyšují jeho „bariérový“ ochranný efekt vrchní emaily tvoří poslední estetickou a ochrannou vrstvu
Podle určení do prostředí rozlišujeme: -
venkovní - odolávají povětrnostním vlivům (exteriérové) vnitřní - pro interiéry budov
Podle chemického složení - podle pojivové složky: -
asfaltové, nitrocelulózové, olejové, polyesterové, syntetické-alkydové, chlórkaučukové, lihové, polyuretanové, epoxidové, sililikonové, akrylátové, polystyrenové, silikátové, polysiloxanové apod. 30
Podle způsobu zasychání: -
-
fyzikálně zasychající (odpařením rozpouštědel a ředidel) - při tomto zasychání se nemění chemické složení filmotvorné látky, neboť neobsahuje funkční skupiny schopné chemických změn a nátěr vzniká tedy pouhým odpařením rozpouštědel. Molekuly pojiva jsou jako řetězy stočeny a propleteny v nátěru. Působením stejných rozpouštědel se takový zaschlý nátěrový film opět začne rozpouštět. chemickými pochody (reakcí se vzdušným kyslíkem, vzdušnou vlhkostí, reakcí s tužidlem apod.) U těchto NH se v první fázi rovněž začínají odpařovat rozpouštědla a ředidla. Nátěrový film se postupně zahušťuje. V dalších fázích zasychání dochází k chemickým reakcím, které jsou závislé na složení NH. Podle typu NH probíhá buď oxidace, polymerace, polykondenzace, polyadice či další chemické reakce. Může probíhat současně několik chemických pochodů. Mezi chemicky zasychající NH patří i vypalovací NH popřípadě silikonové NH, kde je chemická reakce podporovaná zvýšenou teplotou.
Podle počtu složek NH: -
jednosložkové (alkydové, nitrocelulózové apod.) dvousložkové (polyuretanové, epoxidové, silikátové, epoxidehtové apod.)
Podle použití ředidla: -
ředitelné vodou (vodouředitelné) ředitelné organickými rozpouštědly (rozpouštědlové)
Podle použití na druh podkladu: -
na dřevo na kov na minerální podklady atd.
Existují samozřejmě i další hlediska členění barev. Ty se dále mohou rozlišovat dle vzhledu: -
podle odstínu - bílé, modré, červené… (dle různých vzorkovnic - RAL, DB, ČSN, Pantone, Eurotrend apod.) podle stupně lesku - lesklé, matné pololesklé, polomatné apod. podle charakteru výsledného povrchu - hladké, strukturní, „tepané“ apod.
Rovněž další požadavky na speciální vlastnosti konečného filmu mohou členit barvy na vodivé, antistatické, neklouzavé - protikluzné, reflexní, transparentní či pigmentované, žáruvzdorné, chemicky odolné apod. Z uvedeného je patrné, proč natíráme: - ochrana podkladu - dekorace - zajištění užitných vlastností (žáruvzdornost, chemická odolnost…) - varování (šrafování…) - maskování a zastírání (vojenství…) - bezpečnostní důvody (reflexní značení, neklouzavé podlahy…) - vytvoření celkového dojmu - snadné čištění a dekontaminace atd.
31
Pokud se vrátíme k základnímu členění NH dle typu pojiva druhu rozpouštědla a způsobu zasychání, můžeme jednotlivé NH podrobněji popsat. Aplikační metody mokrých NH pro strojírenství -
natírání válečkování vzduchové stříkání vysokotlaké stříkání (Airless) vysokotlaké stříkání s přídavkem vzduchu (Airless MIX) elektrostatické stříkání (ESTA) polévání navalování máčení katoforézní máčení
Mokré nátěrové hmoty pro automobilní průmysl Klasifikace a členění NH pro automobilní průmysl I. Skladba povrchových úprav automobilů – OEM (výroba automobilů) a) kovové díly 1. Předúprava: odrezení, odmaštění, fosfátování (chromátování), kataforetická vrstva povrchové úpravy 2. Plnič (2K akrylátový, VŘ, rozpouštědlový) 3. Base coat (1K metalický, uni, VŘ, rozpouštědlový) 4. Clear coat (2K akrylátový, rozpouštědlový) b) Plastové díly (závisí především na kvalitě vyrobených dílů, u kvalitních dílů může zcela odpadnout operace 3 a 4) 1. Předúprava: odmaštění, broušení, odstranění prachu, tmelení defektů, dírek a vyrovnávání povrchu (1K a 2K tmely, PES, PUR, epoxidy), aktivace povrchu 2. Primer 1K 3. Plnič (2K akrylátový, VŘ, rozpouštědlový) 4. Příprava pod lak: broušení (suché, mokré), opravy defektů, tmelení 5. Base coat (1K metalický, uni, VŘ, rozpouštědlový) 6. Clear coat (2K akrylátový, rozpouštědlový) II. Skladba povrchových úprav pro opravy automobilů – Autorefinish systém a) Kovové díly 1. Předúprava: odrezení, odmaštění, případné tmelení (vyrovnání nerovností, tvaru). Tmely (1K, 2K PES vždy s předchozí aplikací primeru, optimální proto až po nástřiku základu) 2. Antikorozní základ (2K epoxidový, PUR) 3. Tmelení nerovností, broušení (2K PES tmely) 5. Plnič (2K akrylátový, VŘ, rozpouštědlový) 6. Příprava pod lak: broušení, suché, mokré, tmelení případných defektů (2K PES tmely, 1K nitro tmely) 32
7. Base coat (1K metalický, uni, VŘ, rozpouštědlový) 8. Clear coat (2K akrylátový, rozpouštědlový) b) Plastové díly (postup závisí na kvalitě plastu a je v podstatě shodný s postupem pro OEM) III. Vlastnosti nátěrových hmot a tmelů pro opravy automobilů (Autorefinis): Základy - Aplikují se na předupravený (obroušený, odmaštěný) kovový substrát. Pro kovové substráty zajišťuje základ především adhezní a antikorozní vlastnosti povrchové úpravy, pro plasty zajišťuje pouze adhezní vlastnosti. Nebrousí se, tloušťka vrstvy 20-50 um. Složení: 2K PUR, 2K epoxidy. Nejčastější odstíny: šedá, béžová. Primery - Většinou jednosložkové (1K) zajišťují adhezní spojení povrchové úpravy s kritickým substrátem, jako jsou různé druhy plastů, lehké kovy atd. Aplikuje se pneumatickým stříkáním na předem upravený (obroušený, odmaštěný) kritický substrát. Nebrousí se, tloušťka vrstvy cca 10 um. Nejčastější odstíny: šedá, bezbarvá (není příliš vhodné, není na substrátu vidět). Tmely
- Tmely jsou buď 1K pro zatření pórků (plasty) a menších defektů (rýhy), 2K pro zatření větších dírek a defektů (nad 1 mm) a plošných nerovností - 2K PES. Tmelí se jak substrát, tak zvláště po nástřiku plniče (drobné defekty). Aplikace na substrát vyžaduje většinou předem i aplikaci 1K adhezního primeru nebo základu. Někdy slouží 2K tmely i k menší opravě tvaru dílů (ulomené špičky atd.) Aplikace stěrkami, stříkací tmely slouží pro vyrovnání velkých plošných nerovností. Tmely se musí vždy brousit, a to brusnými papíry P 300 – P 800 dle stadia rozpracovanosti daného technologického procesu. Tmelená místa musí být snadno brousitelná (tmel nesmí být tvrdý a nesmí se propadat po vyschnutí před aplikací dalších vrstev). Pro tmelení defektů v plniči (při broušení plniče) se používají rychleschnoucí 1K nitrotmely. Nejčastější odstíny: černá, šedá, béžová, žlutá, tmavě červená.
Plniče - Jedna z nejdůležitějších vrstev nátěrového systému Autorefinish, která zajišťuje kvalitu výsledné povrchové úpravy (vzhled, napjatost, odstín, lesk), a to především u metalických systémů. Hlavní funkce této mezivrstvy (tloušťka před broušením bývá nejčastěji 50-100 um) spočívá v možnosti vyrovnání drobných plošných nerovností a defektů, které se často objeví až po nástřiku tohoto plniče. Díky tomu se vytvoří dokonalý povrch před nánosem vrchních vrstev nátěrového systému. Pro odstranění hrubých nerovností se v praxi aplikují 1K a 2K tmely, porenfilery nebo zátěry dle charakteru defektu. Výhodou plniče proti jiným vrstvám (základ, email) je jeho snadné broušení, což umožňuje dosažení dokonalého povrchu a snadné odstranění vždy přítomných prachových částic z lakování. Nanáší se 1 – 2 vrstvy, ve speciálních případech až 3 vrstvy (pro metalické laky). Aplikuje se pneumatickým stříkáním na tmelený substrát opatřený základním nátěrem nebo i přímo na substrát místo základu, pokud má dostatečné adhezní vlastnosti. Může, ale nemusí mít antikorozní vlastnosti např. při aplikaci na plasty. Předností dobrého plniče je především snadné, rychlé zasychání, a tím i možnost rychlého tmelení a broušení bez zalepování brusných materiálů. Pro uni laky se
33
používají brusné papíry ručně do P 600, pro metalické báze ručně: P 800, strojně P 400. Plniče se brousí jak za sucha, tak za mokra (šetrnější, kvalitnější povrch). Plnič se nesmí probrousit na substrát, proto se někdy k zamezení probroušení kombinují různobarevné vrstvy plniče. Pro OEM by měl být plnič elastický (steinschlag test), pro Autorefinish především rychleschnoucí, snadno brousitelný, nepropadající se. Každá špatně provedená operace v plniči (broušení, tmelení, nedodržení technologických časů pro zrání plniče a tmelů) se projeví ve vzhledových vadách vrchního laku případně i ve snížení mezivrstvové přilnavosti. Nejčastější odstíny: různé odstíny šedé, bílá (není příliš vhodná, neboť jsou špatně viditelné defekty), případně se plnič barví do odstínu následné uni barvy (může to ale způsobit odstínovou odchylku vrchního emailu, který je většinou tónován na neutrální šedou).
34
Použitá literatura: [1] ČSN EN ISO 12944 [2] LUKAVSKÝ, Ladislav, Stanislav BOUŠKA a Václav FIALA. Katalog nátěrových hmot. 1.díl. Praha: Merkur, 1983. [2] LUKAVSKÝ, Ladislav, Stanislav BOUŠKA a Václav FIALA. Katalog nátěrových hmot. 2.díl. Praha: Merkur, 1983. [3] Povrcháři.cz. Dostupné z: http://www.povrchari.cz/. [4] Interní dokumentace: Katalog výrobků společnosti Rokospol a.s., z r. 2012
35
Vydal: Střední průmyslová škola a Obchodní akademie Uherský Brod www.spsoa-ub.cz Uherský Brod, červen 2012 Vytvořeno v rámci projektu Centrum vzdělávání pedagogů odborných škol, reg. č. CZ.1.07/1.3.09/03.0017 Podpořeno Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky prostřednictvím Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost
36
