Nátěrové hmoty (nátěrové hmoty) – vícesložkový systém, který se nanáší v tekuté nebo práškové formě na předem připravený povrch a po zaschnutí (vytvrzení) vytvoří odolný film, který dobře přilne k podkladu. Výsledný film se nazývá nátěr. Nátěrové materiály se používají k ochraně kovů a jiných typů výrobků před vlivem vnějších škodlivých faktorů (vlhkost, plyny, vzduch atd.), Dodávají povrchu dekorativní vlastnosti.
Vlastnosti barev a laků
Vlastnosti barev a laků lze rozdělit na fyzikálně-chemické, chemické a malířsko-technické.
Fyzikálně-chemické vlastnosti barev a laků implikují viskozitu, krycí schopnost, hustotu a rychlost tuhnutí (schnutí) filmu.
Chemické vlastnosti barev a laků zahrnují procento složek, množství plniv, filmotvorných činidel, ve vodě rozpustných solí, rozpouštědel atd.
Nátěrové a technické vlastnosti charakterizují snadnost práce s nátěrovými hmotami, tzn. tekutost, přetékání, aplikace, stupeň mletí, hustota.
Vlastnosti nátěrových hmot a laků
Nátěry – film vzniklý vysycháním laků. Takové fólie musí také splňovat určité požadavky a mít určité vlastnosti:
– dekorativní (vzhled, barva nátěru, lesk);
– chemická (odolnost při působení atmosféry, agresivních plynů, zásad, kyselin, různých chemických roztoků, vody, olejů, oleje, benzínu, emulzí, mýdlového roztoku);
– fyzikální a chemické (odolnost proti opotřebení, pevnost, tvrdost, pružnost, pevnost v ohybu, adheze);
– ochranné (odolnost v různých atmosférických podmínkách, tepelná odolnost, odolnost proti světlu, mrazuvzdornost);
– malířské a technické (dobré pro broušení, leštění, čištění);
– speciální barvy a laky musí mít další specifické vlastnosti.
Barvy a laky jsou široce používány k ochraně kovů před korozí.
Druhy barev a laků (laků)
Podle účelu a složení se barvy a laky obvykle dělí na: laky, barvy, emaily, základní nátěry, tmely.
Laky jsou roztoky filmotvorných látek v rozpouštědlech (nebo vodě), které po zaschnutí vytvoří jednotný, tvrdý, průhledný (kromě bitumenového laku) nátěr. Jejich složení neobsahuje pigmenty ani plniva.
Barvy jsou suspenze pigmentů ve filmotvorných látkách, které po zaschnutí tvoří neprůhledný stejnoměrný povlak.
Smalt je suspenze pigmentů a plniv v laku, která po zaschnutí vytvoří neprůhledný tvrdý povlak s různou strukturou a leskem.
Primer je suspenze pigmentů s plnivy ve filmotvorné látce, která po zaschnutí vytvoří stejnoměrný, neprůhledný film.
Tmel je směs plniv, pigmentů a filmotvorných látek, pastovitá viskózní hmota, určená k vyplnění povrchových defektů a dodání jednotné textury.
Složení barev a laků
Hlavními složkami barev a laků (nátěrové hmoty) jsou filmotvorná činidla, pigmenty, plniva, změkčovadla, rozpouštědla, sušidla a přísady.
Filmotvorné barvy a laky jsou vícesložkový systém, po jehož nanesení na povrch se v důsledku fyzikálních a chemických procesů vytvoří souvislý film pevně přilnutý k podkladu. Filmotvorné prostředky musí vázat plniva s pigmenty v nátěrových hmotách, být rozpustnými organickými rozpouštědly, zajišťovat dobrou přilnavost nátěru k podkladu a po zaschnutí vytvářet pevný ochranný film.
Mezi filmotvorné látky patří: polymerační pryskyřice (na bázi akrylátů, metakrylátů, vinylchlorid atd.), polykondenzační pryskyřice (alkydové, polyuretanové, epoxidové, organosilikonové, formaldehydové), přírodní pryskyřice (kalafuna, bitumen, asfalt, kopál), rostlinné oleje talový olej, mastné kyseliny a ethery celulózy.
Podívejme se na některé typy tvůrců filmu.
Alkydové pryskyřice
Alkydové pryskyřice zaujímají čestné první místo mezi filmotvornými látkami nejen v domácím, ale i v zahraničním průmyslu barev a laků. Jedná se o polyestery, které mají rozvětvenou strukturu. Jsou produkty nedokonalého zpracování jednosytných mastných kyselin a vícesytných kyselin a alkoholů.
Alkydové pryskyřice jsou klasifikovány v závislosti na alkoholu použitém k jejich výrobě. Existují alkydové pryskyřice na bázi glycerinu (glyftalová), etriolu (ethriftalová), pentaerythritolu (pentaftalová) a xylitolu (xyftalová).
Aby alkydová pryskyřice měla dobrou rozpustnost a hotový nátěrový nátěr byl voděodolný a elastický, upravuje se mastnými kyselinami nebo oleji rostlinného původu. Proto se také alkydové pryskyřice dělí na nevysychavé a vysychavé. Obsah oleje může být velmi rozdílný, až 70 %. Existují extra libové (až 34 % olejů), libové (od 35 do 45 %), středně tučné (46 – 55 % olejů) a mastné (od 56 do 70 %). Nejlepší ochranné vlastnosti mají pentaftalové alkydové pryskyřice s obsahem oleje asi 60 – 65 % a glyftalu 50 %. Je také nutné vědět, že při daném obsahu tuku propustnost vody a rychlost schnutí fólie velmi závisí na typu použitého rostlinného oleje. Závislost lze popsat následujícími řadami (v sestupném pořadí): tung > oitisic > lněné semínko > dehydratovaný ricinový olej > sója > slunečnice.
Oleje jsou seřazeny v opačném pořadí podle světlostálosti. Tyto údaje se používají pro výrobu jakýchkoli alkydových barev a laků. Výjimkou jsou primery, k jejichž výrobě se používají tungové a lněné oleje. Směsi primerů se totiž používají jako mezivrstva, která není vystavena slunečnímu záření.
Alkydové sloučeniny se používají v kombinaci s některými dalšími polykondenzačními a polymerizačními pryskyřicemi a nitráty celulózy. Takové pryskyřice se v závislosti na použité modifikační látce dělí na: alkyd-melaminové, alkyd-močovinové, alkyd-epoxidové, alkyd-styrenové, uralkydové, alkyd-polyorganosiloxanové a alkyd-akrylové. Spojují vlastnosti modifikující složky a alkydové pryskyřice.
Alkydové pryskyřice se dělí na: ve vodě rozpustné (vodou ředitelné) a ve vodě nerozpustné. A také na: zředěné organickými rozpouštědly a rozpustné v nich.
V dnešní době se nejvíce používají vodou ředitelné (vodou ředitelné) barvy a laky. Oproti barvám a lakům na bázi organických rozpouštědel mají nepopiratelné výhody, protože. nepoškozují lidské tělo a jsou bezpečné proti ohni. Vodou ředitelné pryskyřice tvoří při interakci s aminoformaldehydovými nebo fenolformaldehydovými pryskyřicemi rozpustnými ve vodě, které působí jako tužidla, film.
Alkydové pryskyřice ředěné vodou se používají k výrobě vodou ředitelných emailů a primerů. Glyftové pryskyřice ředěné organickými rozpouštědly se používají při výrobě tmelů, základních nátěrů a emailů pro interiérové práce. Pentaphthalic – pro emaily a laky určené pro použití v mírném podnebí, ve volné přírodě. Ze schnoucích alkydových pryskyřic se vyrábí také schnoucí oleje, laky, emaily, základní nátěry, tmely schnoucí za tepla i za studena.
Na trzích barev a laků lze nalézt tyto značky nemodifikovaných laků a pryskyřic na alkydové bázi: – pryskyřice – VPFL-50, FK-135, FK-42, PGF-SIN-34; – laky – PF-060N, PF-060V, PF-053N, PF-053V, GF-01, GF-019, GF-046, GF-072, V-Ep-0179 atd.
Pigmenty – Jedná se o barevné prášky s vysokou disperzí. Voda a filmotvorné látky je nerozpouští. Pigmenty se používají hlavně k dekorativním účelům, k doplnění barvy a lesku do barev, základních nátěrů a emailů. Ale kromě toho se pigmenty vyznačují některými užitečnými vlastnostmi, které ovlivňují konečný produkt: světlostálost, chemická odolnost a odolnost proti povětrnostním vlivům, smáčivost, dispergovatelnost, olejivzdornost, krycí schopnost, krystalická struktura a schopnost interakce s činidly tvořícími film.
Pigmenty v barvách a lacích lze podle původu rozdělit na syntetické a přírodní a podle chemického složení na organické a anorganické.
Anorganické pigmenty zahrnují oxid titaničitý, oxid zinečnatý, lithopon (dává bílou), okrová (žlutá), železná glazura, ultramarín (modrá), červené olovo, oranžová koruna, mumna (červená), měděnka, oxid chromitý (zelená). Jak vidíte, většina anorganických pigmentů jsou kovové soli, oxidy, hydroxidy, které mají krystalickou strukturu.
Mezi organickými pigmenty lze rozlišit ftalocyanin, antrachinon, azopigmenty a diazopigmenty.
Některé pigmenty mohou poskytnout barvám další prospěšné vlastnosti. Například při dostatečně velkém naplnění nátěrových hmot kovovými pigmenty se povlak stává elektricky vodivým a tepelně vodivým. Při plnění nátěrového materiálu zinkovým prachem jej lze použít jako ochranný základní nátěr.
Výplň je suchá anorganická látka nerozpustná v disperzním prostředí. Používají se jako přísady do pigmentů pro jejich úsporu a snížení nákladů na barvy a laky. Plniva se přidávají pouze do krycích barev a laků (základní nátěry, emaily). Správným výběrem systému pigment-plnivo lze vlastnosti barev a laků zlepšit. Dodávají barvám a lakům určitou viskozitu, zlepšují slévatelnost, zabraňují usazování pigmentů na dně nádrže, zvyšují pevnost a odolnost hotového nátěru vůči povětrnostním vlivům.
Jako plniva se používá mastek, slída, dolomit, křída, baryt, kalcit a kaolin. Nejpoužívanějšími plnidly jsou plniva s vysokým stupněm bělosti, disperze, nízkým obsahem ve vodě rozpustných nečistot, nízkou tvrdostí, hustotou a nízkou nasákavostí oleje.
Většina plniv barev jsou přírodní materiály, jen malý podíl tvoří syntetické (srážená křída, blancfix).
Plastifikátory – prakticky netěkavé organické látky, které se přidávají do filmotvorného činidla, aby dodaly zaschlým nátěrovým materiálům pružnost. Jako změkčovadla se používají ftaláty, fosfáty, ricinový olej, sovol, sebakáty aj.
Rozpouštědla – těkavá organická kapalina nebo směs kapalin, která se používá k rozpouštění filmotvorných činidel a dodává lakovacím materiálům požadovanou konzistenci. Patří mezi ně alkoholy, ethery, ketony a uhlovodíky.
sušičky – mýdlová sloučenina určitých kovů v rozpouštědlech nebo (méně běžně používané) sloučeniny ve formě oxidů. Sušičky se používají k urychlení procesu schnutí barvy a laku. Sušidla zahrnují kobalt, mangan, olovo, linoleáty, naftenáty, rezináty atd.
Přísady – látky propůjčující barvám a lakům určité vlastnosti. Za aditiva se považují různá tužidla, emulgátory, stabilizátory, urychlovače, iniciátory a mnoho dalšího.
Hlavním účelem barev a laků je chránit materiály před zničením, například kovy před korozí, dřevo před hnilobou a dekorativní povrchovou úpravu výrobků. Existují také barvy a laky pro speciální účely – elektroizolační, zářivkové, termoindikační, žáruvzdorné, benzínu a oleji atd.
Vlastnosti nátěrových hmot a laků jsou dány složením nátěrových hmot (druh filmotvorných látek, pigmentů atd.), jakož i strukturou nátěrů, které se ve většině případů skládají z několika vrstev.
Všechny barvy a laky jsou klasifikovány podle tří kritérií:
chemická klasifikace, je založena na povaze filmotvorné látky.
MA – olejové barvy
PF – pentaftalové barvy
GF – glyftalové barvy
KO – organokřemičité barvy
NT – nitrocelulózové barvy
AU – alkyd-uretanové barvy
BT – bitumenové barvy
HV – perchlorovinylové barvy
AK – polyakrylové barvy
UR – polyuretanové barvy atd.
2 – omezená odolnost proti povětrnostním vlivům (vnitřní práce)
5 – speciální (antiadhezivní)
0 – základní nátěry, lakové polotovary
Tohoto zařazení se drží pouze tuzemští výrobci, dovážené barvy a laky mají nejčastěji svůj název (příklad Luya, Harmony), který nijak nevypovídá o povaze původu a primárním účelu. Charakter původu a určení je uvedeno na etiketě nebo v katalogu daného výrobce.
Evropská technologie výroby barevných barev a laků se také liší od domácích technologií.Tuzemští výrobci vyrábějí především barvy a emaily, které mají určitou barvu – bílá, červená, modrá atd. Pro výrobu barevného emailu a barvy používají evropští výrobci především dvě báze A a C, existuje i mezibáze B.
Báze A je bílý základní email (barva), tento email má výhradně bílou barvu a používá se také jako bílý email. Smalty pastelových barev se připravují na bázi A.
Báze B je bílý smalt, ale není výhradně bílý, na jeho základě se získávají středně syté barvy.
Báze C je báze A, ale bez bílého pigmentu, z této báze se získávají intenzivně barevné emaily. Tato schopnost používat různé báze umožňuje připravit více než 7000 XNUMX barevných emailů.
Barvy– možná je to suspenze pigmentu v látce tvořící film. sušicí olej, lepidlo, různé disperze.
Лаки– filmotvorné roztoky syntetických nebo přírodních pryskyřic nebo polymerů v organických rozpouštědlech nebo vodě.
Smalt — jsou suspenzí pigmentů nebo jejich směsí s plnivy v laku.
základní nátěr– jedná se o suspenze pigmentů nebo jejich směsi s plnivy v roztoku filmotvorné látky, po vytvrzení tvoří souvislý homogenní pevný film. Základní nátěry jsou určeny k nanesení první ochranné vrstvy nátěru.
Na základní nátěry jsou kladeny následující požadavky, musí zajistit vysokou přilnavost k podkladu a vysokou korozní odolnost nátěru:
základní nátěry pro převod rzi
Tmel je hustá viskózní hmota sestávající ze směsi pigmentů a plniv rozptýlených ve filmotvorném činidle. Používá se k vyrovnání povrchu a používá se na vadná místa.
Jedním z nejběžnějších typů barev a laků jsou alkydy (PF, GF).
Modifikované alkydové barvy a laky tvoří povlaky s dobrými dekorativními a ochrannými vlastnostmi, vysokou tvrdostí a odolností vůči povětrnostním vlivům. Lze je používat dlouhodobě v atmosférických podmínkách i v interiéru. Proto jsou široce používány v průmyslu, dopravě a pro domácí účely. Sortiment alkydových materiálů zahrnuje asi 50 značek emailů.
