Nátěrové hmoty zástupci Plasty, nátěrové hmoty a lepidla 12. a 13. přednáška

Rozpouštědlové nátěrové hmoty Obsahují pojivo rozpuštěné v organickém rozpouštědle Směs organických těkavých rozpouštědel a ředidel nebo anorganické ředidlo voda s příměsí organických těkavých látek vyšší jak 20 % směsi nátěrové hmoty VOC Organické těkavé látky „VOC“- lze definovat jako organické látky těkavé za normálních podmínek s bodem varu do 250°C mimo metan Rozpouštědlové nátěrové hmoty se rozdělují na: nátěrové hmoty tvořící nátěrový film fyzikálním zasycháním, (reversibilní změna) nátěrové hmoty tvořící nátěrový film chemickou reakcí a fyzikálním zasycháním (ireversibilní změna) [11][7]

Nitrocelulózové nátěrové hmoty CN, NC jedny z nejznámějších a donedávna nejvíce zpracovávaných nátěrových hmot při dokončování nábytku filmotvornou složkou je nitrát celulózy a syntetické pryskyřice rozpuštěné v organických rozpouštědlech se zvláčňovadly a dalšími aditivy lze je nanášet v několika vrstvách. nevýhodami jsou: malá odolnost jejich povrchové úpravy vůči působení vlhkého a suchého tepla i studených kapalin, propadání nátěrového filmu s časem

velký obsah organických rozpouštědel ve směsi nátěrové hmoty při nanášení, která se během zasýchání uvolňují do ovzduší a zatěžují svými emisemi životní prostředí. nátěrové hmoty „neperspektivní “.[10][7]

Polyuretanové rozpouštědlové jedno-složkové a dvousložkové nátěrové hmoty nátěrové hmoty tvořící nátěrový film chemickou polyadiční reakcí a fyzikálním zasycháním skládají se z reagujících alkyd/akrylátů, izokyanátů a rozpouštědel Rozdělujeme na: alifatické a aromatické polyuretany Pozitiva: vysoká odolnost vůči chemikáliím, hladký slitý povrch Negativa: relativně pomalé schnutí, omezená životnost směsi, toxicita CNO skupin, rozpouštědla nesmí obsahovat OH skupiny, nános druhého nánosu do 4 a po 24 h

vznikají reakcí výšemolekulárních vícefunkčních složek ditrizokyanátů s vícefunkčními alkoholy vysoušení a vytvrzování do teploty pouze 40°C rozeznáváme: jednosložkové, vytvrzují vzdušnou vlhkostí dvousložkové čisté kombinované s NC a akryláty [11][7] [1] Výrazný vliv na zdraví OSHA věnuje pozornost PUR, protože způsobují astma a iritaci kůže. Při práci s nimi nutný zvýšený přívod čistého vzduchu

Kyselinotvrditelné nátěrové hmoty jednosložkové a dvousložkové Nátěrové hmoty tvořící nátěrový film chemickou polykondenzační reakci reakcí a fyzikálním zasycháním Alkydové a aminopryskyřice, často kombinované s nitrocelulózou nebo akrylátovou pryskyřicí, se tuží paratoluensulfonovou kyselinu, (vytvrzování pojiva nátěrového filmu). Rozpouštědla se během polykondenzační reakce vypařují. Vytvrzování lze výrazně urychlit vyšší teplotou. [11][1]

Povrchová úprava nátěrovými kyselinotvrditelnými hmotami se vyznačuje výbornými odolnosti nátěrového filmu vůči vlhkému i suchému teplu i působení studených kapalin a snadnou zpracovatelnosti nátěrové hmoty. Velkou nevýhodou používání této skupiny nátěrových hmot představuje dlouhodobé uvolňování emisí volného formaldehydu do ovzduší vnitřního prostředí.

Voskové nátěrové hmoty Vosk=velký počet přírodních a syntetických organických sloučeniny s polymerním řetězcem delším než C16 a C18 napojených na mastné kyseliny. Při 20 °C jsou velmi křehké látky při mísení. Viskozita vosků s rozpustitelností je velmi závislá na teplotě. Bod tání je ale vždy nad 40 °C. Vosky tání bez destrukce polymerních řetězců. Voskové nátěrové hmoty rozdělujeme podle původu vosku, a to na voskové nátěrové hmoty: přírodního původu syntetického původů na bázi polyolefinu. Původ voskových nátěrových hmot má vliv na vlastnosti a způsob nanášení nátěrových hmot.

Olejové nátěrové hmoty Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR Techdrev - CZ.1.07/2.2.00/28.0019 Olejové nátěrové hmoty Pojivem je čistý vysychavý olej nebo olejovoprysyřičné pojivo (přechod mezi syntetickými NH) Oleje pro výrobu nátěrových hmot rozlišujeme: rostlinné, živočišné vysychavé (lněný, tungový dřevěný olej, tvrdý film 2-4 dny) rostlinné polovysychavé (sojový, slunečnicový, film měkčí a elastičtější) nevysychavé směsi různých kyselin s dlouhými řetězci esterifikovaných glycerolem, glycerinové estery vyšších alifatických mono-karboxylových kyselin, estery vznikají reakcí kyselin a alkoholů

nanáší hadry a štětci dobrá roztíratelnost laky žloutnou, neemitují emise, nebezpečí zahoření, v současné době návrat olejových nátěrových hmot nové generace nutnost malých nánosů nesnášenlivost a ne kombinovatelnost s jinými druhy nátěrových hmot v prostorech, kde jsou nanášeny a při tvorbě povrchové úpravy možnost nanášet ve více vrstvách, nepraskají, známé od 16. století

Alkydové, syntetické nátěrové hmoty Alcohol + Acid →Alkyd Alkydy jsou estery vícesytných alkoholů a mastných kyselin Známé jsou nitrokombinační připravené v kombinaci s nitrocelulózou Rozeznáváme: rozpouštědlové vodou ředitelné Vypalovací Málo používané, nevhodné kombinace s ostatními NH Vynikající odolnosti PÚ Nános štětcem, Velké emise rozpouštědel

Epoxidové nátěrové hmoty (E) Tyto nátěrově hmoty jsou postupně nahrazované vodou ředitelnými dvoukomponentními nátěrovými hmotami a polyuretanovými rozpouštědlovými nátěrovými hmotami. Po natuženi v předepsaném poměru se nanášejí stříkáním, nebo se natíráním štětcem. Mala pružnost nátěrového filmu, jeho postupně žloutnuti dané žloutnutím zabudovaného tužidla, odpařovaní organických rozpouštědel během nanášeni a zasycháni nátěrových filmů, škodlivě bazické působeni tužidel – aminů – na lidskou

Vysokosušinové nátěrové hmoty výhody: zlepšení konvenčních rozpouštědlových nátěrových hmot obsahují: více jak 65 % sušiny, méně než 420 g VOC v kg nátěrové hmoty při nanášení jsou naředěny tak, že mají méně než 50 % rozpouštědel filmotvorné složky: polymery dvousložkové PUR, AC-PUR, UP alkydové pryskyřice na vyšší úrovni s použitím reaktivních ředidel na bázi aduktů methylkrylátů a rostlinných olejů nevýhody při zachovávání starých způsobů nanášení, zejména při množství nánosu nátěrové hmoty

Vodou ředitelné nátěrové hmoty NH na bázi pryskyřic akrylátových, disperzí akrylátových, polyuretanových a alkydových rozpuštěných, nebo rozptýlených ve vodě . Rozpouštědla a ředidla: voda 10 – 65 % hm., 3 - 18% organických rozpouštědel = koalescentů, což je organické rozpouštědlo snižující dočasně MFT a Tg tvrdého polymeru při nanášení. tvorba nátěrového filmu: zasycháním, vytvrzovaním UV zářením 1-komponetních VŘNH, chem. reakcí 2-komponentích VŘNH UV zářením 2-komponentích VŘNH. .[10][8]

podmínky při nanášení vodou ředitelných nátěrových hmot: okolní teplota prostředí musí být mezi 18 – 22 °C, teplota dokončovaného povrchu nesmí být nižší než 15 °C, proces probíhá optimálně při vlhkosti vzduchu mezi 55 – 65 °C, je nutné, aby nanášecí zařízení, jednotlivé části a potrubí byly zhotoveny z korozně odolného materiálu vodou ředitelné nátěrové hmoty nesmějí být skladovány při teplotě pod 0 °C (poškození mrazem). Nová generace vodou ředitelné NH core-shell, tvrdý obal disperze, měkké jádro

Práškové povlakové hmoty Práškové povlakové hmoty vytváří nátěrový film: roztavením nanesených prášků na dokončované povrchu s následným ochlazením taveniny na dokončované ploše roztavením nanesených prášků na dokončované ploše s následným vytvrzením roztavených prášků UV zářením a ochlazením taveniny na dokončované ploše. Nanášené prášky jsou na bázi termoplastů. (zejména termoplastické UP) Postup při dokončování: předehřev dokončované plochy dílce na teplotu 50 -60C infračerveným záření a v teplo-vzdušných předehřívacích tunelech po dobu 2 minut, stříkání práškové nátěrové hmoty, tloušťka povlakového filmu 60-100 µm, teplota ve stříkacím boxu je teplota 50 až 60 C, zahřátí ploch s nánosem nízkotajících prášků pomocí krátkovlnného infračerveného záření ve spojení s konvenčními teplo-vzdušnými tunely.

Tavení prášků probíhá po dobu od 90 s do 3 minut při teplotě mezi 93C až 150C. Vytvrzování ultrafialovým zářením pomocí rtuťových i gháliových lamp po dobu 3 až 5 s. Může a nemusí být Dokončování práškovými nátěrovými hmotami představuje jednu z možností řešení problematiky snížení emisí VOC emitovaných při dokončování povrchových úprav .[10][8]

Ultrafialovým zářením (UV) a záření volným tokem elektronů (EBC) zářením vytvrzované vysokosušinové nátěrové hmoty bezrozpouštědlové nátěrové systémy: UV zářením vytvrzované nenasycené polyesterové nátěrové hmoty UV zářením vytvrzované akrylátové nátěrové hmoty UV zářením vytvrzované olejové nátěrové hmoty UV zářením vytvrzované práškové povlakové hmoty, jejichž aplikace a tvorba filmu zpravidla vyžaduje působení UV nebo EBC záření emitované příslušnými lampami strojního zařízení

Lihové nátěrové hmoty Používají se na dokončování výrobku ze dřeva již od staré Číny a v Evropě už od 16.století. Dříve se jako pojivové složky používalo různých pryskyřic rostlinného a živočišného původu (benzoe, sandarak, manila kopál a šelak). V současné době se uplatňuje šelak a vedle něj se používají butyrát celulózy, nitrát celulózy i syntetické pryskyřice. Mezi výrazné vlastnosti patří rychlé zasýchání, vysoký lesk, dobrá odolnost proti studeným kapalinám. Mezi předností lihových nátěrových hmot, patří jejich snadná zpracovatelnost, pěkný vzhled a zejména jejich ekologické vlastnosti. Lihové nátěrové hmoty včetně jejich ředidla nezatěžují životní prostředí i suroviny, z nichž se vyrábí, se připravují z obnovitelných zdrojů.

Antibakteriálního nátěrové hmoty Antibakteriální nátěrové hmoty vodou ředitelné s přídavkem nanokompozitů zejména na bázi oidu zinečnatého, stříbra, zlata Zabíjí bakterie, doba působnosti 4 roky

Přírodní pryskyřice Pryskyřice jsou to směsi látek, výměšky rostlin nebo hmyzu (kyseliny, alkoholy a estery, barviva, cukry, vosky a jiné látky) Balzámy jsou rostlinné výrony, které se dají vodní parou rozdělit na silici a netěkavý podíl pryskyřici, jsou to pryskyřice dispergované v těkavých silicích Fosilní pryskyřice Kopály, jantary fosilní pryskyřice na lak se musí roztavit při teplotě 300 až 380 °C, použití laky na podlahy, restaurátorské laky Recentní pryskyřice šelak, samičky mšic, Přírodní pryskyřice Bílý jantar pryskyřice stromu Vateria Indica, Mastix vytéká z kůry Pistacia lentius, zcela rozpustný v alkoholu, stářím žloutne a vlhkostí se zakaluje .[10][8]

Nanášení nátěrových hmot Stříkáním Poléváním Navlováním Oplachováním Máčením Dokončování ručním nanášením Nanášení v bubnu

Vodou ředitelné nátěrové hmoty NH na bázi pryskyřic akrylátových, disperzí akrylátových, polyuretanových a alkydových rozpuštěných, nebo rozptýlených ve vodě . Rozpouštědla a ředidla: voda 10 – 65 % hm., 3 - 18% organických rozpouštědel = koalescentů, což je organické rozpouštědlo snižující dočasně MFT a Tg tvrdého polymeru při nanášení. tvorba nátěrového filmu: zasycháním, vytvrzovaním UV zářením 1-komponetních VŘNH, chem. reakcí 2-komponentích VŘNH UV zářením 2-komponentích VŘNH.

podmínky při nanášení vodou ředitelných nátěrových hmot: okolní teplota prostředí musí být mezi 18 – 22 °C, teplota dokončovaného povrchu nesmí být nižší než 15 °C, proces probíhá optimálně při vlhkosti vzduchu mezi 55 – 65 °C, je nutné, aby nanášecí zařízení, jednotlivé části a potrubí byly zhotoveny z korozně odolného materiálu vodou ředitelné nátěrové hmoty nesmějí být skladovány při teplotě pod 0 °C (poškození mrazem). Nová generace vodou ředitelné NH core-shell, tvrdý obal disperze, měkké jádro

Práškové povlakové hmoty Práškové povlakové hmoty vytváří nátěrový film: roztavením nanesených prášků na dokončované povrchu s následným ochlazením taveniny na dokončované ploše roztavením nanesených prášků na dokončované ploše s následným vytvrzením roztavených prášků UV zářením a ochlazením taveniny na dokončované ploše. Nanášené prášky jsou na bázi termoplastů. (zejména termoplastické UP) Postup při dokončování: předehřev dokončované plochy dílce na teplotu 50 -60C infračerveným záření a v teplo-vzdušných předehřívacích tunelech po dobu 2 minut, stříkání práškové nátěrové hmoty, tloušťka povlakového filmu 60-100 µm, teplota ve stříkacím boxu je teplota 50 až 60 C, zahřátí ploch s nánosem nízkotajících prášků pomocí krátkovlnného infračerveného záření ve spojení s konvenčními teplo-vzdušnými tunely.[11][10][7]

Postup při dokončování: předehřev dokončované plochy dílce na teplotu 50 -60C infračerveným záření a v teplovzdušných předehřívacích tunelech po dobu 2 minut, stříkání práškové nátěrové hmoty, tloušťka povlakového filmu 60-100 µm, teplota ve stříkacím boxu je teplota 50 až 60 C, zahřátí ploch s nánosem nízkotajících prášků pomocí krátkovlnného infračerveného záření ve spojení s konvenčními teplovzdušnými tunely.[11][10][

Tavení prášků probíhá po dobu od 90 s do 3 minut při teplotě mezi 93C až 150C. Vytvrzování ultrafialovým zářením pomocí rtuťových i gháliových lamp po dobu 3 až 5 s. Může a nemusí být Dokončování práškovými nátěrovými hmotami představuje jednu z možností řešení problematiky snížení emisí VOC emitovaných při dokončování povrchových úprav .[10][8]

Stříkání Konveční, vzduchové neboli pneumatické nanášení stříkáním spočívá v použití stlačeného vzduchu na rozdělení nátěrové hmoty do drobných kapek a unášení rozprášených malých částic nátěrové hmoty z trysky stříkací pistole na dokončovanou plochu stříkaného předmětu. Tento způsob nanášení je vhodný pro dokončování výrobků ze dřeva, ale vyžaduje zdroj stlačeného vzduchu. HVPL modifikované pneumatické stříkání s nízkým tlakem, ale velkým objemem protékaného vzduchu, který se používá na rozprášení nátěrové hmoty. (HVLP High Volume Low) .[10][8]

Vysokotlaké (airless) stříkání používá vzduch pouze k pohonu čerpadla, s jehož pomocí se zvyšuje tlak v pístovém čerpadle, podle podmínek až na 200 barů na nátěrovou hmotu tak, aby se pomocí tryskové soustavy rozprášila v ústí nanášecí postole. Při vysokotlaké stříkání se nanáší: nátěrová hmota o vyšší hustotě snížení ztrát nátěrové hmoty prostřikem menší spotřeba vzduchu. Stříkání airless se vyznačuje také ostrým ohraničením tvaru paprsku i nedostatečnou jemností rozprášení. Zařízení pro vysokotlaké stříkání patří mezi finančně náročné zařízení, vyžaduje velké množství nátěrové hmoty potřebné pro naplnění zásobní nádoby a neumožňuje dokončování malých tvarově složitých výrobků .

Airmix (AIR-PLUS, AIRASSIST) kombinuje vzduchové stříkání se stříkáním vysokotlakým. Nátěrová hmota se rozprašuje vysokým tlakem, avšak okraje stříkacího paprsku jsou následně rozrušeny přídavných vzduchem, přiváděným do trysky stříkací pistole na vzduchový rozprach unášené nátěrové hmoty. Tento způsob stříkání je vhodný i pro dokončování tvarově složitých výrobků, ale ostatní nevýhody způsobu nanášení airless zůstávají

Nanášení válcem tmel, základní lak a barva, vrchní lak 95 – 100 Způsob nanášení Účinnost Množství nánosu Poznámky Nanášení válcem tmel, základní lak a barva, vrchní lak 95 – 100 25 – 60 20 - 30 3-8 Rovnost a náročnost na jeho přípravu povrchu Stříkání, konvenční 30 – 60 30 -150 Velké množství přestřiku Stříkání, HVLP 40 – 75 Nanášení nízkoviskózních mořidel ale i dalších nátěrových systémů Stříkání za horka 40 – 60 250 Nanášení vysokosušinových nátěrů, také použitelné pro stříkání horkým voskem Airless stříkání Stříkání vhodné pro pigmentové nátěrové hmoty, nevhodné pro mořidla Airmix stříkání 35 – 50 180 Vhodné pro všechny druhy nátěrových hmot Stříkání, elektrostatické kapalné barvy 50 – 70 Nutno brát v úvahu elektrickou vodivost Stříkání, elektrostatické práškové barvy 80 – 95 Nutno brát v úvahu elektrickou vodivost. V současnosti použitelné jen pro MDF Polévání 95 60 – 250 Rovné dílce, nejkvalitnější nátěrový film Vacumat technika Aplikovatelné pouze na úzké části a hrany, vodou ředitelné a vysokosušinové nátěry vytvrzované UV zářením, nutno zvažovat tvarové řešení dílu Máčením 80-90 60 – 200 Malé dílce se složitými tvary bez ostrých hran , výstupků a dutin Oplachování, zaplavování 90 Dokončování dílců složitých tvarů mořidly a nátěrovými hmotami nízkosušinovými