Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Hodnocení přilnavosti nátěrů Diplomová práce Vedoucí práce: Doc. Ing. Marta Ščerbejová, CSc. Vypracoval: Bc. Zdeněk Přikryl Brno 2009

2 zadání 1

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Hodnocení přilnavosti nátěrů vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně. dne. podpis diplomanta. 2

4 PODĚKOVÁNÍ: Děkuji paní docentce Ščerbejové, vedoucí mé diplomové práce za odborné vedení, všestrannou pomoc, cenné rady a připomínky. Děkuji i panu Ing. Jiřímu Votavovi Ph.D. za zhotovení fotografické dokumentace. 3

5 ABSTRAKT Cílem této diplomové práce je provést hodnocení přilnavosti vodou ředitelných a syntetických nátěrů mřížkovou a odtrhovou metodou na ocelovém a pozinkovaném podkladu. Měření přilnavosti probíhalo ve dvou fázích. Pro první fázi (experiment A) byly na zkušební vzorky z ocelového plechu naneseny nátěry ze dvou vodou ředitelných ů, tří syntetických ů a jednoho dvouvrstvého nátěrového systému. V druhé fázi (experiment B) byly zkušební vzorky vyrobeny z ocelového a pozinkovaného plechu. K ověření výsledku experimentu A byl vybrán jeden vodou ředitelný a jeden syntetický . Pro porovnání přilnavosti nátěrů k pozinkovanému plechu byl vybrán syntetický S 2810, který je výrobcem doporučen právě pro pozinkovaný plech. Hodnocení přilnavosti probíhalo před a po ukončení zkoušek v komorách s atmosférami SO 2 a NaCl, u experimentu B pouze v komoře s NaCl. V obou fázích byla naměřena větší přilnavost u vzorků s vodou ředitelnými nátěrovými hmotami. Pozinkovaný plech měl pozitivní vliv na velikost přilnavost nátěrů. Klíčová slova: přilnavost, nátěrová hmota, koroze, korozní zkoušky. ABSTRACT The thesis deals with evaluation of adhesion of the water-diluted and synthetic coating compositions. The coating compositions were tested on the steel and zinccoated plate using the cross-hatch test and the peel test. The measurement was divided in two phases. The samples for the first phase (experiment A) were made of the steel plate. Two water-diluted enamel paints, three synthetic enamel paints and one two-layer coating system were applied on the samples for experiment A. The samples for the second phase (experiment B) were made of the steel and zinc-coated plate. One water-diluted and one synthetic enamel paints were chosen to verify results of experiment A. The adhesion on the zinc plate was compared using the synthetic enamel paint S 2810 which is recommended by the manufacturer. The classification of adhesion was performed before and after the test in the chamber with atmosphere of SO 2 and NaCl for the experiment A and in the chamber with atmosphere of NaCl for the experiment B. 4

6 The results show that the adhesion is bigger by the samples with water-diluted coating compositions. The zinc-coated plate has the positive influence on the quality of the adhesion of the coating compositions. Keywords: adhesion, coating compositions, corrosion, corrosion tests. 5

7 OBSAH ÚVOD CÍL PRÁCE SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY Definice koroze a její rozdělení Definice koroze Základní rozdělení koroze Ochrana proti korozi Způsoby ochrany proti korozi Úprava povrchu před povrchovou ochranou Nátěrové hmoty Rozdělení nátěrových hmot Složení nátěrových hmot Značení nátěrových hmot a jejich charakteristika Hodnocení ochranné účinnosti povrchových ochran nátěrovými hmotami Rozdělení korozních zkoušek Požadavky na zkušební vzorky a jejich příprava Metody pro zkoušení přilnavosti povlaků a nátěrových hmot MATERIÁL A METODIKA Materiál zkoušek Příprava zkušebních vzorků Charakteristiky použitých nátěrových hmot Metodika zkoušek Měření tloušťky nátěrů Stanovení odolnosti v neutrální solné mlze Stanovení odolnosti vlhkým atmosférám s SO Mřížková zkouška Odtrhová zkouška přilnavosti HODNOCENÍ VÝSLEDKŮ A DISKUZE Výsledky zkoušek

8 4.1.1 Experiment A Dvouvrstvý nátěrový systém PRAGOPRIMER S INDUSTROL S Syntetický HOSTIVAŘ S 2131Z Syntetický FEST-B S Syntetický HOSTAGRUND S Vodou ředitelný ETERNAL ANTIKOR SPECIAL V Vodou ředitelný BALAKRYL ANTIKOR V Experiment B Syntetický HOSTAGRUND S Vodou ředitelný ETERNAL ANTICOR SPECIAL V Syntetický FORMEX EXTRA S Shrnutí výsledků a diskuze ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK

9 ÚVOD Kovové výrobky najdeme téměř na každém kroku. Pro své výhodné vlastnosti, zejména pevnost, tvrdost a poměrně snadné zpracování, provázejí kovy člověka již od pradávna. Nejrozšířenější z nich ocel, zinek, měď a hliník však bývají vlivem atmosférických podmínek a průmyslového prostředí znehodnocovány korozí. Natírání kovů nátěrovými hmotami je nejrozšířenějším a nejjednodušším způsobem, jak těmto nežádoucím vlivům předcházet a zvýšit tak životnost výrobků při současném zvýšení vzhledových vlastností. Volba správného nátěrového systému vzhledem k provozním podmínkám pochopitelně zásadně ovlivňuje jeho životnost i ochranné vlastnosti. V současné době je na trhu široká nabídka kvalitních zahraničních i tuzemských nátěrových hmot, kterými lze zhotovit organické povlaky se zaručenými vlastnostmi. Zlepšení vlastností nátěrů směřuje většinou k prodloužení praktické užitnosti produktu. Nicméně je potřeba podotknout, že sebelépe navržená povrchová úprava z kvalitních materiálů nemusí přinést požadovaný výsledek. Nezbytnou podmínkou je dodržení předepsaných postupů a zajištění kontroly kvality jak při přípravě podkladu, tak při nanášení samotného nátěrového systému. Zkoušky přilnavosti povlaků vytvořených z nátěrových hmot se provádí pro zjištění skutečného parametru přilnavosti mezi jednotlivými vrstvami nátěrových hmot nebo mezi povlakem a samotným povrchem. 8

10 1 CÍL PRÁCE Cílem této diplomové práce je provést hodnocení přilnavosti nátěrů mřížkovou a odtrhovou zkouškou a provedení analýzy se zaměřením na metody hodnocení přilnavosti a typ nátěrové hmoty. Zkoušenými nátěry jsou jak syntetické nátěrové hmoty, tak i vodou ředitelné nátěrové hmoty. Jako podkladový materiál byl použit ocelový a pozinkovaný plech. Před začátkem hodnocení výsledků měření byly stanoveny následující předpoklady: větší přilnavost vodou ředitelných nátěrových hmot; srovnatelné výsledky odtrhové a mřížkové zkoušky; u pozinkovaného plechu obecně nižší přilnavost, větší přilnavost nátěrů určených speciálně pro tento podklad. Součástí hodnocení výsledků pak bude potvrzení nebo vyvrácení uvedených předpokladů. 9

11 2 SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY 2.1 Definice koroze a její rozdělení Definice koroze Koroze je definována jako nežádoucí a nevratné rozrušování kovu chemickými, elektrochemickými, případně biologickými vlivy okolního prostředí. Koroze kovů je velmi závažným ekonomickým problémem, neboť ztráty způsobené korozí se neustále zvyšují. Nemalou měrou k tomu přispívá i rostoucí agresivita průmyslovými exhaláty znečištěného prostředí. Pro snížení důsledků korozního působení je třeba hledat stále nové technologie. Podle ČSN ISO 8044 je koroze kovů označení pro fyzikálně-chemickou interakci kovu a prostředí vedoucí ke změnám vlastností kovu, které mnohdy vyvolávají zhoršení funkce kovu, prostředí nebo technického systému, jehož složkami jsou kov a prostředí. Korozí se také rozumí rozrušování organických materiálů, především plastů a pryží, vlivem působení kyselin, zásad, rozpouštědel, paliv apod. Je-li pro tyto materiály znehodnocujícím prostředím atmosféra, označuje se tento proces jako stárnutí (Kříž, Vávra, 1998). Korozní poškození z technického hlediska může způsobit: změny mechanických vlastností (pevnost, pružnost); změny fyzikálních vlastností (magnetických, elektrických, tepelných); změny geometrie povrchu. V boji proti korozi je třeba znát mechanismus korozních dějů, činitele ovlivňující průběh koroze a chování kovů v různých korozních podmínkách, abychom mohli korozní ztráty snížit správnou volnou materiálu a správně volenou ochranou pro dané prostředí (Ščerbejová, 1993). Pro vznik a průběh koroze kovů v přírodních podmínkách je nutná přítomnost vody a kyslíku. Již při relativní vlhkosti vzduchu kolem % se vytváří tenká adsorpční vrstvička vody na povrchu kovu a může docházet ke korozi oceli. Hodnota relativní 10

12 vlhkosti, při které dochází ke korozi oceli, značně závisí na znečištění ovzduší agresivními látkami (např. oxid siřičitý, chlorid sodný aj.) a také na teplotě (Kubátová, 2000) Základní rozdělení koroze Podle podstaty korozních dějů rozdělujeme korozi na (Ščerbejová, 1993): chemickou nastává vzájemným působením kovu a korozního prostředí, kterými jsou nevodivé kapaliny a plyny; elektrochemickou jde o rozrušování kovů s různým elektrickým potenciálem za vzniku elektrického proudu, který se mění na teplo. Základním předpokladem je přítomnost elektricky vodivých roztoků nebo tavenin, tzv. elektrolytů; biologickou probíhá za přítomnosti bakterií, plísní a hub, které způsobují chemické a elektrochemické změny na povrchu kovu. Podle prostředí, ve kterém koroze probíhá: v atmosféře korozní děj probíhá pod velmi tenkovrstvou vody, nasycené rozpustnými složkami atmosféry, zejména oxidem siřičitým, oxidem uhelnatým, oxidem uhličitým, amoniakem, chlorovodíkem a aerosoly; v kapalinách především ve vodním prostředí; v půdě vlastním korozním prostředí je kapalná fáze půdy, která půdě dává elektrickou vodivost; ve specifických prostředích např. v prostředí průmyslových hnojiv a chemikálií, v prostředí živočišné výrobě nebo v motorech s vnitřním spalováním. Podle vzhledu korozního poškození rozlišujeme korozi: rovnoměrnou probíhá téměř stejnou rychlostí na celém povrchu; nerovnoměrnou napadena je pouze část povrchu, dále lze rozdělit na: o bodovou místní napadení, které postupuje do hloubky bez zvětšení šířky; o důlkovou vznik korozních důlků, např. pod korozními produkty; 11

13 o skvrnitou nerovnoměrné poškození způsobené různou aktivitou korozního prostředí; o nitkovou vzniká pod ochrannými povlaky, nepostupuje do hloubky, ale sleduje povrch, způsobuje puchýře na povrchu povlaku; o mezikrystalovou postupuje po hranicích zrn do hloubky bez hmotnostního úbytku při úplné ztrátě mechanických vlastností; o transkrystalovou projevuje se lomem zrn napříč a do hloubky, v účincích se podobá korozi mezikrystalové; o selektivní projevuje se napadením jedné fáze slitiny; o extrakční poškozuje některé fáze u slitin s vícefázovou strukturou, je provázena změnou struktury mřížky. Zejména strojní zařízení pracující v korozním prostředí podléhají často zvýšenému koroznímu rozrušení, působí-li současně i jiné vlivy, hlavně různé formy mechanického namáhání (Hluchý, Vaněk, 1998). Druhy koroze podle kombinace s vnějšími činiteli: koroze při mechanickém namáhání - napětí se soustřeďuje ve vrubech nebo na hranicích zrn, kde se tím zmenšuje elektrodový potenciál. Napadení proniká do značné hloubky materiálu, pevnost rychle klesá bez pozorovatelných změn na povrchu kovu, např. rychlá koroze v ohybech kotlových trubek; korozní únava vzniká tehdy, je-li materiál namáhán jakýmkoli druhem střídavého namáhání za současného vlivu korozního prostředí. Materiál se porušuje již při menším napětí, než odpovídá mezi únavy; vibrační koroze vzniká, jestliže se po sobě tře ocel s jakýmkoli materiálem za současného vibračního pohybu při mezních hodnotách součinitele tření. Vyskytuje se nejčastěji u ložisek vodních turbín; korozní praskání kovů vzniká při současném působení korozního prostředí a mechanického namáhání tahem. Projevuje se vznikem trhlin, které se rozkládají kolmo na směr působení tahových pnutí a mají mezikrystalový, transkrystalový nebo smíšený charakter; koroze bludnými proudy nazývaná taky elektrokoroze, vzniká všude, kde vzniká nekontrolovaný (bludný) proud z kladného pólu do zařízení a v jiném místě je opět opouští. Místo, kde proud vystupuje, je anodou a nastává na 12

14 něm značné rozpouštění kovu, koroze. Nejčastějším zdrojem bludných proudů jsou elektrické dráhy. 2.2 Ochrana proti korozi Způsoby ochrany proti korozi Základní podmínkou volby a optimalizace systému protikorozní ochrany je poznání konkrétního korozního systému výrobek prostředí a v něm probíhajících korozních procesů. Potřeba řešit ochranu proti korozi tedy vzniká již ve fázi návrhu, kdy lze rychlost koroze výrobků či zařízení omezit několika způsoby: volba konstrukčního materiálu musí být provedena nejen s ohledem na schopnost plnit požadované funkční požadavky, ale i s ohledem na jeho korozní stálost v daném prostředí při zvážení ekonomických aspektů; konstrukční řešení správné navržení konstrukce výrobku je základem všech opatření k zajištění jeho odolnosti proti korozi a klimatickým vlivům. Mezi nejčastější chyby patří např. místní přehřívání materiálu, soustřeďování usazenin, nevhodné tvary z hlediska předpokládané ochrany povlaky, nevhodné provedení svarů či nevhodná kombinace korozních a mechanických namáhání (Hluchý, Vaněk, 1998); úprava korozního prostředí jde především o odstranění rozhodující agresivní složky v prostředí, zamezení kondenzace vzdušné vlhkosti, přidáním ochranné (inhibiční) látky a úpravou vzduchu v uzavřených prostorách nebo v obalech parami vypařovacích inhibitorů (Kříž, Vávra, 1998); vlastní ochrana proti korozi lze provádět elektrochemicky nebo pomocí ochranných povlaků o elektrochemická ochrana spočívá v záměrné změně potenciálu kovu vůči danému elektrolytu. Tím, že ovlivňuje polarizaci kovu, chráníme jej proti korozi. Rozeznáváme dva způsoby: katodickou ochranu v důsledku katodické polarizace je chráněný kov převeden do stavu, ve kterém koroze neprobíhá, tzv. stav imunity; 13

15 anodická ochrana v jejím důsledku je chráněný kov převeden do stavu, kdy je kov proti korozi odolný, tzv. stav pasivity (Hluchý, Vaněk, 1998) o ochranné povlaky Podle účelu použití rozlišujeme: povlaky ochranné vrstvy vytvořené na povrchu podkladového kovu k jeho ochraně proti korozi; povlaky dekorativní zabezpečují požadovaný vzhled povrchu podkladového kovu; povlaky speciální např. zvyšující odolnost proti opotřebení, tvrdost, magnetismus, elektrickou vodivost, hájitelnost; ochranně-dekorativní spojení obou funkcí. Podle principu ochrany: izolace podkladového kovu od korozního prostředí; pasivace povrchu podkladového kovu; anodická funkce povlaku. Podle chemické podstaty: anorganické nekovové materiály např. povlaky fosfátové, chromátové, silikonové, oxidační a pasivační; kovové povlaky měděné, niklové, chromové, zinkové, hliníkové, cínové a povlaky ušlechtilých kovů; slitinové povlaky jsou vytvořené ze slitin kovů; smalty sklovité látky, které jsou upraveny tak, aby byly schopny po natavení přilnout k povrchu kovů a vytvořit tak dobrou korozní odolnost; organické povlaky vytvářené plastem, nátěrovou hmotou nebo z práškových plastů; kompozitní povlaky povlakový systém složený z více fází, z nichž základní matrice může být kov, slitina nebo plast (Kříž, Vávra, 1998). 14

16 Podle časového hlediska: dlouhodobého ochrana jedná se o povlaky, které mohou změnit chemické nebo elektrochemické vlastnosti kovu a tím zvýšit jeho korozní odolnost, nebo změnit přístup korozního prostředí k povrchu kovu a bránit ho bariérově, často se využívá kombinace obou způsobů; krátkodobá ochrana jako ochrana výrobku během skladování, přepravy nebo montáže, chrání bariérově zejména proti atmosférické korozi, např. konzervační oleje, vazelíny, vosky. Mohou být snímatelné nebo nesnímatelné (Ščerbejová, 1993). Mezi způsoby ochrany proti korozi patří také úprava povrchu. Ta může být využita jako samostatný ochranný prvek, ale častěji předchází aplikaci povlaků Úprava povrchu před povrchovou ochranou Volba a způsob provedení předběžných úprav povrchu se řídí druhem následující povrchové ochrany. Kvalita přípravy povrchu rozhoduje často o úspěchu či nezdaru dalších prací. Nanášení kovových i nekovových povlaků předpokládá správnou předpravu povrchu, která s následujícím vhodně zvoleným povrchovým systémem vytvoří konečný efekt povrchové ochrany. Správná povrchová přeúdprava musí zaručovat (Hluchý, Vaněk, 1998): dokonalou čistotu povrchu; určitou drsnost povrchu požadovanou následujícím povlakem; podmínky pro vyhovující přilnavost ochranných povlaků. Metody úprav povrchu rozdělujeme na (Ščerbejová, 1993): mechanické odstraňování zejména okují, rzi a dalších nečistot; čištění vysokotlakou vodou a párou; čištění plamenem; odmašťování; moření; čištění odrezovači a stabilizátory koroze; fosfátování; 15

17 chromátování. 2.3 Nátěrové hmoty Povlaky z nátěrových hmot tvoří nejrozšířenější skupinu povrchových úprav. Snadno se nanášení a jsou proto výhodné i ekonomicky. Na rozdíl od kovových povlaků nepůsobí jako bariéra proti pronikání vlhkosti, kyslíku a dalších agresivních složek prostředí. Jsou značně propustné pro vodu i kyslík. Aby se zabránilo korozi pod nátěrem, musí mít nátěrová hmota prvního, základního nátěru takové vlastnost, aby snížila rychlost koroze na minimum Rozdělení nátěrových hmot Pojem nátěrové hmoty je souhrnný název pro všechny hmoty, které se vhodnou technikou nanášejí na podklad v tekutém, těstovitém nebo práškovitém stavu a které nanesené na podklad vytvoří nátěrový film mající ochranné, dekorativní nebo specifické vlastnosti. Podle účelu použití dělíme nátěrové hmoty na: vnitřní neodolávají venkovnímu prostředí, zejména slunečnímu záření. Jsou to např. nátěry stavebních prvků uvnitř budov, nábytkové y, malířské barvy; venkovní snášejí venkovní atmosféru, jsou poměrně odolné vůči slunečnímu záření a účinkům povětrnosti; speciální pro specifické prostředí, např. ochranu proti pohonným hmotám, kyselinám apod. (Kubátová, 2000). Podle použití a pořadí v nátěrovém systému rozlišujeme nátěrové hmoty: napouštěcí pro napuštění savých podkladů, jako je dřevo, beton, zdivo, papír apod.; základní aplikují se jako první nátěr nenatřeného nebo napuštěného podkladu, případně jako první vrstva obnovovacího nátěrového systému; 16

18 vyrovnávací tzv. tmely se používají pro vyrovnání nerovností v povrchu podkladu, k zaplnění pórů v základním nátěru a vytvoření hladkého rovnoměrného povrchu; podkladové používané pro vytvoření vrstev mezi základním a vrchním nátěrem, v současné době se používají méně často; vrchní tvoří poslední vrstvu v nátěrovém systému. Podle výsledného vzhledu je dělíme na: o vrchní barvy jsou méně lesklé; o y vyznačují se vysokým stupněm lesku a dobrými dekorativními vlastnostmi; maskovací používají se pro maskovací účely, např. tvoří vrchní vrstvu vojenské techniky. Podle obsahu organických rozpouštědel dělíme nátěrové hmoty na: rozpouštědlové bezrozpouštědlové tj. vodou ředitelné a práškové nátěrové hmoty. Podle způsobu tvorby nátěrového filmu dělíme nátěrové hmoty na zasychající: chemickými pochody při tvorbě nátěrového filmu probíhají chemické reakce (např. reakce se vzdušným kyslíkem, polymerace, polykondenzace, polyadice apod.), při kterých z původních nízkomolekulárních látek vznikají makromolekuly. Patří sem např. fermeže, olejové, alkydové, epoxidové, polyuretanové a vypalovací nátěrové hmoty; fyzikálními pochody zasychání nátěru probíhá odpařením rozpouštědel nebo ztuhnutím hmoty, která byla před použitím roztavena. Při tvorbě filmu se pojivo nátěru nemění. Typickými představiteli jsou nátěrové hmoty nitrocelulózové, lihové a na bázi samotných asfalt (bitumenů). U chemicky vytvrzovaných nátěrů však vzniká nátěrový film kombinací obou způsobů, kdy se nejprve odpaří přítomné ředidlo a následně dochází k chemické reakci. Patří sem nátěrové hmoty epoxidové, polyuretanové, olejové laky a y, syntetické laky a y a další nátěrové hmoty, jako jsou vypalovací typy a typy vytvrzované UV zářením. Zvláštní skupinou jsou materiály, které vytvářejí nátěrový film nanesením roztavené hmoty, přičemž může docházet i k chemické reakci (Kubátová, 2000). 17

19 2.3.2 Složení nátěrových hmot Nátěrová hmota je souhrnný název pro výrobky, jejichž hlavní složky jsou filmotvorné látky organického původu a rozpouštědla, v nichž jsou filmotvorné látky rozpuštěny. Rozpouštědla jsou dočasnou složkou, která umožňuje technologii nanášení. Nátěrové hmoty jsou tedy složeny ze složky netěkavé (filmotvorných látek, pigmentů, plniv a aditiv) a těkavé (rozpouštědel). Filmotvorné látky Filmotvorné látky vytvářejí po zaschnutí souvislý film, který chrání kov od okolního prostředí. Patří sem: vysychavé oleje rostlinné, živočišné, syntetické; přírodní pryskyřice kalafuna, šelak; umělé pryskyřice alkydy, epoxidy; deriváty celulózy nitrát celulózy, acetát celulózy; asfalty. Pigmenty Jsou barevné prášky nerozpustné v rozpouštědlech, které dodávají nátěrovým hmotám barevný odstín a kryvost. Jsou to látky anorganického, organického nebo směsného původu. Pigmenty jsou častou příčinou zdravotní závadnosti nátěrových systémů, neboť obsahují olovo a šestimocný chrom. Projevuje se to zejména u odstínů vznikajících kombinací se žlutou barvou (oranžová, žlutá a zelená) a u podkladových barev obsahujících suřík a zinkovou žluť. Ze zdravotního hlediska je doporučován jako antikorozní pigment fosforečnan zinečnatý. Plniva Jedná se o jemně rozemleté minerální látky, v rozpouštědlech nerozpustné, které vhodně upravují technologické vlastnosti nátěrové hmoty. Je to např. síran barnatý, kaolin, mastek. Aditiva Aditiva jsou pomocné přísady jako sušidla, stabilizátory, zvláčňovadla a látky zvyšující lesk. 18

20 Rozpouštědla Jako rozpouštědla označujeme látky, v nichž jsou filmotvorné látky rozpuštěny a které umožňují nanášení nátěrových hmot. Jsou to např. lehký benzin, alkoholy, toluen, xylen. S ohledem na negativní účinky rozpouštědel pro životní prostředí a zdraví lidí, kteří s nimi pracují, je snaha, co nejvíce je omezit. Tomu odpovídá doporučení (Ščerbejová, 1993): vodou ředitelných nátěrových hmot; práškových nátěrových hmot; nátěrových hmot s vysokým obsahem sušiny (nad 80 %). Rozpouštědla tvoří v nátěrových hmotách značný podíl a jsou obsažena i v naprosté většině vodou ředitelných nátěrových hmot, ale v podstatně menší míře. Všeobecně se za vodou ředitelnou nátěrovou hmotu považují takové materiály, kde obsah organických rozpouštědel nepřesáhne 10 %. Ve skutečnosti se však obsah organických rozpouštědel pohybuje kolem 3 % a méně. Rozpouštědla slouží svému účelu jen krátce během výroby a při nanášení nátěrové hmoty. Z hygienických a ekonomických důvodů je snaha vyloučit rozpouštědla ze složení nátěrových hmot úplně, nebo alespoň z větší části (Kubátová, 2000) Značení nátěrových hmot a jejich charakteristika Rozvoj chemického průmyslu přinesl potřebu sjednotit označování širokého sortimentu nátěrových hmot v ucelený systém, který poskytne snadnější orientaci uživatelům i výrobcům. Nátěrová hmota se označuje písmenem a čtyřmístným číslem. Písmeno udává druh pojiva (filmotvorné látky), čtyřmístná číslice pak typ hmoty (lak, barva, ) a barevný odstín podle ČSN Značení nátěrových hmot podle druhu pojiva: A asfaltové - jsou vyráběny přírodních asfaltů, nebo z asfaltů vznikajících destilací ropy. Používají se k ochranným nátěrům kovů, izolačním nátěrům betonů, střech a v současné době se téměř nevyrábějí; B polyesterové - jsou vyráběny z nenasycených polyesterových pryskyřic. Vytvrzují se pomocí urychlovače, indikátoru nebo působením ultrafialového záření. Používají se především v nábytkářském průmyslu, ke zpracování na mechanizačních linkách; 19

21 C celulozové - jsou vyráběny z pigmentů, plniv, roztoků syntetických a nitrocelulózových pryskyřic. Jejich hlavní výhodou je rychlé schnutí. Nevýhodou je krátká životnost a velký obsah hořlavých rozpouštědel; E práškové - jsou směsí syntetických pryskyřic, plniv, pigmentů a neobsahují žádná rozpouštědla. Nanášejí se elektrostatickým stříkáním a vypalují se při teplotách C. Vyrábějí se s lesklým, matným a strukturálním povrchem. Nanášejí se přímo na kovový podklad v jedné vrstvě a jejich použití je ekologicky šetrné; H chlorkaučukové - speciální nátěrové hmoty na bázi chlorkaučuku. Vyznačují se odolností proti chemickým vlivům kyselinám, louhům, vodě. Nejsou odolné proti ropným látkám a teplotám nad 50 C; K silikonové - jsou vyráběny ze silikonových pryskyřic, odolávající vysokým teplotám. Silikonové barvy jsou určeny k nátěrům tepelně namáhaných výrobků, vypalují se při teplotách nad C; L lihové - jsou roztoky přírodních nebo syntetických pryskyřic v alkoholu. Používají se nejvíce ve formě laku k nátěrům papíru a dřeva pro vnitřní použití; O olejové - jsou vyráběny na bázi přírodních olejů, kombinovaných s různými druhy pryskyřic. Barvy obsahují pigmenty a plnidla. Do této skupiny patří olejové laky, olejové y, fermežové barvy a fermeže. Olejové barvy mají dobrou odolnost povětrnostním vlivům, vyznačují se dlouhou životností. Jediná nevýhoda je delší doba zasychání; S syntetické: o alkydové na vzduchu schnoucí - používají se k vnitřním i venkovním nátěrům kovových i dřevěných předmětů; o alkydové vypalovací - používají se např. k povrchové úpravě karoserií v automobilovém průmyslu; o epoxidové - dvousložkové nátěrové hmoty se vyznačují vysokou odolností proti chemickému namáhání a vysokou tvrdostí; o epoxyesterové - rychleschnoucí y používané především pro nátěry strojů v průmyslu; o kyselinotvrditelné - dvousložkové nátěrové hmoty se používají především na povrchovou úpravu nábytku. Tyto nátěrové hmoty jsou 20

22 odolné proti mechanickému namáhání a jsou vhodné k nanášení na mechanizovaných linkách; o akrylátové - široká skupina nátěrových hmot na vzduchu schnoucích (např. pro nátěry nábytku), vypalovací (pro nátěry ledniček, praček, počítačů atd.), dvousložkové (pro opravy automobilových karoserií). Pryskyřice v uvedených nátěrových hmotách jsou rozpustné v organických rozpouštědlech; o polystyrénové - speciální nátěrové hmoty odolné vodě a vysoké vlhkosti; U polyuretanové - velmi odolné dvousložkové laky, y a pružné tmely. Používají se k venkovním i vnitřním nátěrům v průmyslu a autoopravárenství; V vodouředitelné perspektivní z ekologického hlediska, u kovů mají horší protikorozní odolnost. Název neoznačuje pojivo, ale použitou těkavou látku (Anonym,2009). Značení nátěrových hmot podle jejich druhu: 1000 fermeže a bezbarvé, případně transparentně obarvené laky; 2000 nátěrové hmoty pigmentované (barvy a y); 3000 pasty; 4000 nástřikové a vyrovnávací hmoty; 5000 tmely; 6000 ředidla; 7000 sušidla, tvrdidla a katalyzátory; 8000 pomocné přípravky; 9000 pryskyřice. Další číslice čtyřmístného čísla jsou pořadové. Značení nátěrových hmot podle odstínu se řídí normou ČSN Označování a hodnocení barevných odstínů nátěrů. První číslice udává barevný tón: nátěrové hmoty bezbarvé; nátěrové hmoty šedé; nátěrové hmoty hnědé; nátěrové hmoty fialové; 21

23 nátěrové hmoty modré; nátěrové hmoty zelené; nátěrové hmoty žluté; nátěrové hmoty oranžové; nátěrové hmoty červené; nátěrové hmoty ostatní. Nižší číslo udává u jednotlivých odstínů světlejší tón. Např. u šedých odstínů 1010 a 1018 je odstín 1010 světlejší než odstín 1018, přičemž číslo 1000 označuje bílý a číslo 1999 černý odstín. Označení barevného odstínu uvedeným čtyřmístným číslem se používá zejména u vrchních nátěrových hmot. Nátěrové hmoty základní, podkladové a tmely a některé barvy a y jsou vyráběny pouze v odstínech, které jsou blízké danému označení barevného odstínu. Tyto barevné odstíny se pak vyjadřují sice také čtyřmístným čísle, první číslice je však nula a další tři číslice vyjadřují podobnost s číslem barevného odstínu podle vzorkovnice barevných odstínů podle ČSN. Odstíny transparentních laků se vyjadřují čtyřmístným číslem, přičemž první dvě číslice jsou nuly. Třetí číslice pak udává základní barevný tón a čtvrtá označuje intenzitu zbarvení (Kubátová, 2000). 2.4 Hodnocení ochranné účinnosti povrchových ochran nátěrovými hmotami Spolu s hodnocením čistoty povrchu patří hodnocení parametrů kvality povlaků z hlediska ochrany proti korozi k nejvýznamnějším. Náleží sem dvě skupiny zkoušek. Jednou je hodnocení fyzikálně-mechanických vlastností předepsaných technologickým postupem, druhou je splnění ochranné funkce nátěrového systému ve vztahu k podmínkám expozice a jejich nejvýznamnějšímu namáhání v průběhu požadované životnosti. Součástí ověření vlastností realizovaných nátěrů je i řada zkoušek, které by měly přesně zhodnotit kvalitu povrchových úprav. Jedním ze základních jsou korozní zkoušky probíhající v korozních komorách. V nich jsou nátěry na vzorcích vystaveny účinkům zvýšené teploty, zvýšené relativní vlhkosti a také stimulátorů koroze 22

24 (nejčastěji chloridy, oxid siřičitý, oxidy dusíku, ozón aj.). Význam takto zaměřených zkoušek spočívá zejména v určení: schopnosti nátěrů bránit šíření koroze od místa mechanického poškození povrchu; účinnosti antikorozních pigmentů přítomných v základních nátěrech; odhalení korozně aktivních pórů v nátěru, které se obtížně zjišťují jinými způsoby. Předpokladem správného definování rozsahu zkoušek jsou přesně popsané podmínky praktické expozice nátěru. Na základě zkušeností a znalostí mechanismů ochranného účinku různých nátěrů se zvolí zkušební metody, které tyto podmínky zohlední. Pokud je toto splněno, pak lze závěr o vhodnosti či nevhodnosti určitého typu nátěru do vybraného prostředí učinit s vysokou pravděpodobností. Korozní zkoušky nátěrů v solné mlze, kondenzačních komorách a v komorách s oxidem siřičitým nevystihují komplexní působení jednotlivých činitelů. Tato komplexnost je charakteristická pro přírodní podmínky. Přesto tyto zkoušky vytvářejí první názor na nátěrový systém i na to, co je možné od něj očekávat. Je patrné, že u nátěrů vystavených účinkům atmosféry mají vliv na jejich ochrannou účinnost a životnost nejen výše popsané agresivní složky. K tomu musíme přiřadit i výrazné působení slunečního záření a střídání teplot prostředí. Pro ověření komplexnosti vlivů se jako vhodné jeví vyvíjené cyklové zkoušky. Je samozřejmé, že se stále používají zkoušky vzorků nátěrů na různých podkladech na atmosférických stanicích. Není však dosud přesně specifikováno, na jak dlouhou dobu mají být vzorky vystaveny, aby získané výsledky odpovídaly praktickým potřebám o životnosti nátěrů (Benešová, Zakucia, 2007) Rozdělení korozních zkoušek Podle oblasti kontroly lze zkoušky rozdělit na (Průšek, 1985): vstupní a mezioperační kontrola: o stupeň odmaštění povrchu; o čistota a drsnost povrchu; o kvalita konverzních vrstev; o tloušťka nezaschlého nátěru; konečná (výstupní) kontrola: o vzhledové vlastnosti (např. lesk, matnost, barva); 23

25 o funkční vlastnosti (tj. přilnavost, drsnost, tvrdost, tažnost, odolnost proti deformaci a otěru, nasákavost aj.); o ochranné vlastnosti (např. tloušťka, pórovitost, odolnost proti působení definovaného korozního prostředí). Zkoušky z oblasti koroze a ochrany proti korozi kovů lze rozdělit na: zkoušky korozní odolnosti kovů; zkoušky ochranné odolnosti dlouhodobých povrchových ochran; zkoušky ochranné odolnosti konzervačních ochran. Podle způsobu provádění dělíme zkoušky na: laboratorní simulační napodobují intenzitu a časový průběh působení korozních činitelů; laboratorní zkoušky zrychlené je zesílena intenzita některých korozních činitelů (teplota, vlhkost, koncentrace chemické látky); dlouhodobé probíhají v atmosféře, ve vodě nebo v půdě, ve specifických podmínkách. Zkoušky mohou být: normalizované u těchto zkoušek je přesně stanoveno prostředí a časové působení, umožňují opakovatelnost experimentu a tím i srovnání výsledků; nenormalizované simulují korozní prostředí, intenzita bývá zesílena a časový interval zkrácen Požadavky na zkušební vzorky a jejich příprava Příprava vzorků velikost povrchu minimálně 25 cm 2 ; nejpoužívanější rozměry vzorků: 100x150x0,5-2 mm, 65x160x0,3-1 mm; předúprava povrchu (odstranění nečistot); stanovení drsnosti povrchu; stanovení hmotnosti vzorku (podle potřeby); nanesení povrchové ochrany podle katalogových listů; provedení zkušebního řezu na hodnocení podkorodování; 24

26 označení vzorků. Hodnocení vzorků před zkouškou: o tloušťka ČSN EN ISO 2808; o lesk ČSN ISO 2813; o barevný odstín ČSN , a vzorníky barevného odstínu RAL; o přilnavost ČSN ISO 2409, ČSN EN 24624; o odolnost proti hloubení ČSN EN ISO 1520; o odolnost při ohybu ČSN ISO 1519; o tvrdost ČSN ; v průběhu zkoušky (po 1, 3, 7, 14 dnech): o výskyt koroze v řezu DIN (podkorodování); o první projevy znehodnocení (krupice, puchýře, prokorodování); o změna lesku ČSN ISO 2813; o změna barevného odstínu ČSN 3068; po zkoušce (po 30 dnech): o všechny výše uvedené parametry; o porovnání s etalony (Ščerbejová, 1993) Metody pro zkoušení přilnavosti povlaků a nátěrových hmot Bez pevného zakotvení povlaku na povrchu základního materiálu je vyloučena jeho správná funkce, zvláště při současném mechanickém namáhání, popř. tepelných rázech. Přilnavost závisí ve značné míře na jakosti předběžné přípravy povrchu základního materiálu (odmaštění, očištění, mikrogeometrii). Přilnavost organických povlaků je ovlivněna typem použité nátěrové hmoty, kombinací různých nátěrů ve skladbě vícevrstvého systému (Průšek, 1985). Přilnavost mezi jednotlivými vrstvami nátěrového systému může být ovlivněna i vadami při technologickém postupu, jako je nanášení jednotlivých vrstev na ohřátý povrch při jeho vystavení slunci, nebo naopak po dešti. Také použití nevhodného ředidla nebo přeředění nátěrových hmot může přilnavost negativně ovlivnit. Nátěry chrání kovový povrch proti korozi pouze v případech, kdy k němu vykazují dobrou přilnavost a tím brání vzniku třetí fáze na rozhraní nátěr kovový povrch, 25

27 kterou většinou může být voda nebo korozní produkty. Nátěry je možné rozdělit z hlediska jejich přilnavosti ke kovovému povrchu do dvou základních skupin: nátěry s nízkou přilnavostí např. nátěry na bázi nitrocelulózy a chlorovaného kaučuku; nátěry s dobrou přilnavostí nátěry olejové, alkydové, epoxidové a polyuretanové. Pro zvýšení přilnavosti ke kovovému povrchu slouží různé přísady do základních nátěrů, jako jsou například sloučeniny na bázi hlinitanu zirkoničitého, titaničitany, deriváty silanů a některé další sloučeniny (Kubátová, 2000). Přilnavost nátěru je významným parametrem jakosti nátěru, jde však o zkoušky destruktivní a v mnoha případech není žádoucí poškození nově zhotovené protikorozní ochrany. K vyřešení této problematiky se používá zhotovení referenčních desek, které jsou zhotovovány za stejných podmínek jako vlastní protikorozní ochrana (Kalousková a kol., 2006). Zkoušky přilnavosti povlaků anorganických i z nátěrových hmot se provádí pro zjištění skutečného parametru přilnavosti mezi jednotlivými vrstvami nátěrových hmot nebo mezi povlakem a samotným povrchem. Tahové, nebo tahově adhezní zkoušky (v laboratoři nebo v terénu) s použitím odtrhového přístroje jsou mocným a nenahraditelným nástrojem pro průkazné nebo kontrolní prověření kvality povrchů nebo povrchových úprav v rozličných oblastech průmyslu. Pro hodnocení přilnavosti povlaků se používá několik metod, pro nátěrové hmoty se nejčastěji používají metody mřížková a odtrhová. Mřížková zkouška Principem zkoušky je provedení 6 rovnoběžných řezů a 6 dalších, které jsou na ně kolmé. Řezy musí být provedeny až na základní kov, rozestupy mezi jednotlivými řezy se řídí tloušťkou povlaku. Na vzniklou mřížku se přilepí speciální lepící páska a po jejím odtrhu se hodnotí % plochy s odtrženou nátěrovou hmotou. Při vyhodnocování se rozlišuje celkem 6 stupňů přilnavosti označované 0-5. Metoda je vhodná pro tloušťku povlaku do 250 µm. 26

28 Odtrhová zkouška přilnavosti Metoda využívá měření síly nutné k odtržení kruhového tělíska o definované ploše, které je přilepeno na vrstvy nátěrového systému. Předností je stanovení konkrétního údaje o velikosti odtrhové síly. Problémy někdy činní interakce lepidla s nanesenými nátěry, kterou ovlivňuje druh pojiva zkoušené nátěrové hmoty. Zkouška přilnavosti křížovým řezem Principem zkoušky je provedení křížového řezu v úhlu Řez se provede rovnoměrným tahem ostrým nástrojem (skalpelem). Je možno hodnotit i tloušťky nátěru vyšší než 250 µm. Hodnotí se odlupování nátěru podél řezu nebo v místě jejich protnutí (Jandura, 2004). 27

29 3 MATERIÁL A METODIKA 3.1 Materiál zkoušek Příprava zkušebních vzorků Přípravu zkušebních vzorků lze rozdělit na: určení počtu vzorků o pro experiment A skupina vzorků pro hodnocení prokorodování 12 ks (4 ks etalony, 4 ks pro zkoušku v komoře s SO 2, 4 ks pro zkoušku v komoře NaCl) + skupina vzorků pro mřížkovou zkoušku 12 ks + 12 ks vzorků pro měření přilnavosti odtrhem (počty stejné jako u 1.sady). Celkem 36 ks pro jednu nátěrovou hmotu, těch bylo vybráno 6, tj = 216 vzorků celkem; o pro experiment B skupina vzorků pro hodnocení prokorodování 8 ks ( 4 ks etalony, 4 ks pro zkoušku v komoře s NaCl) + skupina vzorků pro mřížkovou zkoušku 8 ks + 8 ks pro odtrhovou zkoušku (počty stejné jako u 1.sady). Celkem 24 ks pro jednu nátěrovou hmotu 2 (pozinkovaný a ocelový podklad) tj. 48 ks pro jednu nátěrovou hmotu. Byly vybrány 3 nátěrové hmoty, tj = 144 vzorků celkem; výroba vzorků o materiál ocel třídy 11, pro experiment B navíc i pozinkovaný plech; o rozměr vzorků mm; předúprava povrchu vzorků odmaštění pomocí perchloru; nanesení nátěrové hmoty stříkáním vzduchovou pistolí; 28

30 3.1.2 Charakteristiky použitých nátěrových hmot Experiment A Vybráno bylo celkem 6 nátěrových systémů: 1 dvouvrstvý nátěrový systém (S S 2013); 3 jednovrstvý syntetický nátěr (S 2131Z, S 2141, S 2160); 2 jednovrstvý vodou ředitelný nátěr (V 9503, V 2026). Následující tabulky uvádějí základní charakteristiky použitých nátěrových hmot, tj. způsob použití a nanášení dané výrobcem, složení, bezpečnost práce, příklad nátěrového postupu a vlastnosti vzniklého nátěru. Tab. č. 1 Charakteristika S 2000 PRAGOPRIMER S 2000 Barva syntetická základní antikorozní Použití Barva je určena pro nátěry oceli, litiny a dřeva. Nanášení Štětcem, stříkáním. Ředí se ředidlem S 6001 a S Složení Disperze pigmentů, plnidel a antikorozních pigmentů v syntetickém pojivu. Universální základová barva s vynikajícími antikorozními vlastnostmi. Bezpečnost práce Obsahuje organická rozpouštědla. Hořlavý, zdraví škodlivý. Obsahuje butanonoxim. Nebezpečný pro životní prostředí. Příklad nátěrového postupu Vlastnosti nátěrové hmoty Nanáší se na očištěný, odmaštěný a suchý povrch. 1-2x nátěr (nástřik) barvou S 2000 PRAGOPRIMER, tak aby výsledná tloušťka suchého nátěrového filmu byla nejméně µm. Případná aplikace další vrstvy nátěru (nejdříve po 24 h). Odolnost při Přilnavost 0 - Zasychání 24 h ohybu Lesk 4-5 Odolnost při hloubení - Kryvost

31 Tab. č. 2 Charakteristika S 2013 INDUSTROL S syntetický lesklý Použití Barva je určena pro nátěry oceli, litiny, lehkých kovů a dřeva. Nanášení Štětcem, stříkáním. Ředí se ředidlem S 6001 a S Složení Bezpečnost práce Příklad nátěrového postupu Disperze anorganických a organických pigmentů v roztoku alkydových pryskyřic v organických rozpouštědlech. Obsahuje benzínovou frakci, hydrogenovou těžkou a nízkovroucí hydrogenový benzín. Hořlavý, zdraví škodlivý. Obsahuje butanonoxim. Nebezpečný pro životní prostředí. 1. 1x barva S 2000 PRAGOPRIMER nebo S 2003 FORMEX, S 2035 PRAGOPRIMER EXTRA x S 2013 INDUSTROL. Vlastnosti nátěrové hmoty Přilnavost 0 Lesk 1-2 Odolnost při ohybu Odolnost při hloubení 2 mm Zasychání 24 h 6 mm Kryvost 2-3 Tab. č. 3 Charakteristika S 2131Z S 2131Z na železo Barva syntetická jednovrstevná antikorozní Použití Barva je určena pro nátěry oceli, železa. Nanášení Štětcem, stříkáním. Ředí se ředidlem S 6005 a S Složení Disperze pigmentů a plnidel v roztocích alkydových pryskyřic v organických rozpouštědlech s přídavkem sušidel a aditiv. Bezpečnost práce Obsahuje organická rozpouštědla. Hořlavý, zdraví škodlivý. Nebezpečný pro životní prostředí. Příklad nátěrového postupu Vlastnosti nátěrové hmoty Nanáší se na očištěný, odmaštěný a suchý povrch. 1-2x nátěr (nástřik) barvou S 2131Z Na ŽELEZO, tak aby výsledná tloušťka suchého nátěrového filmu byla nejméně µm. Případná aplikace další vrstvy nátěru (nejdříve po 2 h). Odolnost při Přilnavost - - Zasychání 2 (24) h ohybu Lesk - Odolnost při hloubení - Kryvost - 30

32 Tab. č. 4 Charakteristika S 2141 B FEST S 2141 B Barva syntetická jednovrstevná antikorozní Použití Barva je určena pro nátěry oceli. Nanášení Štětcem, stříkáním. Ředí se ředidlem S 6001 a S Složení Disperze pigmentů, plniv a antikorozních látek v roztoku modifikovaných pryskyřic v organických rozpouštědlech s přídavkem sušidel a aditiv. Bezpečnost práce Obsahuje organická rozpouštědla. Hořlavý, zdraví škodlivý. Obsahuje butanonoxim. Nebezpečný pro životní prostředí. Příklad nátěrového postupu Vlastnosti nátěrové hmoty Nanáší se na očištěný, odmaštěný a suchý povrch. 1-2x nátěr (nástřik) barvou S 2141 FEST - B, tak aby výsledná tloušťka suchého nátěrového filmu byla nejméně 50 µm. Případná aplikace další vrstvy nátěru (nejdříve po 3 h). Odolnost při Přilnavost - - Zasychání 3 (24) h ohybu Lesk 4-5 Odolnost při hloubení - Kryvost - Tab. č. 5 Charakteristika S 2160 HOSTAGRUND S 2160 barva jednovrstvá antikorozní rychleschnoucí matná Použití Nanášení Složení Bezpečnost práce Příklad nátěrového postupu Pro ocelový, litinový, dřevěný a betonový podklad, pro exteriér i interiér se středním korozním namáháním (prádelny, sklepy, dílny), např. podvozky železničních vagónů, mosty, potrubí, oplocení, betonové stěny. Stříkání, natírání štětcem-bez ředění. Ředidlo S 6005 (pro mytí pomůcek). Disperse pigmentů, plniv a antikorozních látek v roztoku modifikovaných pryskyřic v organických rozpouštědlech s přídavkem sušidel a aditiv. Obsahuje organické rozpouštědlo xylen a fosforečnan zinečnatý. Obsahuje butanonoxim. Může vyvolat alergickou reakci. Zdraví škodlivý. Hořlavý. Nebezpečný pro životní prostředí. Barva se nanáší na obroušený, odmaštěný a očištěný podklad. 1-2x nátěr (nástřik) tak, aby výsledná tloušťka suchého nátěrového filmu byla nejméně 100 µm. Doba mezi jednotlivými nátěry je nejméně 4h. Vlastnosti nátěrové hmoty Přilnavost 1 Lesk 4.V Odolnost při ohybu Odolnost při hloubení - Zasychání 2,5-6 hodin - Kryvost 1 31

33 Tab. č. 6 Charakteristika V 9503 ETERNAL ANTIKOR SPECIAL V 9503 Použití vodu ředitelná antikorozní nátěrová hmota Barva je určena k ochraně kovových konstrukcí, vnějších plášťů nádrží, plechů, trubek apod. proti korozi v případech, kdy je vyžadována střední korozní odolnost. Nanášení Složení Bezpečnost práce Příklad nátěrového postupu Stříkáním, štětcem, válečkem. Ředí se vodou. Směs akrylátové vodné disperze, pigmentů, plniv a aditiv. Vodou ředitelná antikorozní nátěrová hmota, může být použita jako vysoce odolný základní i vrchní nátěr. Ředidlem je voda. Přípravek nepředstavuje nebezpečí pro člověka, může způsobit podráždění očí a pokožky. Barva je škodlivá pro vodní organismy. Obsahuje butylglykol a fosforečnan zinečnatý 2-4 hydrát. Barva se nanáší na očištěný, odmaštěný podklad. Jako podklad se nátěr nanáší v 1 2 vrstvách tak, aby tloušťka nátěru byla µm. Doba mezi jednotlivými nátěry je 5h. Jako vrchní nátěr 2 3 vrstvy s přestávkou 4h. o tloušťce nátěru 100 až 120 µm. Vlastnosti nátěrové hmoty Přilnavost 1 Lesk - Odolnost při ohybu Odolnost při hloubení - Zasychání 1-5 hodin - Kryvost - Tab. č. 7 Charakteristika V 2026 BALAKRYL ANTIKOR V 2026 vodou ředitelná antikorozní barva na kovy Použití Nanášení Složení Bezpečnost práce Příklad nátěrového postupu Barva je vhodná k základním antikorozním nátěrům železných a ocelových předmětů. Je vhodná pro nátěry železničních kolejových vozidel. Možnost použití k základním antikorozním nátěrům pod vodou ředitelné nátěrové hmoty. Štětcem, pneumatickým stříkáním, vysokotlakým bezvzduchovým stříkáním. Směs akrylátové vodné disperze, pigmentů, plniv a aditiv. Vodou ředitelná antikorozní nátěrová hmota, může být použita jako vysoce odolný základní i vrchní nátěr. Ředidlem je voda. Barva obsahuje nepatrné množství biologicky aktivních látek. Při zachování běžných pravidel osobní hygieny nepředstavuje žádné riziko. Nátěr není určen pro přímý styk s potravinami a pitnou vodou. Barva se nanáší na očištěný, odmaštěný podklad. Nátěr se nanáší v 1 3 vrstvách a k zasychání nátěru by mělo docházet při teplotě C po dobu hodin. Celková tloušťka nátěru 120 µm. Vlastnosti nátěrové hmoty Přilnavost 1(výborná) Lesk - Odolnost při ohybu Odolnost při hloubení vyhovuje Zasychání - 5 mm Kryvost 1 (výborná) 32

34 Experiment B Pro ověření výsledků experimentu A byla vybrána syntetická (S 2160) a vodou ředitelná nátěrová hmota (V 9503). K posouzení jejich přilnavosti k pozinkovanému plechu byla vybrána syntetická nátěrová hmota S 2810, kterou výrobce doporučuje k nátěru pozinkovaného plechu. Tab. č. 8 Charakteristika S 2810 Použití FORMEX EXTRA S 2810 Barva jednovrstvá antikorozní rychleschnoucí matná Barva je určena je pro železo, ocel i pozinkovaný plech, pro interiér i exteriér, např. pro okapy, parapety, plechové střechy, konstrukce, plechová vrata, ploty aj. Nanášení Stříkáním, štětcem. Ředí se ředidlem S Složení Bezpečnost práce Příklad nátěrového postupu Disperse anorganických a antikorozních pigmentů a plnidel v roztoku styrenakrylátového kopolymeru a zvláčňovadel v organických rozpouštědlech. Obsahuje benzínovou frakci, hydrogenovanou těžkou, solventní naftu lehkou aromatickou a fosforečnan zinečnatý. Nebezpečný pro životní prostředí. Hořlavý. Barva se nanáší na obroušený, očištěný a odmaštěný podklad. Tloušťka zaschlého nátěru minimálně 80 µm. Vlastnosti nátěrové hmoty Přilnavost 1 Lesk - Odolnost při ohybu Odolnost při hloubení - Zasychání 3-10 hodin - Kryvost 1 33

35 3.2 Metodika zkoušek Průběh celého experimentu lze shrnout do těchto bodů: příprava zkušebních vzorků rozměr, předúprava povrchu, nanesení nátěrových hmot, změření tloušťky nátěru; rozdělení vzorků do skupin etalony, vzorky pro komoru SO 2 a NaCl; vložení vzorků do komory SO 2 expoziční doba 30 dní; vložení vzorků do komory NaCl expoziční doba 30 dní; vyjmutí vzorků z komor a jejich odvětrání; měření přilnavosti mřížkovou zkouškou; měření přilnavosti odtrhovou zkouškou; vytvoření fotografické dokumentace; zpracování výsledků měření. Hodnocení zkušebních vzorků: před zkouškami v komorách, tj. etalony: o tloušťka nátěru; o přilnavost mřížkovou zkouškou; o přilnavost odtrhovou zkouškou; v průběhu zkoušek v komorách: o sledování projevů koroze; po zkouškách v komorách: o hodnocení korozního poškození; o přilnavost mřížkovou zkouškou; o přilnavost odtrhovou zkouškou Měření tloušťky nátěrů Měření tloušťky nátěru bylo provedeno pomocí měřicího přístroje PERMASCOPE, tato zkouška odpovídá normě ČSN EN ISO Pro každou nátěrovou hmotu bylo vybráno 5 zkušebních vzorků etalonů a u každého bylo provedeno 30 měření na různých místech zkušebních vzorku. Z naměřených dat byl vypočten aritmetický průměr, směrodatná odchylka a variační 34

36 koeficient. Tyto hodnoty jsou uvedeny v tabulce 9 experiment A a v tabulkách 22 a 23 - experiment B. v části výsledky měření. Obr. 1 Měřicí přístroj Permascope Stanovení odolnosti v neutrální solné mlze Zkouška vychází z normy ČSN EN ISO 9227 Korozní zkoušky v umělých atmosférách. Zkoušky solnou mlhou, která stanovuje přístroje, chemikálie a postup zkoušky v solné mlze neutrálního roztoku chloridu sodného, kterou se zjišťuje odolnost proti korozi kovových materiálů jak nechráněných, tak chráněných povlaky či dočasnou protikorozní ochranou. Charakteristika zkoušky: komora s vnitřním rozměrem 810x500x600 mm, vyrobená z laminátu; dávka NaCl 0,5 l.h -1 o koncentraci 50±5 g.l -1 ; teplota 35±2 C, relativní vlhkost 100%; spotřeba demineralizované vody ml.h -1 ; doba expozice 2, 6, 24, 48, 96, 168, 240, 480, 720, 1000 h; vzorky umístěny v pryžových držácích; hodnotí se jedna strana. 35

37 Obr. 2 Kondenzační komora s NaCl Stanovení odolnosti vlhkým atmosférám s SO 2 Zkouška vychází z normy ČSN EN ISO 3231 Nátěrové hmoty. Stanovení odolnosti vlhkým atmosférám s obsahem oxidu siřičitého. Předepisuje postup stanovení odolnosti jednovrstvých nebo vícevrstvých nátěrů a obdobných produktů ve vlhké atmosféře s obsahem oxidu siřičitého. Charakteristika zkoušky: cyklický režim po 24 h; na začátku cyklu nadávkovat 0,2 l (nebo 1 l) SO2 a 2±0,2 l demineralizované vody; teplota 40±3 C, relativní vlhkost 100%; provoz 8 h, dále odvětrat. Obr. 3 Kondenzační komora s SO 2 36

38 3.2.4 Mřížková zkouška Zkouška probíhá v souladu s ČSN ISO 2409: podle tloušťky nátěru se zvolí rozestupy mezi jednotlivými řezy mřížky: 0 60 µm: 1 mm rozestup; µm: 2 mm rozestup; µm: 3 mm rozestup; řezy mřížky se vytvoří stálým tlakem na kolmo položený řezný nástroj za použití vodící šablony. Všechny řezy musí mít stejné rozestupy určené podle tloušťky nátěru a musí proniknout až k povrchu podkladu; řezy se opakují při pootočení původních řezů tak, aby vznikla mřížka; do středu mřížky rovnoběžně s jedním svazkem řezů se umístí lepicí páska a uhladí se prstem, aby byl zajištěn dobrý kontakt s nátěrem; lepicí páska se odstraní pod úhlem přibližně 60 po dobu 0,5 až 1,0 s; výsledná mřížka se po odlepení lepicí pásky porovnává s šestistupňovou klasifikací, přičemž první tři stupně jsou hodnoceny jako vyhovující. U vícevrstvého nátěru se určuje mezivrstva, u které došlo k odlupu. Pro vytvoření mřížky byla použita souprava obsahující šablonu, nůž a lepící pásku. Obr. 4 Souprava pro mřížkovou zkoušku 37

39 Pro hodnocení přilnavosti nátěrů pomocí mřížkové zkoušky se používá následující klasifikační stupnice: 0 řezy zcela hladké, žádný čtverec není porušen; 1 nepatrné poškození v místech křížení řezů, poškozená plocha nesmí přesahovat 5% celkové plochy; 2 nátěr je nepatrně poškozen podél řezů a při jejich křížení. Povrch mřížky poškozen v rozsahu 5-15% celkové plochy; 3 nátěr je částečně poškozen v rozích řezů, podél řezných hran částečně nebo celý, na různých místech mřížky. Poškození mřížky je v rozsahu 15-35%; 4 na nátěru jsou velké změny v rozích řezů a některé čtverečky jsou částečně nebo zcela poškozeny. Plocha poškozené mřížky je 35-65%; 5 poškození větší než u stupně 4. První tři stupně se používají při rozhodování vyhovuje nevyhovuje. Obr. 5 Klasifikační stupně pro mřížkovou zkoušku 38

40 3.2.5 Odtrhová zkouška přilnavosti Zkouška probíhá podle ČSN EN 24624: k nátěru se pomocí lepidla přilepí zkušební váleček. Lepidlo musí mít vyšší pevnost než je možná pevnost spoje povlak podklad a nesmí vyvolávat zněny ve hmotě nátěru; po vytvrdnutí lepidla se ořezávacím nástrojem pečlivě prořízne nátěr i vytvrzené lepidlo až na podklad podél celého obvodu zkušebního válečku; kolem zkušebního válečku se umístí podložka; vzorek se uchytí za zkušební váleček do zkušebního zařízení a probíhá zvětšování odtrhové síly až do okamžiku odtrhnutí zkušebního válečku od vzorku; ze stupnice na měřícím zařízení se odečte výsledné odtrhové napětí; ze vzhledu odtahové plochy na vzorku a na zkušebním válečku se určí mezivrstva, ve které došlo k odtrhu. K vyhodnocování přilnavosti povlaků byl použit přístroj ELCOMETER ADHESION TESTER SN CL Odtrhové napětí bylo odečítáno ze stupnice na přístroji, podíl lomových ploch byl určen vizuálně porovnáním odtrhových ploch vzorku a zkušebního válečku. Pro lepení zkušebních válečků ke vzorkům bylo použito dvousložkové lepidlo ARALDINE, které bylo součástí soupravy pro odtahovou zkoušku. Obr. 6 Souprava pro odtrhovou zkoušku 39

41 4 HODNOCENÍ VÝSLEDKŮ A DISKUZE 4.1 Výsledky zkoušek Při zhotovování fotografické dokumentace byly vzorky vybírány náhodně, obrázky proto nemusí odpovídat průměrným hodnotám, které jsou uvedeny v příslušné tabulce Experiment A Připraveny byly zkušební vzorky z ocelového plechu s pěti různými nátěrovými hmotami a jedním dvouvrstvým nátěrovým systémem. Vzorky byly umístěny na 30 dní do zkušebních komor SO 2 a NaCl. Po ukončení zkoušek ve zkušebních komorách bylo provedeno měření přilnavosti odtrhovou a mřížkovou metodou. Výsledky měření tloušťky nátěrů Tab. č. 9 Tloušťky nátěrů Parametr S 2000+S 2013 S 2131Z S 2141 S 2160 V 9503 V 2026 Průměrná tloušťka [µm] 124,55 164,4 132,15 123, , ,792 Směrodatná odchylka [µm] 5,971 6,769 4,524 4,524 12,932 7,629 Variační koeficient [%] 4,794 4,117 3,423 3,423 8,128 5,66 Hodnocení vzorků Dvouvrstvý nátěrový systém PRAGOPRIMER S INDUSTROL S prokorodování Po ukončení zkoušek v obou komorách byly vzorky porovnány s etalonem. Na vzorcích není patrné korozní poškození, jen u vzorků po zkoušce ve zkušební komoře NaCl vznikala koroze na hranách vzorků. 40

42 - přilnavost odtrhovou zkouškou Obr. 7 Vzorky S 2000+S 2013 Tab. č. 10 Výsledky odtrhové zkoušky S S 2013 Vzorek Etalon Číslo pozice Odtrhové napětí Podíl odtrhové plochy [%] [MPa] Lepidlo Vrchní barva Základová barva Podklad 1 1, , , , Průměr 1,35±0,19 1,75 0 1,5 96,75 SO 2 1 0, , Průměr 0,9±0,12 0,5 0 3,5 96 NaCl 1 0, , , , Průměr 0,6±0,08 2, ,75 41

43 Obr. 8 Vzorky S 2000+S 2013 po odtrhové zkoušce - přilnavost mřížkovou zkouškou Tab. č. 11 Výsledky mřížkové zkoušky S 2000+S 2013 Vzorek Klasifikační stupeň Č. pozice Průměr Etalon ,57±0,73 SO ,86±1,46 NaCl ,29±0,45 Obr. 9 Vzorky S 2000+S 2013 po mřížkové zkoušce Nejvyšší hodnoty odtrhového napětí byly naměřeny u etalonů, naopak nejnižší hodnoty vykazovaly vzorky po zkoušce v komoře NaCl. Z pozorování odtrhových ploch je patrné, že k odtrhu docházelo převážně mezi podkladem (kovem) a základní 42

44 barvou. Jednotlivé vrstvy tohoto dvouvrstvého nátěru měly vzájemnou přilnavost dobrou. Výsledky mřížkové zkoušky jsou v souladu s výsledky odtrhové zkoušky. Syntetický HOSTIVAŘ S 2131Z - prokorodování Po ukončení zkoušek v obou komorách byly vzorky porovnány s etalonem. Na vzorcích není patrné korozní poškození, jen u vzorků po zkoušce ve zkušební komoře NaCl vznikala koroze na hranách vzorku. U vzorků z komory SO 2 bylo patrné poškození povrchu nátěru, tzv. pomerančová kůra. Obr. 10 Vzorky S 2131Z 43

45 - přilnavost odtrhovou zkouškou Tab. č. 12 Výsledky odtrhové zkoušky S 2131Z Vzorek Etalon Číslo pozice Odtrhové napětí Podíl odtrhové plochy [%] [MPa] Lepidlo Barva Podklad , , Průměr 0,9±0,12 19,5 0 80,5 1 0, SO 2 2 0, , , Průměr 0,8±0, ,5 87,5 1 0, NaCl 2 0, , , Průměr 0,6±0,0 0, ,25 Obr. 11 Vzorky S 2131Z po odtrhové zkoušce 44

46 - přilnavost mřížkovou zkouškou Tab. č. 13 Výsledky mřížkové zkoušky S 2131Z Vzorek Klasifikační stupeň Č. pozice Průměr Etalon SO ,71±0,45 NaCl ,86±1,96 Obr. 12 Vzorky S 2131Z po mřížkové zkoušce U syntetické barvy S 2131Z bylo nejvyšší odtrhové napětí naměřeno u etalonů, u vzorků po zkoušce v komoře SO 2 bylo již nižší a nejnižších hodnot bylo naměřeno u vzorků po zkoušce v komoře NaCl. K porušení přilnavosti docházelo mezi podkladem a vrstvou barvy. Přilnavost nátěru mřížkovou zkouškou byla nejvyšší opět u etalonu, ale u vzorků po zkoušce v komoře NaCl byla vyšší než u vzorků po zkoušce v komoře SO 2. Syntetický FEST-B S prokorodování Vzorky po ukončení zkoušky v komoře SO 2 byly bez projevů koroze, na okrajích vzorků z komory NaCl vznikly puchýřky. 45

47 Obr. 13 Vzorky S přilnavost odtrhovou zkouškou Tab. č. 14 Výsledky odtrhové zkoušky S 2141 Vzorek Etalon Číslo pozice Odtrhové napětí Podíl odtrhové plochy [%] [MPa] Lepidlo Barva Podklad , , Průměr 0,9±0, ,25 23,75 1 0, SO 2 2 0, , , Průměr 0,53±0,05 0 1,25 98,75 1 0, NaCl 2 0, , , Průměr 0,4±0,0 0 1,25 98,75 46

48 Obr. 14 Vzorky S 2141 po odtrhové zkoušce - přilnavost mřížkovou zkouškou Tab. č. 15 Výsledky mřížkové zkoušky S 2141 Vzorek Klasifikační stupeň Č. pozice Průměr Etalon ,86±0,99 SO ,86±0,35 NaCl ,57±1,29 Obr. 15 Vzorky S 2141 po mřížkové zkoušce Etalony vykazovaly nejvyšší odtrhové napětí, k porušení docházelo především v povlaku barvy. U vzorků po zkouškách v komorách byla vyšší přilnavost nátěru u vzorků po zkoušce v komoře SO 2. K odtrhu docházelo mezi podkladem a barvou. 47

49 Mřížkovou zkouškou byla určena nejvyšší přilnavost u etalonů, u vzorků po zkoušce v komoře NaCl byla vyšší než u vzorků po zkoušce v komoře SO 2. Syntetický HOSTAGRUND S prokorodování Zkušební vzorky po ukončení zkoušek v komorách nevykazovaly žádné korozní poškození. Obr. 16 Vzorky S

50 - přilnavost odtrhovou zkouškou Tab. č. 16 Výsledky odtrhové zkoušky S 2160 Vzorek Etalon Číslo pozice Odtrhové napětí Podíl odtrhové plochy [%] [MPa] Lepidlo Barva Podklad 1 0, , , Průměr 0,85±0,1 11,25 88, , SO 2 2 0, , , Průměr 0,6±0,23 7,5 46,25 46,25 1 0, NaCl 2 0, , , Průměr 0,5±0,12 0, ,25 Obr. 17 Vzorky S 2160 po odtrhové zkoušce 49

51 - přilnavost mřížkovou zkouškou Tab. č. 17 Výsledky mřížkové zkoušky S 2160 Vzorek Klasifikační stupeň Č. pozice Průměr Etalon ,71±0,45 SO ,71±1,16 NaCl ,29±1,03 Obr. 18 Vzorky S 2160 po mřížkové zkoušce Nátěr em S 2160 vykazoval největší přilnavost u etalonů, naopak vzorky po zkoušce v komoře NaCl měly přilnavost nátěru nejmenší. U etalonů docházelo k odtrhu ve vrstvě barvy, u vzorků po zkouškách v komorách tomu bylo mezi podkladem a barvou. U mřížkové zkoušky byly nejlépe hodnoceny etalony, téměř shodného hodnocení bylo dosaženo u vzorků ze zkušebních komor. Vodou ředitelný ETERNAL ANTIKOR SPECIAL V prokorodování Vzorky po zkoušce v komoře SO 2 nebyly poškozeny. Vzorky po zkoušce v komoře NaCl byly po celém povrchu pokryty puchýřky. 50

52 Obr. 19 Vzorky V přilnavost odtrhovou zkouškou Tab. č. 18 Výsledky odtrhové zkoušky V 9503 Vzorek Etalon Číslo pozice Odtrhové napětí Podíl odtrhové plochy [%] [MPa] Lepidlo Barva Podklad 1 1, , , , Průměr 1,58±0,17 2,5 0 97, SO 2 2 1, , , Průměr 1,85±0,1 1,25 0,25 98,5 NaCl Nehodnoceno - povrch pokryt puchýřky 51

53 Obr. 20 Vzorky V 9503 po odtrhové zkoušce - přilnavost mřížkovou zkouškou Tab. č. 19 Výsledky mřížkové zkoušky V 9503 Vzorek Klasifikační stupeň Č. pozice Průměr Etalon ,8±1,6 SO NaCl Nehodnoceno - povrch pokryt puchýřky Obr. 21 Vzorky V 9503 po mřížkové zkoušce Vodou ředitelný V 9503 vykazoval vůbec nejvyšší odolnost proti odtržení. Nejvyšší odtrhové napětí bylo změřeno u vzorků po zkoušce v komoře SO 2. Vzorky po zkoušce v komoře NaCl byly korozně poškozeny natolik, že odtrhové napětí nebylo možné změřit. K odtrhu docházelo mezi podkladem a barvou. Mřížková zkouška potvrdila vynikající přilnavost tohoto u. 52

54 Vodou ředitelný BALAKRYL ANTIKOR V prokorodování Povrch vzorků po zkoušce v komoře SO 2 byl z velké části pokryt drobnými puchýřky (krupicí), povrch vzorků po zkoušce v komoře NaCl byl zcela znehodnocen korozními puchýřky. Obr. 22 Vzorky V přilnavost odtrhovou zkouškou Tab. č. 20 Výsledky odtrhové zkoušky V 2026 Vzorek Etalon Číslo pozice Odtrhové napětí Podíl odtrhové plochy [%] [MPa] Lepidlo Barva Podklad 1 1, , , , Průměr 1,8±0,0 4,25 79,5 16, SO 2 2 1, , , Průměr 1,25±0, ,5 82,5 NaCl Nehodnoceno - povrch pokryt puchýřky 53