Kyselinotvrditelné produkty (dále „KT“) jsou dvousložkové nátěrové hmoty, které rychle vytvrzují. Vyznačují se dobrou kryvostí a především výbornou odolností vůči chemickému a mechanickému zatížení. Pro povrchovou úpravu dřevěných podkladů se v průmyslové praxi používá celá řada systémů nátěrových hmot. Známé kyselinotvrditelné nátěrové hmoty využívají zpravidla kombinace aminoformaldehydové pryskyřice s alkydovou pryskyřicí.
Princip vytvrzování a složení
Vytvrzovací proces startuje, když se do laku přidá kyselina (tvrdidlo/tužidlo). Rozpouštědlo se v průběhu chemického procesu odpařuje a tím dochází k vysychání nátěru. Po zaschnutí pokračuje proces vytvrzování ještě další 3-4 týdny. Po úplném vyzrání laku jsou rozpouštědla zcela odpařena, tedy nejsou součástí lakového filmu. A teprve tehdy je odolnost povrchové úpravy maximální. Pro kvalitu výsledné povrchové úpravy je velmi důležité dodržovat doporučené parametry, zvláště poměr tužení a technologické lhůty.
Pro urychlení procesu zasychání se přidávají roztoky nízkoviskozní nitrocelulózy. Některé způsoby použití těchto typů popisují např. NDR pat. 342 170 a NSR pat. 2 737 927. Tyto nátěrové hmoty obsahují ekologicky závadná a zdraví škodlivá organická rozpouštědla.
Vodou ředitelné nátěrové hmoty tvrditelné kyselinou jsou založeny na bázi vodné disperze syntetických polymerů, aminopryskyřice, kyselého katalyzátoru a případně dalších složek. Nátěrové hmoty na bázi vodných disperzí akrylátových termoreaktivních polymerů se používají pro nátěry kovových předmětů, dřeva a papíru. Nevýhodami těchto typů jsou vysoké vytvrzovací teploty - 150 °C a vyšší - a relativně dlouhé vytvrzovací časy - 20 min a více, např. US pat. 3 845 086 nebo jap. pat. 7' 104 327. Pro některá použití, např. základní nátěry na kovy, se využívá kombinace disperzí, obsahující reaktivní skupiny hydroxylové nebo karboxylové, s melaminoformaldehydovou pryskyřicí. Nátěry jsou vytvrzovány při teplotách okolo 150 °C po dobu 30 až 40 min, např: NSR pat. 226 897 aminopryskyřic, kyselého katalyzátoru, případně aditiv, matovacích prostředků, pomocných rozpouštědel, pigmentů a plniv.
Nátěrové hmoty podle vynálezu neobsahují toxická a zdraví škodlivá rozpouštědla, vyznačují se dobrou nanášecí schopností a schopností nanášení nátěrových hmot při vysokém obsahu netěkavých složek. Pro přípravu nátěrových hmot podle vynálezu lze použít vodné disperze polymeru zejména na bázi metylmetakrylátu, butylmetakrylátu, etylakrylátu, butylakrylátu, styrenu a komonomerů s reaktivními skupinami, např. N-metylolakrylamid, N-metylolmetakrylamid, N-izobutoxymetylakrylamid, N-butoxymetylakrylamid, akrylamid, kyselinu akrylovou apod. Z aminopryskyřice jsou vhodné typy melaminformaldehydové a močovinoformaldehydové eterifikované zejména metanolem, etanolem, izopropylalkoholem, které je výhodné používat ve formě 60 - 80% vodných roztoků. Pro přípravu nátěrových hmot matných jsou jako matovací prostředky nejčastěji používány materiály obsahující koloidní kysličník křemičitý. Pro přípravu pigmentovaných nátěrových hmot lze jako plniva použít například kaolin, síran barnatý, slídu, talek apod. a z pigmentů např. titanovou bělobu. Pro přípravu nátěrových hmot určených k povrchové úpravě celulózových podkladů jsou nejvhodnějšími plnivy emulzní pastotvorný polyvinylchlorid, polyetylén a polypropylen. Dostatečnou homogenizaci a dispergaci výše uvedených materiálů lze příznivě ovlivnit použitím aditiv zlepšujících smáčení pigmentů, např. na bázi tenzidů z klasifikace sulfonanů, polyglykolů apod. Nátěrové hmoty se před použitím smíchají s kyselým katalyzátorem např. a kyselinou para-toluensulfonovou, která je složkou zpracovatelskou.
Čtěte také: Kvalitní plastová okna
Složení vodou ředitelných nátěrových hmot
Podstata vynálezu spočívá v tom, že hmoty obsahují 35 až 96 hmot. dílů vodné disperze akrylátového a nebo styrenakrylátového polymeru, kde hmotnostní díly jsou vztaženy na 50% obsah polymeru v disperzi, 4 až 65 hmot. dílů vodou ředitelné aminoformaldehydové pryskyřice, 0,1 až 14 hmot. dílů kyselého katalyzátoru, zejména kyseliny para-toluensulfonové, který je složkou zpracovatelskou, vztaženo na celkovou hmotnost realizované nátěrové hmoty, případně 0,2 až 5 hmot. dílů aditiv na bázi aminů nebo hydroxidů, zejména dimetyletanolaminu nebo hydroxidu draselného, 0,1 až 15 hmot. dílů matovacích prostředků na bázi kysličníku křemičitého, až 45 hmot. dílů pigmentů a plniv a až 40 hmot. dílů pomocných rozpouštědel, např. vody, glykolu, alkoholu, esteru kyselin a glykoleteru. Použitý akrylátový a nebo styrenakrylátový polymer, obsažený ve vodné disperzi, je chemicky modifikován komonomery s reaktivními skupinami alkylolovými a aminovými a nebo alkoxylovými a karboxylovými. Všechny lze vytvrzovat přídavkem kyselého katalyzátoru při normální a zvýšené teplotě a infračerveným zářením.
Připravená směs laku, tužidla a ředidla má omezenou životnost, v řádu dní. Tuto směs, stejně jako její složky samostatně, je nutné uchovávat v originálních obalech nebo v nádobách určených pro tento druh nátěrových hmot.
Aplikace kyselinotvrditelných nátěrových hmot
KT se aplikují stříkáním, na válcové a clonové nanášečce. Dále je možné je nanášet i štětcem, poléváním, navalováním nebo máčením.
Způsoby nanášení nátěrových hmot
- Štětcové: Nanášejí se natíráním štětcem. V podstatě lze při vhodné konzistenci natírat všechny druhy NH.
- Stříkací: Při vhodné konzistenci, správně voleném tlaku a průměru trysky lze nanášet všechny druhy NH včetně tmelů.
- Polévací: Všechny druhy NH, které jsou upravené pro polévání, jinak by tvořily nesouvislou clonu, která se trhá a dává nestejnoměrné nánosy.
- Navalovací: Nanášejí se válcovými nanášečkami - všechny druhy NH, tmelů, plniče pórů.
- Máčecí: Nitrocelulózové, kyselinou tvrditelné, polyuretanové a syntetické, které musí být tixotropní (přilnavé, s omezeným stékáním), aby přebytečná nátěrová hmota po vytažení předmětu z máčecí vany netvořila zátoky (zaschlé kapky NH).
Vlastnosti a rozdělení nátěrových hmot
Syntetické NH kyselinou tvrditelné (KTNH) jsou dvousložkové. Nátěrové filmy jsou velmi kvalitní, odolné proti zvýšené teplotě, slabším chemikáliím, jsou tvrdé a výborně přilnavé. Vyrábějí se ve všech modifikacích (matné - lesklé, transparentní - pigmentové).
Rozdělení nátěrových hmot podle způsobu vytváření lakového filmu:
- Nátěrové hmoty, které vysychají fyzikálně (odpařením rozpouštědel) - např. nitrocelulózové.
- Nátěrové hmoty, které vytvrzují chemickým pochodem (dvousložkové). Dodávají filmu požadovaný vzhled a odolnost.
Rozdělení nátěrových hmot podle prostředí, pro jaké je nátěr určen:
- Vnitřní: Slouží k nátěrům povrchu těch předmětů, které jsou stále v uzavřené místnosti (nábytek). Nevyžaduje se vysoká odolnost proti povětrnostním vlivům, musí však být odolné proti mechanickému namáhání (oděru).
- Venkovní: Pro předměty, na které působí atmosférické podmínky vnějšího prostředí.
- Do vlhka a do vody: Podobné vlastnosti jako venkovní, mají být i chemicky odolné (lodní lak).
- Odolné proti chemikáliím: Používají se jako ochrana proti agresivnímu vlivu plynů, kyselin, zásad, organických rozpouštědel apod. Nemají všestrannou odolnost, proto musí být v názvu vyznačeno prostředí, pro které jsou jednotlivé druhy určeny.
Rozdělení nátěrových hmot podle způsobu vytvrzování a vysychání:
- Vytvrzované a vysoušené při dílenské teplotě asi 20 °C.
- Vytvrzované a vysoušené za zvýšené teploty (teplý vzduch 40-90 °C).
- Vytvrzované ultrafialovým zářením (polyesterové laky a tmely).
- Vytvrzované infračerveným zářením (lze všechny druhy nátěrových hmot).
- Vytvrzované proudem urychlených elektronů (polyesterové laky a tmely).
Značení nátěrových hmot
Nátěrové hmoty vyráběné v naší republice se označují indexem, který obsahuje písmeno, čtyřmístné číslo a druhé čtyřmístné číslo - barevný odstín. Nátěrové hmoty jiných výrobců mohou mít barevné značení odlišné.
Čtěte také: Parametry OSB desek: co je důležité?
Značení nátěrových hmot podle filmotvorné složky:
| Písmeno | Typ nátěrové hmoty | Barva na víčku |
|---|---|---|
| A | Asfaltové | Černá |
| O | Olejové | Červená |
| C | Celulózové | Modrá |
| B | Polyesterové/bezrozpouštědlové | Jasně červená |
| S | Kyselinou tvrditelné/syntetické | Oranžová |
| U | Polyuretanové | Šedá |
| L | Etanolové/lihové | Zelená |
| V | Vodou ředitelné | Růžová |
Příklady konkrétních provedení
Příklad 1: Vodou ředitelný lak tvrditelný kyselinou
Nátěrová hmota se získá uvedených složek v hmot. dílů. Před použitím se nátěrová hmota tuží 50% vodným roztokem kyseliny para-toluensulfonové v poměru na 300 hmot. dílů nátěrové hmoty 3 hmot. díly.
- Vodná disperze akrylátového polymeru na bázi metylmetakrylátu a etylakrylátu, modifikovaného komonomery s reaktivními skupinami alkylolovými a aminovými (46,8 hmot. dílů).
- Melaminformaldehydová pryskyřice eterifikovaná metanolem, 67% vodný roztok (2,8 hmot. dílů).
- Matovací prostředek na bázi kysličníku křemičitého (1 hmot. díl).
Charakteristiky:
- Zasychání při 20 °C: stadium 4 /85/ min
- Zasychání při 90 °C: 30 min
- Zasychání při 100 °C: 3 min
- Tvrdost tužkou: st.
- Tvrdost kyvadlem: 40% při 30 µm tloušťky nátěru /Čar 67 3061/
- Vzhled nátěru: hladký, slitý
- Lesk nátěru: st.
Příklad 2: Vodou ředitelný email tvrditelný kyselinou
Před použitím se nátěrová hmota tuží 50% vodným roztokem kyseliny para-toluensulfonové v poměru na 100 hmot. dílů nátěrové hmoty 3 hmot. díly.
- Vodná disperze styrenakrylátového polymeru na bázi styrenu a butylakrylátu, modifikovaného komonomery s reaktivními skupinami alkoxylovými a karboxylovými (41 hmot. dílů).
- Melaminformaldehydová pryskyřice eterifikovaná metanolem, 67% vodný roztok (9 hmot. dílů).
- Titanová běloba anatasového typu (25 hmot. dílů).
- Kaolin (5 hmot. dílů).
- Síran barnatý (5 hmot. dílů).
- Voda (15 hmot. dílů).
- Dimetyletanolamin (1 hmot. díl).
Nátěrová hmota se připravuje tak, že se aminoformaldehydová pryskyřice naředí vodou, přidají se plniva, pigmenty a matovací prostředky, směs se důkladně zhomogenizuje rychlomíchadlem a disperguje na třecím zařízení. Potom se přidá dimetyletanolamin a vodná disperze akrylátového polymeru a vše se míchadlem promísí.
Charakteristiky:
- Zasychání při 20 °C: stadium 4 /BJ/ min
- Zasychání při 80 °C: min
- Zasychání při 100 °C: 2 min
- Tvrdost tužkou: st.
- Tvrdost kyvadlem: 48% při 30 µm
- Lesk nátěru: st.
- Vzhled nátěru: st.
Příklad 3: Vodou ředitelná barva základní tvrditelná kyselinou
- Vodná disperze styrenakrylátového polymeru na bázi styrenu a butylakrylátu, modifikovaného komonomery s reaktivními skupinami alkoxylovými a karboxylovými (46,8 hmot. dílů).
- Melaminformaldehydová pryskyřice eterifikovaná metanolem, 67% vodný roztok (2,8 hmot. dílů).
- Močovinoformaldehydová pryskyřice eterifikovaná etanolem, 67% vodný roztok (1 hmot. díl).
- Titanová běloba anatasového typu (25 hmot. dílů).
- Kaolin (5 hmot. dílů).
- Síran barnatý (5 hmot. dílů).
- Voda (15 hmot. dílů).
- Dimetyletanolamin (0,5 hmot. dílů).
Charakteristiky:
- Zasychání při 20 °C: stadium 1 /B5/ 20 min
- Zasychání při 80 °C: min
- Zasychání při 100 °C: min
- Tvrdost tužkou: min
- Tvrdost kyvadlem: et.
- Vzhled nátěru: et.
Čtěte také: Vše o Technických službách města Mostu
tags: #kyselino #tvrditelné #nátěrové #hmoty #princip #vlastnosti