Nový odolný kabát - také ekonomika

Zmíněný článek přiblížil čtenářům časopisu použití siloxanového nátěru pro dlouhodobou ochranu ocelové konstrukce mostu Trent Bridge v Nottinghamu. Článek mě zaujal, protože již osm roků získávám o siloxanových nátěrech informace, o tyto nátěry se zajímám a zkouším je pro některé zajímavé aplikace ve spoluprácí s Jitkou Podjuklovou ze strojní fakulty VŠB-TU Ostrava.Pokusil jsem se rovněž, bohužel prozatím neúspěšně, nabídnout tyto nátěry do některých obchodních případů. Příčinu dosavadních neúspěchů vidím hlavně v nepřipravenosti projektantů a investorů přijmout nové radikální nátěrové systémy. Zdá se však, že doba nazrává a siloxanové nátěry musí konečně převzít své místo v čele výkonných ochranných nátěrů ocelových konstrukcí. Svým článkem chci navázat na zmíněný článek Kamily Šínové a její vysoce zajímavé, avšak stručné informace doplnit a rozvinout.

VYSOCE PRODUKTIVNÍ MATERIÁLY
Podstatou a hlavním efektem polysiloxanových nátěrů je vytvoření polymerních molekul nátěrového filmu na bázi anorganické chemické vazby v řetězci křemík - kyslík, schematicky:

- O - Si - O - Si - O - Si -

Tato chemická vazba má vyšší vazebnou energii než je vazebná energie v polymerním řetězci mezi uhlíkovými atomy, případně mezi atomy uhlík - kyslík nebo uhlík - dusík, které jsou podstatou běžných organických nátěrů. Vyšší vazebná energie znamená vyšší chemickou stabilitu molekuly a tím také vyšší odolnost vůči vlivům prostředí. Se siloxanovými nátěry, koncipovanými pro protikorozní ochranu ocelových konstrukcí a podobných výrobků, přišla na trh jako první firma AMERON. Právě u této firmy a s jejími siloxany jsem se někdy v roce 1995 seznámil a s nimi jsem také provedl svoje první zkoušky. V současné době vývoj pokročil dále a na trhu se objevily siloxany od dalších firem. Není jich prozatím mnoho a jde o firmy, které uvažují progresivně. Uvádím tabulku, do které jsem seřadil mně doposud známé a dostupné siloxanové nátěry, koncipované a vhodné pro mimořádně dlouhodobou protikorozní ochranu ocelových konstrukcí a podobných výrobků.
Již prostý pohled na tabulku dovoluje přijmout závěr, že jde vesměs o vysoce výkonné a produktivní materiály s vysokou až velmi vysokou sušinou, dovolující dosahovat v jedné operaci vysokých tlouštěk nátěru 100 a více µm. O materiály, které dovolí zhotovení nátěrového systému nižším počtem vrstev, s nižšími aplikačními náklady, s kratší dobou realizace. O materiály, které díky nízkému až velmi nízkému obsahu těkavých organických látek produkují podstatně méně emisí než dosud běžné nátěry, které jsou bezpečnější a šetrnější k životnímu prostředí.
Stávající siloxanové nátěry jsou v pojivu vytvářeny na bázi siloxanů, modifikovaných epoxidy, akryláty a případně dalšími, např. dvousložkové nátěrové hmoty, kdy je některá ze stavebních součástí pojiva přidávána do nátěrové hmoty ve formě tužidla. Práce se siloxanovými nátěrovými hmotami je tedy podobná jako s nátěrovými hmotami epoxidovými, dvousložkovými polyuretanovými nebo polyesterovými. Pryskyřice (základ) se pečlivě promíchá s tužidlem, podle potřeby mírně přiředí a nanáší obvyklými technologiemi, přičemž přednost má technologie nanášení bezvzduchovým stříkáním (airless - dovoluje maximální využití výkonnosti a produktivnosti barvy), pro drobné a obtížně přístupné plochy lze použít štětec nebo váleček.

Poznámka: Siloxany jsou organosilikátové sloučeniny o obecném chemickém vzorci R3Si-O-SiR3, přičemž jako R mohou být vestavěny různé organické radikály.

NADSTANDARDNÍ ODOLNOST
Povlak siloxanové barvy vytvoří po vytvrzení hladký a lesklý film, vyznačující se nadstandardní odolností proti povětrnostním vlivům, zejména slunečnímu záření, vysoce nepropustný vlhkosti a dalším korozním stimulátorům, s excelentní stabilitou odstínu i lesku. Má rovněž výbornou přilnavost k podkladu a dobrou odolnost vůči otěru i nárazům. Umožňuje vytvářet vysoce odolné a trvanlivé nátěrové systémy již jako dvouvrstvé ve spojení s jedním výkonným základním nátěrem. Všechny tyto vlastnosti pak mohou dát základ pro vysokou výkonnost, efektivitu a ekonomičnost siloxanových nátěrových systémů.
Graf č. 1 znázorňuje výkonnost siloxanových nátěrů ve srovnání s ostatními typy nátěrů na tak významné vlastnosti jako je retence (schopnost udržení, zachování) odstínu a lesku. Je zřejmé, že v této vlastnosti předčí nejjakostnější polyuretany nejméně třikrát. Na rozdíl od ostatních uvedených dvousložkových nátěrových hmot je u nátěrových hmot siloxanových jeden dost významný rozdíl, přinášející s sebou nezvyklé efekty, které při nerespektování mohou vést k nepříjemným rizikům. Siloxanové nátěrové hmoty jsou sice vytvrzovány tužidly, ale na reakci vytvrzování se současně podílí i vzdušná vlhkost, absorbovaná do zhotovovaného nátěrového filmu absorpcí z ovzduší. Právě tato podvojná reakce vytvrzování může způsobit nepříjemné komplikace. Problematiku osvětlím v článku dále.

ÚČINEK VZDUŠNÉ VLHKOSTI
Výkonnost siloxanových nátěrů vytvářet tlusté odolné povlaky má svá omezení, daná právě zmíněným efektem spoluvytvrzování účinkem vzdušné vlhkosti. Absorpce vzdušné vlhkosti nastává na povrchu nátěrového filmu a ten se vytvrzuje oproti spodním vrstvám rychleji. Při vysokých tloušťkách nátěru dojde k účinnému vytvrzení povrchu nátěrového filmu dříve, než stačí dojít k absorpci vzdušné vlhkosti a jejímu transportu do spodních vrstev nátěru, a současně k odtěkání zbytků ředidel. Spodní vrstvy nátěru zůstanou nedostatečně vytvrzeny, nátěr bude mechanicky méně pevný a odolný a rovněž jeho ochranná účinnost se sníží. Optimální tloušťka siloxanového nátěru se pohybuje, a dokumentuje to i předcházející tabulka, mezi 80 až 125 µm. Přehnaně vyšší tloušťky mohou způsobit vážné problémy.

Poznámka: Podobný efekt ovšem vykazují i polyuretanové nátěry, více jednosložkové, méně dvousložkové.

S předchozím závěrem souvisí i doporučení zhotovovat siloxanové nátěry s co nejrovnoměrnější tloušťkou vrstvy. Je to jednak otázka správnosti specifikace nátěrového systému, jednak otázka konstrukčního řešení výrobku, který má být natírán, a jednak otázka zručnosti natěrače. Zde opět platí, že co nezvládne projektant díla, to už natěrač napravit nemůže.
Snaha tvůrců siloxanových nátěrů zajistit co nejvyšší efektivitu a výkonnost siloxanových nátěrových systémů vedla k jejich spojování s vysoce účinnými špičkovými základními nátěry. Jako první řešení byly použity robustní zinkové silikátové základní nátěry - takovým klasickým příkladem byl původní nátěrový systém od firmy AMERON ve složení:

1 × 75 µm Dimetcote 9 + 1 × 125 µm PSX 700,

který byl používán nejdříve a dalšími výrobci siloxanových nátěrů byl napodobován. Postupně pak byl sortiment základních nátěrů rozšířen o výkonné zinkové epoxidové základní nátěry a robustní epoxidové bariérové základní nátěry. Výrobci siloxanových nátěrů doporučují v současné době více možných řešení, každý z nich však má své vlastní návrhy a požadavky, takže nelze říci, že by se shodovali na jediném stanovisku. Na druhé straně je zde dostatečná variabilita a pestrost řešení. Nyní několik doplňujících informací a návrhů.

Nezkrácený článek včetně grafů a fotek si můžete přečíst v srpnovém čísle 4/2004.

Autor

• Ing. Sigmund Jaroslav