Organické povlaky

Aplikácia organických povlakov na povrch súčiastok patrí medzi najbežnejší spôsob ochrany proti atmosférickým vplyvom. Používajú sa na ochranu kovových výrobkov a konštrukcií pred koróziou, predovšetkým proti účinkom atmosféry a vody. Akosť povlakov zahrňuje ich ochrannú účinnosť a vzhľadovú stálosť. Ochranná účinnosť je výslednicou dvoch vzájomne sprevádzaných funkcií povlakov - bariérového mechanizmu a schopnosti blokovať povrch kovu.

Organické povlaky sú organické látky, ktoré sú v stave polotekutosti alebo tekutosti. Po nanesení a zaschnutí náteru na povrchu súčiastky vzniká neprerušovaný mechanický trvanlivý povlak.

Rozdelenie organických povlakov:

1. povlaky z náterových látok
2. povlaky z polymérnych materiálov
3. povlaky pre dočasnú ochranu

a) Povlaky z náterových látok

Ochranná účinnosť povlakov z náterových látok je ovplyvnená:

• akosťou a čistotou základného materiálu,
• antikoróznymi vlastnosťami základných náterov,
• priepustnosťou povlaku pre ióny, kyslík a vodu,
• adhéziou náteru,

Náterová látka je zložená z nasledujúcich základných zložiek:

1. filmotvorná látka (spojivo, zmäkčovadlo) - nosné médium, ktoré tvorí vlastnú kvapalnú (neprchavú) časť. Charakter filmotvornej látky má vplyv na vlastnosti náteru. Spojivo spoločne s prchavými zložkami tvorí najčastejšie roztok, tzv. základný lak, ktorý by bez pridania pigmentov vytvoril priehľadný transparentný náterový film.
2. pigmenty, plnidlá a farbivá - malé nerozpustné čiastočky rozptýlené v médiu. Sú to farebné prášky nerozpustné v spojivách a rozpúšťadlách, ktoré dodávajú náterovým látkam farebný odtieň, kryciu schopnosť, svetelnú stálosť a niektoré špeciálne vlastnosti (pasivačnú schopnosť, elektrickú vodivosť a pod.).
3. prchavé zložky – rozpúšťadlá, riedidlá - upravujú viskozitu filmotvornej látky pre určitý spôsob nanášania. Riedidlá sú obvykle zmesou pravých a nepravých rozpúšťadiel, ktoré slúžia ako prostriedok pre zníženie viskozity náterových látok, aby bola umožnená ich aplikácia zvoleným spôsobom.
4. ostatné prísady -  rôzne aditíva – pomocou nich sa dosahuje lepšia a rýchlejšia dispergácia pigmentov v náterovej látke, zabraňuje sa jej peneniu, obmedzuje sa usadzovaniu pigmentov.

Spôsoby nanášania povlakov z náterových látok

Môže sa realizovať nasledovnými spôsobmi:

• Nanášanie štetcom - je to jednoduchá, univerzálna technológia, ktorá umožňuje natieranie predmetov ľubovoľnej veľkosti a tvarov. Je vhodná pri realizácii základných náterov. Straty pri nanášaní sú minimálne, 4-6 %. Nevýhodou je veľká prácnosť a malý výkon na pracovníka, preto sa tento spôsob využíva prevažne v kusovej výrobe. K natieraniu sa používajú rôzne druhy štetcov, pre špeciálne práce tiež jednoúčelové štetce.
• Nanášanie valčekom - používa sa pri nanášaní veľkých hladkých plôch. Je to jednoduchý spôsob nanášania, v porovnaní s natieraním štetcom je výkonnosť 2-2,5 krát vyššia. Straty náterovej látky sú malé, 4-6 %, manipulácia veľmi jednoduchá. Valčekom sa nanášajú pomaly zasychajúce náterové hmoty. Prevedením valčeky sú buď so zásobníkom na farbu alebo bez zásobníka.
• Nanášanie náterových látok navaľovaním - spôsob mechanického nanášania, kde sústava valcov nanáša náterovú látku zo zásobníka na pohybujúcu sa plochu. Navaľovaním je možné nanášať náterové látky na hladké a ploché výrobky.
• Nanášanie náterových látok máčaním - je to spôsob nanášania, pri ktorom sa výrobky ponárajú do nádrže s náterovou látkou, z ktorej sa potom rovnomernou rýchlosťou vynárajú. Pri vynáraní výrobku z nádrže prebytočné množstvo náterovej látky z povrchu výrobku stečie a ostávajúci povlak vytvára vlastný náter.
• Nanášanie náterových hmôt striekaním - princíp striekania je vo vytvorení makroskopických čiastočiek - kvapôčok, ktoré sú vrhané na povrch. Následkom tekutého stavu sa kvapôčky po dopade na povrch adhéziou a účinkom povrchového napätia navzájom spojujú a zlievajú, a vytvárajú hladkú, súvislú náterovú vrstvu.

• Pneumatické striekanie – použitie tejto technológie je univerzálne, ako v kusovej tak aj v hromadnej výrobe. Je možné ním nanášať všetky druhy náterových hmôt, okrem náterových hmôt pigmentovaných olovom alebo inými toxickými látkami.

  Striekacie pištole, používané pri aplikácii tejto technológie, poznáme:

  - s hornou nádobkou (spádové), obr.1,

  - so spodnou nádobkou (nasávacie), obr.2,

  - s tlakovým prívodom náteru z tlakového zásobníka.

• Elektrostatické nanášanie náterových látok - podstatou je základný fyzikálny jav - vzájomné priťahovanie častíc s rozdielnym elektrickým nábojom. Jemne rozprášené čiastočky náterovej látky v špeciálnom zariadení, pripojenom na záporný pól generátora vysokého napätia, získavajú záporný náboj a sú unášané po silokrivkách elektrického poľa na uzemnený predmet, obr.3. Odovzdajú svoj náboj a adhéznymi silami zostávajú priľnuté na povrchu predmetu, kde vytvárajú  súvislý náterový systém.

• Nanášanie náterových hmôt elektroforeticky - princíp spočíva v ponorení vodivého predmetu do kúpeľa so špeciálnou vodouriediteľnou náterovou látkou. Predmet je pripojený na anódu, vaňa alebo pomocné elektródy uložené vo vani na katódu. Pôsobením jednosmerného prúdu sa vytvára medzi výrobkom a pomocnou elektródou elektrické pole. Záporné nabité častice sušiny náterovej látky sa pohybujú po siločiarach elektrického poľa v kúpeli smerom k anóde. Na výrobku sa vylučujú a vytvárajú povlak obr.4.

b) Povlaky z polymérnych materiálov

Povlaky z polymérnych materiálov sú vyrábané vo forme veľmi jemného prášku s priemernou hodnotou veľkosti zrna 40-50 µm. Po aplikácii na predupravený kovový substrát je nevyhnutné nanesený materiál ohriať v peci za účelom dosiahnutia kompaktného povlaku.

Okrem základného systému živice s vytvrdzovacím činidlom (spojivo/tvrdidlo) výslednú práškovú náterovú hmotu tvoria:

-  pigmenty - prispievajú k farebným a krycím vlastnostiam práškových náterov,

-  plnidlá (výplne) - znižujú cenu východiskových surovín a dávajú aplikáciám ich vlastnosti.

-           prísady - napomáhajú užitočným vlastnostiam (rozliv filmu, tvorba textúry a štruktúry).

Ich hlavnými ekologickými výhodami sú:

• neobsahujú rozpúšťadlá,
• majú 100 % pevný podiel,
• pigmenty sú bez nebezpečných ťažkých kovov (olova, kadmia),
• minimum odpadového materiálu (prakticky bezodpadová technológia),
• ich systém recyklácie a jednoduché zneškodnenie práškového odpadu.

Nanášanie práškových povlakov z polymérnych materiálov na základný materiál je možné realizovať:

• naprašovaním - predohriaty predmet sa popráši pomocou práškovou náterovou hmotou, ktorá sa vplyvom tepla nataví a zliatím vytvorí homogénny povlak,
• fluidizáciou - používa sa vaňa, obr. 5, ktorá má dvojité dno a vnútorné dno je pórovité. Do priestoru medzi dnami je privádzaný vzduch, ktorý sa šíri do práškového plastu pórovitým dnom. Prášok nadobúda vlastnosti podobné vlastnostiam kvapaliny. Do takto pripraveného prášku sa ponorí kovová súčiastka, ktorá je predhriata, čím vzniká natavenie súvislej vrstvy plastu,

• striekaním v elektrostatickom poli - „komaxitovanie“. Práškový povlak je nanášaný striekaním pomocou elektrostatickej pištole v elektrostatickom poli a následne sa vypaľuje.
• striekaním v elektrickom poli - v špeciálne upravenej striekacej pištoli dostáva prúdiaci prášok elektrický náboj a po siločiarach elektrického poľa je priťahovaný na uzemnený predmet. Prášok priľne k predmetu vplyvom elektrického náboja, potom môže byť prepravovaný do vypaľovacej komory, kde sa prášok nataví a zleje do súvislej vrstvy.
• žiarovým striekaním – používajú sa trysky, kde je obmedzený priamy kontakt plameňa s plastovými časticami a strieka sa pri nižších teplotách nosného prostredia tak, že natavujú sa iba povrchové vrstvy častíc. Celkové dotavenie a zliatie povlaku nastáva účinkom tepla predohriateho predmetu a vplyvom plameňa pištole.

c) Povlaky pre dočasnú ochranu

   Dočasná protikorózna ochrana je ochrana proti atmosférickej korózii ako nechránených kovových povrchov výrobkov či zariadení (tzn. povrchov bez trvalej, protikoróznej ochrany náterovými systémami, alebo galvanicky pokovovanými), tak povrchov s trvalými protikoróznymi ochranami po dobu ich skladovania či prepravy od výrobcu k užívateľovi. Dočasná protikorózna ochrana zabezpečuje výrobky pred koróznym poškodením iba po určité obdobie, než dôjde k vlastnému používaniu výrobkov, t.j. v priebehu ich skladovania a prepravy.Kritériom pre výber prostriedkov dočasnej ochrany je požadovaná doba ochrany, ktorá môže byť:

-           medzioperačná (do jedného mesiaca),

-           krátkodobá (do šiestich mesiacov),

-           strednodobá (max. do 2 rokov),

-          dlhodobá (až do 10 rokov – špeciálne prípady: vojenská technika, technika pre prípady katastrof a pod.).