Může povrch s práškovým nátěrem účinně odolávat poškrábání a vyblednutí?

Jak povrchy s práškovým nátěrem odolávají poškrábání

Vývoj tvrdosti a síťovaných teplosztvrditelných struktur

Odolnost povrchů s práškovým nátěrem proti poškrábání je způsobena jedinečným chemickým složením nátěrových hmot. Nátěrové hmoty se vypalují při teplotě 180 až 200 °C po dobu přibližně 10 až 20 minut. Dochází k trvalé chemické reakci mezi polymerovými řetězci, které tvoří pružné trojrozměrné sítě. Tímto způsobem dosahují nátěrové hmoty tvrdosti 3H až 9H podle stupnice tvrdosti tužkou ASTM D3363. Tvrdost je vyšší než u běžných kapalných barev. Husté sítě brání pohybu polymerových řetězců. Při poškrábání nebo tření nedochází u nátěrových hmot ke skluzování řetězců. I náraz ostrého předmětu neprovokuje pohyb řetězců. Nátěrové hmoty zůstávají nepoškozené a nestávají se křehkými. Bylo prokázáno, že práškové nátěry vydrží přibližně dvojnásobnou sílu poškrábání ve srovnání s alternativními termoplasty.

Vliv tloušťky vrstvy, struktury povrchu a vypalování na odolnost proti poškrábání

Odolnost proti poškrábání je ovlivněna třemi závislými parametry:

Ideální je tloušťka vrstvy 60–120 μm, která vytváří obětovatelnou vrstvu bránící expozici podkladu v důsledku škrábanců.

Strukturované povrchy umožňují rozptýlit nárazovou energii po celé struktuře, čímž se snižuje viditelné poškození o 40–60 %.

Řízené tuhnutí zajišťuje úplné příčné propojení. Nedočesané povlaky vykazují ve zkoušce odolnosti proti poškrábání podle Taberu (ISO 1518) o 30 % nižší odolnost proti vrypům.

Tyto proměnné byly testovány na konzistenci s výrobními pokyny pro automobilové a průmyslové potahy a vybavení, stejně jako pro normy ASTM D3363 a ISO 1518.

Barvy a povrchové úpravy povlaků: UV-stabilita a odolnost proti vyblednutí práškových povlaků

Polyester splňuje požadavky na UV odolnost, fluoropolymer selhává kvůli odlišné chemii absorpce a udržení barvy

Polyesterové práškové nátěry mají mechanismy ochrany proti poškození UV zářením, avšak tyto mechanismy postupně způsobují jev nazývaný „vybělení“ (chalkiness). Výhodou fluoropolymerových práškových nátěrů je, že jejich mechanismy ochrany proti poškození UV zářením vznikají díky vytváření malých krystalických domén s inteligentní reakcí na UV záření. Další výhodou fluoropolymerových práškových nátěrů je vyšší energie (rozpadu) ve srovnání s nižší energií (rozpadu) polyesterů, což vede k lepší stabilitě a tím i k lepší pigmentaci a živosti barev. Testy provedené na Floridě ukázaly, že tyto povlaky zachovaly více než 95 % své původní barvy i po celé desetileté expozici venku.

Praktická odolnost: údaje z počasího testování QUV (ASTM G154) – více než 5 000 hodin
Cílem zrychleného testování QUV (ASTM G154) je simulovat až desetiletí expozice slunečnímu záření. Po 3 000 hodinách expozice premium polyesterovým práškovým nátěrům činí udržení lesku 90 %. U fluoropolymerových nátěrů činí udržení lesku po 5 000 hodinách 98 %. Hodnoty změny barvy (Delta-E) u nátěrů jsou uvedeny výše.

Použitelné po dobu 15 a více let venkovního provozu na architektonických kovech v mírném podnebí. U pobřežních instalací dochází kvůli solné mlze a zároveň působícím UV podmínkám ke 20% rychlejšímu stárnutí materiálů.

Environmentální faktory, které ovlivňují životnost práškových nátěrů.
Vlhkost, postřik solným roztokem a expozice chemikáliím a jejich kombinované účinky způsobují rychlé vyblednutí a poškrábání povlaku. Pokud jsou splněny ideální podmínky pro více typů environmentálních útoků, degradace povlaků probíhá zrychleně. Při vlhkosti povlaku začínají polymerové vazby podléhat rozkladu prostřednictvím procesu nazývaného hydrolýza. Následně oslabené vazby povlaku slouží jako vstupní brána pro postřik solným roztokem, který nakonec způsobuje selhání povlaku v důsledku vnitřní elektrochemické koroze. Rychlý rozklad probíhá v prostředích, která umožňují alkalický nebo kyselý útok, protože kombinované environmentální účinky nepůsobí izolovaně. Rychlý rozklad těchto povlaků vede k vyšším nákladům na údržbu a zkrácení životnosti v průmyslových aplikacích.

Přítomnost oxidovaného podkladu může způsobit předčasnou změnu barvy kvůli granulím bez pigmentu, které mění rozptyl světla.

Absorpce vlhkosti způsobuje, že povlak je o 40 % méně pružný a snáze se na něm vytvářejí poškození a rýhy.

Hluboké podpovrchové poškození se za vlhkých podmínek urychluje pětkrát kvůli pronikání chloridových iontů, jak uvádí norma ASTM B117.

Je zdokumentováno předčasné selhání pouzdra v ochraně proti vlhkosti, korozi a poškození ultrafialovým zářením. Například kombinace několika let expozice ultrafialovému záření, mořskému vzduchu a vysoké vlhkosti může způsobit bezprecedentní odlupování a chaotické povrchové poškození. Tato korozivní poškození představují ohromující neočekávanou nákladovou položku. Mezinárodní organizace NACE dokumentovala, že korozivní poškození vystavených povrchů stojí průměrně přibližně 740 tisíc dolarů ročně na zařízení v různých odvětvích. Tento typ poškození lze zmírnit pouze použitím speciálně formulovaných povlaků. Epoxidní hybridy jsou obvykle formulovány pro použití v chemickém průmyslu, zatímco pro oblasti s vysokou vlhkostí jsou vhodnější polyuretany. Okraje jsou hlavními místy, kde dochází k pronikání vlhkosti, a proto je třeba je utěsnit, aby se zabránilo předčasnému selhání.

Chcete-li maximalizovat odolnost práškových povlaků proti poškrábání a vyblednutí, doporučujeme dodržovat následující pokyny.

Pro optimální přípravu povrchu je vhodné důkladně povrch vyčistit a použít abrazivní pískování, aby se maximalizovala adheze mezi podkladem a nátěrovou hmotou, což je rozhodující pro minimalizaci poruch způsobených špatnou přilnavostí.

K zajištění udržení barvy se doporučuje použití UV absorberů v kombinaci s HALS o vysoké energii a pokročilou technologií.

Kontrolujte tloušťku nátěru: Tloušťka nátěru by měla činit 60–120 μm, neboť příliš tenké vrstvy nechrání podklad dostatečně, zatímco příliš tlusté vrstvy snižují pružnost a zvyšují náchylnost k mikroprasklinám.

Zajistěte přesnou dobu vytvrzování: Ideální doba vytvrzování činí 10–15 minut při teplotě 180–200 °C, aby bylo dosaženo úplného vytvrzení a zvýšení tvrdosti povrchu o 15–20 % (podle normy ASTM D3363).

Jemné čištění: Používejte čisticí prostředky o neutrální pH a mikrovláknový hadřík. Příliš abrazivní čisticí prostředky mohou způsobit mikroškrábance, které urychlují fotochemickou degradaci.

Opravy by měly být provedeny co nejdříve: Opravy škrábanců a vrypů je třeba provést co nejdříve, aby se zabránilo pronikání vlhkosti a korozi.

Často kladené otázky

Proč je práškový nátěr odolnější vůči škrábancům než kapalná barva? Odolnost vůči škrábancům u práškových nátěrů vyplývá ze struktury tepelně tuhnoucích polymerů. Trojrozměrná síťová struktura poskytuje vyšší úroveň odolnosti vůči škrábancům ve srovnání s kapalnou barvou.

Co se děje, když jsou práškové nátěry vystaveny ultrafialovému záření? Výrobci práškových nátěrů používají různé metody k ochraně barevné integrity nátěru, stejně jako k poskytnutí určité úrovně ochrany před ultrafialovým zářením. Práškové nátěry na bázi polyesteru obsahují aromatické kruhové struktury, zatímco práškové nátěry na bázi fluoropolymerů obsahují krystalické domény; oba typy poskytují určitou ochranu a udržení barvy, přičemž fluoropolymerové nátěry mají nejlepší udržení barvy.

Jaké podmínky způsobují rychlejší opotřebení práškového povlaku? Všechny uvedené faktory – vlhkost, sůl, vzduch a chemikálie degradující práškové povlaky – způsobují opotřebení povlaku.

Jaké jsou doporučené metody údržby povrchů s práškovým povlakem?

Správné techniky přípravy povrchu, účinné formulace, kontrola tloušťky nátěru, přesné zahřívání (vypalování), jemná údržba a včasná retuš jsou všechny důležité pro zajištění přilnavosti a prodloužení životnosti i estetické hodnoty povrchů s práškovým povlakem.