Degradace nátěrů v atmosférických podmínkách

Ochranné vlastnosti nátěrů závisí rozhodující mírou na druhu použité nátěrové hmoty. Jejich odolnost je v prvé řadě určována typem pojiva obsaženého v nátěrové hmotě. Tak např. je známo, že epoxidové nátěry vystavené účinkům povětrnosti, zejména slunečnímu záření rychle ztrácejí lesk, což je prvním příznakem destrukce nátěrového filmu (povlaku).

V našich klimatických podmínkách ztrácejí alkydové nepigmentované nátěry ročně ca 6-7 mm své tloušťky a pigmentované kolem 1,5 mm. Vyjdeme-li ze známého poznatku, že epoxidové povlaky rychle ztrácejí lesk, pak lze odhadnout ztrátu tloušťky na ca 3-10 mm ročně. Vzhledem k tomu, že pro bariérovou ochranu se používají nátěry o tloušťce několika set mikrometrů (obvykle 300-400 mm), nemůže být rychlost degradace pojiva, zejména v případě pigmentovaných nátěrů, jediným faktorem, který ovlivňuje jejich ochrannou účinnost. Snížení ochranné účinnosti nátěrů o vysokých tloušťkách způsobuje více faktorů. Kromě již zmíněné destrukce pojiva to je pronikání kyslíku, vody a agresivních složek ovzduší k ocelovému podkladu. Rychlost pronikání kyslíku a vody lze do značné míry ovlivnit tloušťkou nátěrů a druhem použitého pigmentu. Totéž v podstatě platí i pro pronikání oxidu siřičitého, který je hlavní agresivní složkou obsaženou v našem ovzduší. Rychlost pronikání jiných látek, jako např. solí a netěkavých kyselin, do nátěru je zcela nepatrná. Pronikání těkavých kyselin, jejichž představitelem je kyselina chlorovodíková, záleží na koncentraci HCl v roztoku. Totéž se týká organických kyselin, např. kyseliny octové. Studiem těchto jevů se zabývali na VŠCHT Pardubice v rámci diplomových prací.

Pnutí v nátěrech (vnitřní pnutí) je problém, který souvisí s tepelnou roztažností základního materiálu a hmoty nátěrů. Ocel a jiné kovy mají mnohem vyšší koeficient tepelné roztažnosti než nátěry, jak ukazuje následná tabulka, ve které je uveden pro alkydový nátěr rozdíl v roztažnosti při délce 1 m:

k o v	rozdíl v roztažnosti (mm)
nízkouhlíková ocel	2,37
hliník	1,86
mosaz	2,03
litina	2,62
měď	2,20

U nátěrů vystavených tepelnému namáhání, zejména střídavým teplotám, je nutno brát tuto skutečnost v úvahu. V některých případech to může vést ke ztrátě přilnavosti nátěru. Vnitřní pnutí, zejména u nátěrů vystavených zvýšeným teplotám a nátěrů dlouhodobě exponovaných v atmosférických podmínkách, může mít značný vliv na jejich přilnavost a tím i ochranné vlastnosti. Bylo zjištěno, že vnitřní pnutí v nátěrech a tím i degradace nátěrů, resp. jejich pojivové složky, ovlivňuje teplota a přítomnost dalších složek v nátěru. Rozklad pojivové složky alkydových nátěrů nastává již při teplotě nad 50°C a zřetelný rozklad při teplotě nad 100°C. Tak např. nátěr na bázi dlouhého lněnoolejového pentaerytritového alkydu ztratí během 500 hodin při teplotě 50°C ca 5% hmotnosti, při teplotě 100°C kolem 20% a při teplotě 200°C ca 60% hmotnosti. Epoxidový nátěr ztrácí po 20 hodinách při teplotě 250°C kolem 18% své hmotnosti. Působení vysokých teplot na nátěr vede ke zvýšení jeho pórovitosti, vnitřního pnutí a často též ke snížení přilnavosti, odolnosti při úderu a ochranných vlastností.

Měření vnitřního pnutí v nátěrech

Kromě určení dilatačně-kontrakčního chování samotného systému podkladový kov - nátěrový film, je vnitřní pnutí v nátěru jedním z faktorů určujících kvantitativní stupeň degradace pojiva. Proto jsou prováděny práce směřující k objasnění souvislostí mezi změnami v nátěru vlivem okolního prostředí a možností zjišťování těchto změn měřením vnitřního pnutí.

K měření vnitřního pnutí se používá řada metod. Vhodná je např. metoda Sandžarovského. Používá se pro měření vnitřního pnutí v nátěrech od 40 mm do 400 mm. Optimální tloušťka je 100-150 mm. Princip metody spočívá ve stanovení velikosti odklonu ocelové planžety tloušťky 0,1 mm, která je na jedné straně pokryta nátěrem. Pro výpočet vnitřního pnutí se uvádí zjednodušený vztah:

σ = 2 . h/x (N.mm-2)

kde:	h …….. odchylka planžety (mm)
	205……konstanta (platí pro neměnné parametry planžety během zkoušky)
	x …….. tabelární hodnota závisející na tloušťce povlaku (pohybuje se od 160 pro tloušťku 40 mm do 6000 pro tloušťku nátěru 400 mm)
	σ …… vnitřní pnutí (N/mm2)

Tato metoda pro svou poměrnou jednoduchost může být snadno ke stanovení vnitřního pnutí nátěrů používána.