Felületkezelés, felületkezelı anyagok 11. hét Védelmi funkció külsı hatások idıjárás- és fényállóság biológiai hatások gomba és rovar kártevık elleni védelem mechanikai hatások kopásállóság Esztétikai funkció megfelelı színárnyalat biztosítása pigmentek megfelelı színtartósság biztosítása fényállóság 1
Felületkezelés, felületkezelı anyagok A felületkezelés mőveletei technológiai lépések felület elıkészítés mechanikai: csiszolás, portalanítás fizikai-kémiai: védıszeres kezelés, gyantamentesítés, halványítás, pácolás, alapozás, pórustömítés, tapaszolás felület kezelés filmképzı anyagokkal felületborító anyagok felhasználásával felületkikészítés utómőveletek: csiszolás, mattítás, fényezés Felületkezelés, felületkezelı anyagok Felületkezelı anyagok csoportosítása mőveleti lépések szerint filmképzı vagy felületborító anyagok termikus úton vagy UV-fény által kiváltott száradás kémiai felépítés alapján oldószeres vagy diszperziós kiszereléső anyagok száradás mechanizmusa szerint analógia a ragasztó anyagokkal fizikai kémiai fizikai és kémiai úton Felületkezelés, felületkezelı anyagok Film- vagy bevonat képzıdése folyékony felületkezelı anyag felvitele, terülése, száradása felviteli technológiák: mártás, locsolás, szórás, ecsetelés eltérı fizikai-kémiai sajátságok szükségesek terülés, film kialakulása: nedvesedés és viszkozitás száradás: film megszilárdulása por alakú felületkezelı anyag makromolekulák felvitele, olvadása, megszilárdulása felviteli technológiák: szórás, kenés olvadás: hıközlés hatására anyagi jellemzık megszilárdulás: dermedéspont függése 2
koncentrált polimer (hıre lágyuló) oldatok viszkozitás beállítása hımérséklet növelésével átalakulási folyamat: szol gél xerogél (polimer üveg, vagy elasztikus) oldószer eltávozás: diffúzió a lakk felületi rétegébe, határfelületre, kilépés a felületbıl vékony rétegek kialakítására száradási sebesség dn D A = ( p dt δ R T o p) D diffúziós együttható δ határréteg vastagság p o - p gıznyomáskülönbség hımérséklet növelésével D és p o növekszik elszívás alkalmazásával p csökken légsebesség növelésével δ csökken rétegvastagság négyzetével arányos az adott mértékő száradáshoz szükséges idı gyanta és szeszlakkok csak speciális felületkezelési célokra természetes gyanta (sellak) alkoholos oldata gyors száradás, kemény, rideg, nem ellenálló bevonat mőgyanta (novolak) rideg, sárgulásra hajlamos nitrolakk jelentıs mennyiségő felhasználás cellulóz-nitrát alkoholban vagy észterben oldva filmje szívós, kemény, rideg lágyítás: ftálsav, adipinsav vagy foszforsav-észterekkel adalékok: amin- és alkid-gyanták (amin: növeli a fényét, tapadását, polírozhatóságot; alkid: az idıjárás-állóságot) 3
vinilpolimer és kopolimer lakkok (oldószer: aromás CH, ketonok, észterek keveréke) PVAc - nagy vízérzékenység, jól tapadó filmet képez, más polimerekkel kombinált poliakrilátok (nagyfokú oldószer visszatartás) PMMA - kemény, rideg film vizes diszperziós felületkezelı anyagok vizes közegben diszpergált polimer szemcsék a száradási folyamat hasonló a diszperziós ragasztók kötéséhez párolgás és diffúzió, majd a polimer-szemcsék összefolyása PVAc, EVA, PS, PMA bevonó anyagok, festékek és lakkok, impregnálók 4
vizes diszperziós felületkezelı anyagok párolgás, fizikai száradás és keményedés párolgás, szemcsék összefolyása és további térhálósodás kémiai kötés is oldószermentes felületkezelı - bevonó anyagok polimer felvitele por formában nincs oldószer (VOC) kibocsátás vastag, egyenletes réteg kialakítása 30-50 mm bútorgyártásban MDF-lapokra poliészter, epoxi, akrilát 5
Kémiai úton kötı filmképzık a felületen végbemenı kémiai reakció eredménye nincs oldószerpárolgás monomerben oldott oligomer egy rétegben is vastag bevonat kémiai térhálósodás, megfelelı védelem, jó minıségő film polimerizációs és poliaddíciós folyamatok viszkozitás beállítása az oligomer koncentrációval reakciósebesség szabályozása hımérséklettel, termikusan aktiválható katalizátorral (iniciátorral), UV-fény hatással telítetlen poliészterek és vinilészter oligomerek Kémiai úton kötı filmképzık kopolimerizációs folyamat kettıs kötést tartalmazó oligomer sztirolban oldva redox iniciálás gondos elıkészítést igényel iniciátor: szerves hidroperoxid aktivátor: szerves kobalt-vegyület (naftenát, oktanoát) UV-sugárzással iniciált folyamat egyre nagyobb mértékő iniciátor molekulák fotokémiai aktiválása Fizikai és kémiai száradási folyamatok oldószeres, kémiai úton kötı anyagok nagyobb koncentráció, kisebb molekulák a száradás, kötés két szakasza oldószer elpárolgás fokozása hımérséklet növeléssel kémiai folyamatok a filmrétegben hımérséklet növelése és katalizátor segíti a gyorsabb kötést a hordozó és a polimer bomlása szabja meg a max. hımérsékletet a filmréteg kiváló tulajdonságokkal rendelkezik 6
Fizikai és kémiai száradási folyamatok polikondenzációs kötési folyamat amingyanták butanollal éterezett karbamid és melamingyanták, alkiddal kombinálva beégetıs alkid-amin gyanta 110-150 C; pigmentált melegen kötı típusok 80-90 C savra keményedı szobahımérséklet; oldószer butanol, hígító xilol; sósav alkoholos oldata; Fizikai és kémiai száradási folyamatok poliaddíciós kötési folyamat poliuretán-lakkok egykomponenső szabad izocianát tartalommal, levegı nedvesség hatására kötnek egykomponenső blokkolt izocianát tartalommal + hidroxil-csoportot tartalmaz, hı hatására szabaddá kétkomponenső blokkolt izocianát tartalommal, másik komponens katalizátor, a blokkolás lehasadását idézi elı kétkomponenső izocianát + hidroxil-csoport oldószer: észter, keton; hígító: toluol, xilol szobahımérsékleten, 120-180 C-on kötı variációk Fizikai és kémiai száradási folyamatok polimerizációs kötési folyamat alkidgyanta-lakkok telítetlen zsírsav-tartalmú poliészterek módosítatlan alkidok olajtartalomtól függı tulajdonságok természetes és fenol-gyantákkal módosított gyors száradás, jó tapadás, szép fényő; rideg, sárgul vinilalkidok gyorsan szárad, jól tapad; gyenge oldószerállóság uretánalkidok gyors száradás, kitőnı rugalmasság; sárgulásra hajlamos epoxialkidok nagy rugalmasság, savnak, lúgnak ellenáll; szerves oldószerek oldják, korlátozott tárolás 7