Aktualności i przegląd rynku

Wpływ warunków atmosferycznych w trakcie nakładania farb na jakość powłok malarskich

Optymalne warunki aplikacji, schnięcia i utwardzania dla większości organicznych powłok malarskich, to: powietrze o temperaturze 15-30 st.C i wilgotności względnej poniżej 70 proc. Takie warunki w procesie ciągłym mogą zapewnić jedynie malarnie, ewentualnie zamknięte klimatyzowane pomieszczenia. Jednak nie wszystkie konstrukcje mogą być zabezpieczane w warunkach warsztatowych, np. ze względu na gabaryty, a już na pewno procesy renowacyjne prowadzone są zawsze w miejscu eksploatacji konstrukcji czy obiektu.

W tym miejscu warto poruszyć bezsensowną praktykę, stosowaną od lat w Polsce, a dotyczącą przetargów publicznych na prace związane z renowacją zabezpieczeń powłokowych. Otóż przetargi ogłaszane są wiosną (marzec - kwiecień). Jeden z oferentów wygrywa, ale, niestety, do pracy nie może przystąpić, bo przeważnie któryś z odrzuconych konkurentów oprotestowuje decyzję. I zaczynają się pisma, dyskusje, spotkania, wyjaśnianie a czas mija. Mija maj, czerwiec, lipiec, sierpień, czyli te miesiące, które w klimacie umiarkowanym są najlepszym okresem dla prac malarskich. Sytuacja klaruje się we wrześniu. Terminu realizacji pracy inwestor nie wydłuża, więc wykonawca robót stara się wykorzystać ostatnie promienie słońca jesiennego, żeby w jak największym stopniu zaawansować prace przed zimą. I niestety, wpada w pułapkę, bo w październikowe czy listopadowe ciepłe, bezchmurne dni temperatura w nocy spada o kilka a czasem i kilkanaście stopni, para wodna kondensuje się na niewyschniętej i nieutwardzonej powłoce, a skutki?.... No właśnie, o tym między innymi będzie artykuł.

- wilgotność względna powietrza;

- obecność wilgoci lub warstewki lodu na powierzchni;

- temperatura powietrza;

- temperatura powierzchni malowanego obiektu;

- prędkość wiatru.

Wpływ wilgotności powietrza na jakość powłok

Ilość wilgoci w powietrzu jest na ogół określana procentowym stosunkiem istniejącego ciśnienia pary wodnej do ciśnienia pary wodnej nasyconej, w danych warunkach ciśnienia i temperatury. Jest to tzw. wilgotność względna, podawana w procentach. W literaturze brak jest szczegółowych badań odnośnie krytycznej wilgotności względnej przy malowaniu; tradycyjnie przyjmuje się zasadę Vernona, która za krytyczną wartość uznaje 80 proc. Wyłączając farby, których powłoki utwardzają się wilgocią atmosferyczną, można sformułować zasadę, że im mniejsza wilgotność powietrza w trakcie schnięcia i utwardzania powłoki, tym lepsza jej jakość. W literaturze spotyka się takie pojęcie jak „czas wilgotności” inaczej nazywany „czasem mokrego metalu”. Jest to taka liczba godzin w roku, kiedy temperatura powietrza jest powyżej zera a wilgotność względna - powyżej 80 proc. W naszym klimacie umiarkowanym okres ten wynosi od 2500 do 4200 godzin w roku, co stanowi 25 proc. do 48 proc. czasu. Jeżeli do tego doda się jeszcze okres zimowy, kiedy temperatura powietrza spada poniżej 0 st. C, okaże się, że prace malarskie można prowadzić jedynie przez 3-4 miesiące letnie w roku. Przy takich restrykcjach zbankrutowałyby wszystkie firmy wykonawcze. Dlatego należy mieć świadomość do jakich granic można tolerować pogarszające się warunki atmosferyczne i jak dobierać rodzaj farb. W asortymencie farb istnieją wyroby bardziej i mniej czułe na wysoką wilgotność powietrza. Ważna jest temperatura malowanego podłoża, która musi być na tyle wyższa od temperatury punktu rosy, aby nie występowało niebezpieczeństwo kondensacji wilgoci na podłożu. Wysoka wilgotność jest niebezpieczna w trakcie formowania powłok z farb epoksydowych, utwardzanych aminami, szczególnie krótkołańcuchowymi, jak np. alifatyczne: etylenodiamina (EDA), dietylenodiamina (DTA) czy trietylenodiamina (TETA). Z uwagi na krótkie, liniowe chemiczne wiązania pomiędzy grupami aminowymi, ta grupa utwardzaczy daje gęsto usieciowany polimer, o dobrej chemicznej odporności. Aminy te jednak mają tendencję do wchodzenia w reakcję z wilgocią i ditlenkiem węgla z powietrza, szczególnie w niskich temperaturach. Tworzą się wówczas na wysychającej powłoce wodorowęglany i karbaminiany w postaci mazistego, żółtawego osadu [1, 2] Proces nazywa się „wypacaniem amin”- pogarsza to nie tylko estetykę wymalowania, ale uniemożliwia nałożenie kolejnej warstwy farb. Przebiega on przez następujące fazy:

Wytworzone związki muszą zostać usunięte, aby kolejna powłoka mogła uzyskać przyczepność. Absorbowanie wilgoci przez aminy powoduje również osłabienie przyczepności międzywarstwowej do podłoża wytwarzanej powłoki, zwłaszcza jeżeli dodatkowo malowanie odbywa się w niskich temperaturach. Dlatego w warunkach dużej wilgotności powietrza należy stosować utwardzacze zawierające mniej lotne aminy, bądź też addukty poli-aminowe, powstające w reakcji poliaminy z niskocząsteczkową żywicą epoksydową. Drugą grupą farb, czułych na poziom wilgotności powietrza w trakcie ich aplikacji, są farby poliuretanowe, dwuskładnikowe, utwardzane izocyjanianami. Izocyjanianan reaguje z wilgocią atmosferyczną, tworząc CO2. Prowadzi to do utworzenia powłoki może bardziej elastycznej, ale o mniejszej odporności chemicznej i mniejszym połysku [3, 4, 5]. Wydzielający się ditlenek węgla może dodatkowo powodować powstawanie pęcherzy w powłoce, zwłaszcza w przypadku wyrobów poliuretanowych bezropuszczalnikowych. Farby utwardzające się wilgocią atmosferyczną, jak np. alkilokrzemianowe, przy bardzo dużej wilgotności powietrza, wbrew powszechnemu mniemaniu, mogą mieć zaburzony proces utwardzania, gdyż w skrajnym przypadku może wystąpić szybkie utwardzenie przed odparowaniem rozpuszczalników z wymalowania. Częsty jest przypadek, kiedy powłoki tych farb, nakładane przy małej wilgotności powietrza, polewa się wodą, aby przyśpieszyć utwardzenie i osiąga się odwrotny rezultat. Otóż, aplikując farby alkilokrzemianowe w warunkach bardzo suchego powietrza należy pozostawić je na 1-2 godzin, celem odparowania rozpuszczalnika i dopiero wtedy rozpylić mgłę wodną (nie polewać wodą!)