Fotoaktivní nátěry: Samočistící řešení pro fasády a ovzduší

Vědecko-technický rozvoj přináší nové druhy nátěrových hmot, které poskytují novou kvalitu a zcela nové možnosti v oblasti ochrany povrchů proti špíně a degradujícím účinkům atmosférických vlivů. Fasádní povrchy jsou vystaveny vnějším vlivům, jako srážková voda, sluneční záření, nízké a vysoké teploty, nečistoty a působení mikroorganismů. Abychom zabránili většímu poškození fasády, je nutné fasádní povrch každých 10 až 15 let natřít. V současné době je na trhu nabízena řada ochranných nátěrů a barev, které se podle tvrzení výrobců vyznačují samočistící schopností založenou na fyzikálních vlastnostech nátěrové vrstvy.

Dva typy samočistících nátěrů

Tyto produkty můžeme rozdělit do dvou základních skupin:

  • První se vyznačuje vodoodpudivým (hydrofobním) povrchem, na kterém se voda sbalí do kuliček a snadno stéká z povrchu dolů společně s částicemi prachu, které strhává s sebou. Prakticky všechny nátěry založené na využití hydrofobního efektu zanášení povrchu špínou nedokážou zabránit, ale pouze tento proces zpomalí. Hydrofobita totiž v období, kdy neprší, nedokáže zamezit přilepení lepivých složek špíny na povrch nátěrové vrstvy. Smytí takové špíny je pak již obtížné i s použitím tlakové vody.
  • Druhá skupina využívá dvou fyzikálních efektů: fotokatalýzy a superhydrofility.

Fotokatalýza a superhydrofilita

Samočistící efekt převážné většiny nátěrových hmot využívajících fotokatalýzy a superhydrofility je založen na mikroskopických (5 -40 nm) krystalcích polovodiče oxidu titaničitého - TiO2. Fotokatalýza patří mezi fotoprocesy, které jsou přirozenou součástí našeho života a přírody kolem nás. Energie světla, která dopadá na mikro krystalky polovodiče TiO2, vytváří na jejich povrchu volné elektrony a elektronové díry, jejichž působení v kombinaci s kyslíkem rozkládá molekuly organických látek až na molekuly oxidu uhličitého a molekuly vody.

Fotoaktivní nanotechnologie barevných fasádních nátěrů využívá energii světla, kterou přeměňuje na silný čistící a antimikrobiální efekt. Představte si ploténku rozžhavenou na teplotu dosahující teploty mnoha tisíc stupňů Celsia. Pokud na ni dopadne malý kousek organického materiálu, ve vzdušném prostředí okamžitě shoří a rozloží se až na základní minerální komponenty. Na ploténce se nic neusadí. Podobně, ale při pokojové teplotě, fungují funkční nátěry FN NANO®.

V prostředí obsahujícím kyslík tyto krystalky přeměňují světelnou energii na mimořádně silný oxidační účinek. Molekuly a mikroskopické prachové částice organických látek, které tvoří lepivou složku špíny, rozloží oxidační efekt fotokatalýzy převážně na molekuly oxidu uhličitého (CO2) a molekuly vody (H2O). Fotokatalytický nátěr je aktivován slunečním svitem, což na mikroskopické úrovni způsobuje oddělování kladných a záporných nábojů. Tyto náboje pak rozkládají usazené organické molekuly na plynný oxid uhličitý a vodní páru.

Čtěte také: Řešení pro cementový povlak na spárovací hmotě

Povrch nanokrystalů oxidu titaničitého, které jsou aktivovány světlem, se navíc vyznačuje super-hydrofilitou. Kapičky vody se na něm okamžitě roztečou do souvislé vrstvy. Samočistící schopnost hydrofilních povrchů podporuje samočistící schopnost fasádních ploch, když je smáčí déšť nebo zkondenzovaná vlhkost. Díky vysoké rychlosti vysychání se voda rozprostírá po ploše jako tenký film. Extrémně velký specifický povrch mikroporézního fotoaktivního nátěru (ve srovnání s disperzním nátěrem) rychlost vysychání ještě dále výrazně zvyšuje. Celkově sušší povrch zajišťuje nepříznivé podmínky pro růst řas a plísní.

Funkční nátěry FN NANO®

Technologie funkčních nátěrů FN NANO® využívá specifických vlastností vysokého povrchu mikroskopických krystalků TiO2 o rozměrech menších než 100 nanometrů (nm) a fyzikálních jevů probíhajících na atomární a subatomární úrovni. Druhá generace fotokatalytických nátěrových hmot (která se objevila na trhu až v roce 2009) se vyznačuje speciálním novým typem pojivové matrice, která vytváří vzduchu a světlu otevřenou porózní mikrostrukturu, v níž jsou povrchově ukotveny ve velkém množství nanokrystaly fotokatalyzátoru. Tato generace nátěrových hmot se vyznačuje účinností vyšší než 40% účinnosti čistého fotokatalyzátoru.

Prvním a dosud jediným představitelem druhé generace nátěrových hmot s fotokatalytickým efektem jsou Funkční nátěry FN® (FN), které vyvinula, vyrábí a na trh dodává česká společnost Advanced Materials-JTJ. Fotoaktivní nátěry BALCLEAN®, FN NANO® jsou nejúčinnější nátěrovou hmotou s fotokatalytickým efektem s ochranou proti ničivým účinkům ultrafialového záření. Působení ultrafialového záření je jedním z hlavních vlivů, které působí degradaci pojiva nátěrových hmot a fasádních stěrek. To vede k jejich postupnému rozpadu.

Ošetřený povrch se dlouhodobě (na svislých plochách deset i více let) nezanáší atmosférickou špínou a neporůstá řasami, plísněmi, mechy a lišejníky. Špína, řasy a plísně jsou proaktivně likvidovány fotokatalytickým efektem. Fotoaktivní nátěry jsou antistatické a nejsou termoplastické. Svrchní finální samočistící fotoaktivní ochrana fasády dlouhodobě zabraňuje usazování prachu, porůstání řasami či jinými mikroorganismy. Fasáda tak zůstává dlouhodobě čistá.

Tyto nátěry jsou využívány jako finální ochranná povrchová vrstva jak na neošetřený podklad, tak na podklady natřené barvami nebo jinými ochrannými prostředky. Podklad nesmí být vodoodpudivý (FN jsou vodné suspenze) a musí být pevný a soudržný. FN nátěry nejsou plně transparentní. Vytvářejí poloprůhledný povlak. Ve více nátěrových vrstvách mají krycí efekt. Nátěrová vrstva vytvořená FN je inertní, mrazuvzdorná, vysoce porózní a paropropustná. FN je možno využívat k ochraně povrchu také na kámen a jeho imitace (např. teraso). Vhodným podkladem jsou zejména takové podklady, které nejsou leštěné a jsou světlé. Ideálním podkladem je pískovec, mramor, opuka, vápenec, teraso, napodobeniny kamene s anorganickými pojivy, beton, sádra, minerální omítky a silikátové barvy. Tmavé odstíny nebo kámen s výraznou barevnou strukturou a kresbou nejsou vhodným podkladem, protože by FN nátěr znehodnotil jejich estetickou kvalitu. Zcela nevhodným podkladem jsou povrchy ošetřené hydrofobními přípravky.

Čtěte také: Je fermež tou správnou volbou pro vaše dřevo?

Přínosy fotoaktivních nátěrů pro kvalitu ovzduší

Fotoaktivní a fotokatalytické nátěry a barvy poskytují díky systému pojiv a fotokatalyticky působících pigmentů dlouhodobě čisté povrchy fasád, čímž účinně přispívají k lepší kvalitě ovzduší. Fotokatalyzátor absorbuje energii světla, přenáší ji na reaktivní sloučeninu a vyvolává tak, často s vytvářením radikálů, chemickou reakci. Fotokatalyzátor oxid titaničitý tak např. působením světla podněcuje přeměnu NOX (oxidy dusíku) na dusičnany. Fotoaktivní minerální nátěry pomáhají rozkládat škodliviny ve vzduchu a přispívají tak k rozkladu plynných škodlivin v ovzduší, např. oxidů dusíku a skleníkových plynů, nebo povrchového znečištění. Při tom se nezkracuje životnost nátěru s anorganickým pojivem.

Fasádní barva musí být dostatečně odolná proti ulpívání srážkové vody a povrchové vlhkosti. Jedině tak lze zamezit poškození fasády: trhlinám a loupáním barvy, puchýřkování, výkvětům nebo rozšíření řas a plísní. Fasádní barvy musí být současně dobře paropropustné, aby vlhkost byla odvedena ze systému a nezůstávala za nátěrem. Takto účinné nátěry jsou schopny dlouhodobě (i desítky let) nejenom plně eliminovat usazování atmosférické špíny, ale také efektivně brání růstu řas a plísní a návazně i lišejníků a mechů.

Složení nátěrových hmot

Nátěrovými hmotami nazýváme všechny výrobky používané k provádění nátěrů. Pojidlo je nejdůležitější součástí každé nátěrové hmoty. Pojidlo se skládá z filmotvorných látek a rozpouštědel. Filmotvorné látky jsou převážně netěkavé organické látky, které mohou po zaschnutí vytvářet tuhý souvislý film různé tloušťky. Vlastnosti filmotvorných látek mají rozhodující vliv na ochrannou účinnost a životnost nátěrů. Do skupiny filmotvorných látek zařazujeme též změkčovadla (dibutylftalát, chlorovaný parafin, chlorovaný difenyl aj.). Změkčovadla jsou viskózní až tuhé látky prakticky netěkavé, které samotné nezasychají, ale které buď nabobtnávají nebo rozpouštějí filmotvorné složky a přitom upravují jejich křehkost a tvrdost tak, aby nátěry získaly požadované vlastnosti, zejména vláčnost a pružnost.

Rozpouštědla jsou těkavé látky, v nichž jsou filmotvorné látky rozpuštěny. Upravují viskozitu (konzistenci) nátěrové hmoty a usnadňují nanesení na chráněný povrch. Přítomnost i nepatrného množství těkavých složek v nátěrech značně zhoršuje jejich odolnost, zejména v případech, kdy nátěry jsou po zhotovení vystaveny působení kapalného agresivního prostředí. Rozpouštědla se volí podle rozpustnosti filmotvorných složek. Nejběžnější jsou terpentýnová silice, lehký benzin, toluen, benzen, etylalkohol, etylacetát, aceton, glykoletér aj. Podle rychlosti odpařování se dělí na lehká, střední a těžká.

Pigmenty dávají nátěrovému filmu zabarvení a neprůhlednost a jsou anorganické nebo organické povahy (nejčastěji oxidy nebo soli kovů). Plnidla jsou obvykle jemně rozemleté minerální látky (mastek, křída aj.) nerozpustné v pojivech, které vhodně upravují technologické vlastnosti nátěrových hmot.

Čtěte také: Oprava dřevěného nábytku s tvrdým olejovým nátěrem

Typy filmotvorných látek

Mezi filmotvorné látky patří:

  • Vysýchavé oleje (rostlinné, živočišné nebo syntetické)
  • Přírodní pryskyřice (kalafuna, šelak, kopal) používané zejména v kombinaci s jinými látkami
  • Deriváty celulózy (nitrát celulózy, acetát celulózy)
  • Deriváty kaučuku (chlorovaný kaučuk, cyklizovaný kaučuk)
  • Asfalty (přírodní a získané zpracováním ropy)
  • Syntetické pryskyřice (alkydy, epoxidy, vinylové polymery, polyadiční pryskyřice aj.)

Polární skupiny filmotvorných látek určují svou chemickou a fyzikální povahou přilnavost a další vlastnosti nátěru. Jedním ze znaků jakosti nátěru je barevný odstín. Slouží k tomu vzorník barev RAL (ReichsAusschuss für Lieferbedingungen).

Tloušťka fotoaktivních nátěrů

Pro představu o tloušťce fotoaktivních nátěrů si můžete porovnat:

  • Fasádní stěrku, která je silná asi 2000 mikronů - tj. 2 mm
  • Fasádní barvu 200 mikronů - tj. 0,2 mm
  • Samočistící povrch fasádní fotokatalytické barvy je silný max. 0,05 mm.

Životnost a údržba

Plocha ošetřená funkčním fotoaktivním nátěrem zůstává dlouhodobě čistá a neporůstá plísněmi, zelenou řasou ani mechy a lišejníky. Nevyžaduje údržbu. Pokud nedojde k mechanickému odstranění funkční vrstvy, nebo jejímu překrytí jiným materiálem, není teoreticky její životnost a funkčnost časově limitována. Ve vnějším prostředí však dochází v důsledku erozního působení větru a deště k jejímu postupnému obrušování. Samočistící účinek nátěrových hmot využívajících fotokatalýzy je závislý na tom, jaká je fotokatalytická účinnost konkrétního nátěru (rozdíly mezi jednotlivými produkty mohou být i více než stonásobné) a přirozeně i na to, jak na tyto nátěry působí eroze v důsledku povětrnostních vlivů.

Aplikace a příprava podkladu

Ochrana organickými nátěry (povlaky) lze aplikovat na všechny typy výrobků a konstrukčních materiálů. Je to vhodná ochrana u výrobků, u nichž se nepožaduje kovový povrch a u nichž je při požadavku na dlouhodobou ochranu možná periodická oprava povlaku. Ochrana organickými povlaky je vhodná pro všechny atmosférické podmínky. Nátěrová vrstva vytvořená FN je inertní, mrazuvzdorná, vysoce porózní a paropropustná. Fotoaktivní nátěry a s tím související samočistící nátěry jsou aplikovány vždy jako poslední vrstva a slouží jako ochranný nano štít. Nátěr je transparentní nebo probarvený (dle dodavatelů a typu nátěru).

Příprava podkladu

Pro správnou aplikaci je nutné znát typ a stav podkladu a budoucí provozní podmínky, tzn. tepelné zatížení, mechanické zatížení atd., popř. bezpečnost či omezení pro realizaci, apod. Kontaminace podkladu chemikáliemi nutno tyto neutralizovat.

Metody přípravy povrchu:

  • Tryskání vodou pod vysokým tlakem: Kov pod vysokým tlakem (1500 - 2500 barů) stříkána voda. Je to nejvhodnější metoda, jelikož neutemuje povrch, jako např. zdrsňuje povrch. Odstraňuje vzlínající prach - odsávání.
  • Tryskání ocelovými broky: Odstraňuje vzlínající prach - odsávání. Médium ovlivňuje strukturu a drsnost otryskávaného povrchu.
  • Chemické čištění: Používá se k neutralizaci kontaminace podkladu chemikáliemi.

Doporučené primery a tmely:

  • Primery: BC8, ResiPrimer BCW. Slouží k otevření kapilární struktury a vyrovnání povrchu po tmelení.
  • Tmely: TB, ResiFix 20, ResiFix 30 pro největší výtluky a opravy. PurMastic, PurJoint.

Podmínky pro aplikaci

Svrchní finální samočistící fotoaktivní ochrana fasády dlouhodobě zabraňuje usazování prachu, porůstání řasami či jinými mikroorganismy. Fasáda tak zůstává dlouhodobě čistá. Je důležité dodržet optimální teplotu pro aplikaci, která je od +12°C do +25°C. Optimální teplota hmot Sanax pro aplikaci je +20°C. Rychlé výrazné změny teplot způsobené např. vrstvou povlaku a nečinily ho porézním. Nebezpečí kondenzace vzdušné vlhkosti na povrch povlaku.

Míchání a nanášení

Nátěry se připravují v oběžnicovém pohonu, tj. pohyblivou lopatou a pevnou nádobou. V něm se připraví během 3 minut. Pokud se hmota dostatečně nesmísí, je nutné ji přelít do jiné nádoby a mísení opakovat. Nanáší se na připravený podklad vhodnou technologií, např. při tlaku 400-600 bar bez ředění. Nesmí docházet k stékání většího množství hmoty. V čase před počátkem gelace se rozetře štětcem. Ochranná účinnost jednotlivých systémů však není univerzální a pro dané požadavky je nutné vybrat vždy ten nejvhodnější.

Porovnání tloušťky nátěrů
Typ vrstvy Tloušťka (mikrony) Tloušťka (mm)
Fasádní stěrka 2000 2
Fasádní barva 200 0,2
Samočistící fotokatalytický povrch max. 50 max. 0,05

tags: #aminovy #povlak #na #nateru #informace

Oblíbené příspěvky: