Effect of epoxy and polyurethane coating modification with nanofillers on their resistance to erosive wear

The paper presents investigation results of the effect of epoxy and polyurethane coating modification with three kinds of nanofillers on the resistance to erosive wear. Particles of granulated alundum of grain size 0,6-0,7 mm were used as the abrasive material. They fall freely from the height of 0,94 m and impact the coating surface at an angle of 45°. All polyurethane coatings modified with nanofillers showed higher resistance to erosive wear than the unmodified coatings, regardless of the applied nanofiller. However, the nanofiller modified epoxy coatings showed lower resistance to erosive wear than the unmodified ones

The Influence of Battery Acid on the Destruction of Acrylic Coatings of Car Bodies

Renovation coatings of car bodies undergo destruction under the influence of operational factors. Like ultraviolet radiation, erosion, and aggressive media (among others, battery acid). This article concerns the evaluation of the influence of battery acid on the destruction of acrylic coatings previously non-aged, as well as aged climatically for 2 years. Ageing of the coatings with battery acid contributed to a degradation increase of their chemical structure. It was supported by a considerable increase in the polar component of surface free energy (SFE) of the coatings. In the case of prior climate ageing, the increase in the polar component was even higher. Moreover, the coating’s ability to absorb battery acid increased, which induced blistering. The DSC method revealed that the action of battery acid caused more intense oxidation of coating material, and as a result, the brittleness increased, leading to chipping of the coating surface layers. This led to the increase in surface roughness, measured using an interferometric method. The coatings previously climatically aged for 2 years presented higher values of surface roughness parameters than the non-aged ones. The increase in the surface roughness contributed to a substantial decrease in the gloss of coatings. A sharp difference in colour escalating with the lengthening of the ageing period was also observed using the spectrophotometric method

Analiza wpływu destrukcji nawierzchniowej powłoki poliuretanowej na kinetykę erozji systemu powłok poliuretanowo-epoksydowych

The paper presents results of investigations concerning influence of climatic factors and environmental pollution on chemical and physical destruction of polyurethane top coat. In order to increase the operational life of polyurethane coating, its composition was modified by nanoparticles addition of aluminium dioxide (of grain size d=20 nm) or silica (of grain size d=16 nm), which mass share was 3%. Three-year ageing on climatic station of coating systems samples with such modified top coat as well as with unmodified top coat caused its chemical destruction as FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) examinations documented relevant increase of carbonyl groups (C=0) content. This fact testified oxidation degree rise of superficial layers which indicated their oxidation resistance decrease. Also oxidation initial temperature decrease of polyurethane coating was revealed using DSC (Differential Scanning Calorymetry). Influence of climatic factors and environmental pollution contributed also to the physical destruction of the coating which caused an increase of its surface roughness and generated craters, etchings and cracks (including the silver cracks). Destruction degree of climatically aged polyurethane coating influenced erosive wear intensity of three-layer polyurethane-epoxy coating system. The lowest chemical and physical destruction under the influence of operational factors as well as the highest hardness revealed the coating systems with polyurethane top coat modified with aluminium dioxide what was the reason that they showed also the lowest erosive wear intensity. On the other hand, aged analogously coating systems with polyurethane top coat modified with silica were marked by comparably bigger destruction than the coating systems modified with aluminium dioxide which was the reason of their erosive wear intensity increase.W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu naturalnych czynników klimatycznych oraz zanieczyszczeń środowiskowych na destrukcję chemiczną i fizyczną nawierzchniowej powłoki poliuretanowej. Celem zwiększenia trwałości eksploatacyjnej powłoki poliuretanowej wprowadzono do jej składu nanocząstki tlenku glinu (o rozmiarze ziarna d=20 nm) lub krzemionki (o rozmiarze ziarna d=16 nm), których udział masowy wynosił 3,5%. Starzenie próbek systemów powłokowych, zarówno z tak zmodyfikowaną powłoką nawierzchniową, jak i z powłoką nawierzchniową niemodyfikowaną, na stacji klimatycznej w okresie 3 lat spowodowało destrukcję chemiczną powłoki nawierzchniowej. Badania spektroskopowe w podczerwieni (FTIR) udokumentowały bowiem istotne zwiększenie zawartości grup karbonylowych (C=O), świadczące o wzroście stopnia utlenienia warstw nawierzchniowych, co wskazuje na zmniejszenie ich odporności oksydacyjnej. Na podstawie analizy termicznej DSC (różnicowej kalorymetrii skaningowej) ustalono również obniżenie temperatury początku utleniania powłoki poliuretanowej. Oddziaływanie czynników klimatycznych i zanieczyszczeń środowiska przyczyniło się także do destrukcji fizycznej tej powłoki. Skutkowało to wzrostem chropowatości jej powierzchni oraz tworzeniem: kraterów, wytrawień, i pęknięć (w tym pęknięć srebrzystych). Stopień destrukcji starzonej klimatycznie powłoki poliuretanowej miał wpływ na intensywność zużywania erozyjnego trójwarstwowego systemu powłok poliuretanowo-epoksydowych. Najmniejszą destrukcją chemiczną oraz fizyczną pod wpływem czynników eksploatacyjnych oraz najwyższą twardością wyróżniały się systemy powłokowe z poliuretanową warstwą nawierzchniową modyfikowaną tlenkiem glinu, co było przyczyną najniższej intensywności ich zużywania erozyjnego. Natomiast starzone klimatycznie systemy powłokowe z poliuretanową warstwą nawierzchniową modyfikowaną krzemionką charakteryzowały się porównywalnie większą destrukcją, niż systemy powłokowe modyfikowane tlenkiem glinu, co zwiększyło intensywność ich zużywania erozyjnego

Evaluation of UV radiation influence on abrasivity of protective-decorative coatings for car bodies

W artykule przedstawiono badania zarówno własności fizykochemicznych, jak i odporności na ścieranie (ścieralności) trójwarstwowych systemów powłok akrylowo-poliestrowych (renowacyjnych), poddanych starzeniu promieniowaniem ultrafioletowym (UV). Fotodestrukcja i fotodegradacja warstw powierzchniowych badanych powłok, wywołana promieniowaniem UV, skutkowała wykruszaniem ich fragmentów. Miało to wpływ na systematyczne obniżanie grubości oraz twardości powłok, w miarę upływu okresu ich starzenia. Starzenie UV spowodowało również prawie dwukrotny wzrost wartości parametrów Ra oraz Rz chropowatości ich powierzchni. Rosnąca (wraz z wydłużaniem okresu starzenia) chropowatość powierzchni starzonych powłok, jak i malejąca twardość przyczyniły się do zmniejszania się ich odporności na ścieranie, mierzonej ubytkiem masy ścieranego (z zastosowaniem aparatu T-07) materiału powłokowego.The paper presents investigations concerning physico-chemical properties as well as a resistance to abrasion (abrasivity) of three-layer acrylic-polyester (renovation) coating systems after ageing with ultraviolet (UV) radiation. Generated by UV radiation photo-destruction and photodegradation of examined coatings surface layers caused their chipping. This had an impact on progressive decline of the coatings thickness and hardness with the ageing time flow. UV ageing caused also almost twofold increase in surface roughness parameters Ra and Rz values. Surface roughness of the aged coatings increasing with the ageing time flow as well as their decreasing hardness contributed to their resistance to abrasion decrease, measured with the mass loss of abraded (using T-07 apparatus) coating material

Influence of aqueous sodium chloride solutions on operational properties of epoxy coatings

The main goal of the research presented in the article is to assess the impact of the destruction (degradation) of epoxy coatings, caused by the influence of a 25% aqueous solution of sodium chloride (brine), on the operational properties that determine the coatings reliability (durability). Samples of two-layer epoxy coatings (obtained from powder paints) were aged by immersing them in brine for a maximum period of 1680 h. The following criteria were used to assess the operational properties of the coatings: thickness, roughness and surface morphology, hardness, water absorption (mass increase), surface free energy. The FTIR and DSC tests performed showed a progressive development of the oxidation processes of the epoxy with the ageing period. The long-term impact of the brine resulted in the destruction of the coatings in the form of: craters, grooves, microcracks, including silver cracks. The contact of the coatings with brine also increased their: surface roughness (Ra, Rz, Rmax), thickness, mass, surface free energy, and decreased hardness and heat resistance

Evaluation of UV radiation influence on abrasivity of protective-decorative coatings for car bodies

W artykule przedstawiono badania zarówno własności fizykochemicznych, jak i odporności na ścieranie (ścieralności) trójwarstwowych systemów powłok akrylowo-poliestrowych (renowacyjnych), poddanych starzeniu promieniowaniem ultrafioletowym (UV). Fotodestrukcja i fotodegradacja warstw powierzchniowych badanych powłok, wywołana promieniowaniem UV, skutkowała wykruszaniem ich fragmentów. Miało to wpływ na systematyczne obniżanie grubości oraz twardości powłok, w miarę upływu okresu ich starzenia. Starzenie UV spowodowało również prawie dwukrotny wzrost wartości parametrów Ra oraz Rz chropowatości ich powierzchni. Rosnąca (wraz z wydłużaniem okresu starzenia) chropowatość powierzchni starzonych powłok, jak i malejąca twardość przyczyniły się do zmniejszania się ich odporności na ścieranie, mierzonej ubytkiem masy ścieranego (z zastosowaniem aparatu T-07) materiału powłokowego.The paper presents investigations concerning physico-chemical properties as well as a resistance to abrasion (abrasivity) of three-layer acrylic-polyester (renovation) coating systems after ageing with ultraviolet (UV) radiation. Generated by UV radiation photo-destruction and photodegradation of examined coatings surface layers caused their chipping. This had an impact on progressive decline of the coatings thickness and hardness with the ageing time flow. UV ageing caused also almost twofold increase in surface roughness parameters Ra and Rz values. Surface roughness of the aged coatings increasing with the ageing time flow as well as their decreasing hardness contributed to their resistance to abrasion decrease, measured with the mass loss of abraded (using T-07 apparatus) coating material