Farba antyporostowa

 Po laminowaniu łódkę trzeba przeszlifować i pomalować podkładem epoksydowym. Opisywałem to już wcześniej, gdy laminowałem kadłub, więc nie będę omawiał procesu ponownie. Opowiem więc o eksperymencie, który przeprowadziłem w celu uzyskania powłoki antyporostowej.

Do malowania antyfoulingiem odwróciłem jacht do góry dnem, żeby łatwiej się malowało.

Po odwróceniu poszpachlowałem i pomalowałem burty podkładem epoksydowym.

Teraz mogłem malować bez problemu farbą antyporostową. 

Linię wodną wyznaczyłem laserem 7 cm powyżej konstrukcyjnej linii wodnej. 

I najważniejsze - nie malowałem zwykłą farbą antyporostową, tylko przeprowadziłem pewien eksperyment, o którym wspomniałem na początku. Jak się sprawdzi, to będzie skuteczna i tania ochrona do wykorzystania na dużych jachtach, a jak nie, koszt straty będzie minimalny, bo i Setka niewielka. Nie trzymając dłużej w napięciu już tłumaczę i objaśniam.

Czy słyszeliście o Coppercoat? Pewnie tak. To powłoka antyporostowa oparta o proszek miedziany zatopiony w żywicy epoksydowej. Taka powłoka ma tę zaletę, że wytrzymuje 10 lat i tę wadę, że kosztuje pierdyliard dolarów. Postanowiłem nieco zredukować tę drugą cechę, robiąc Coppercoat w wersji DIY.

Najpierw jednak opiszę zasadę działania. Coppercoat nie zawiera w składzie żadnej trującej chemii stosowanej w klasycznych powłokach antyporostowych. Wykorzystuje za to właściwości metalicznej miedzi, które ujawniają się w kontakcie ze słoną wodą. Uproszczony, ale dobrze obrazujący mechanizm działania wygląda następująco.

 Mechanizm działania Coppercoat

1. Powstawanie tlenku miedzi (I) – bariera antyporostowa

Po zanurzeniu jachtu w słonej wodzie, czysta miedź (99 %) znajdująca się na powierzchni powłoki Coppercoat wchodzi w reakcję chemiczną z tlenem rozpuszczonym w wodzie oraz chlorkiem sodu (NaCl) obecnymi w wodzie morskiej. W wyniku tego powstaje tlenek miedzi(I) (Cu₂O) – charakterystyczny czerwono-brązowy nalot. To właśnie tlenek miedzi(I) działa jako aktywny składnik antyporostowy. Hamuje rozwój glonów, skorupiaków i bakterii dzięki swoim właściwościom toksycznym dla organizmów wodnych – blokuje ich metabolizm i namnażanie się na powierzchni kadłuba. Jednocześnie jest to związek znacznie mniej szkodliwy dla środowiska niż chemikalia zawarte w tradycyjnych farbach antyporostowych.

2. Powstawanie chlorków i innych soli miedzi – warstwa przejściowa

W miarę upływu czasu i ciągłego kontaktu z wodą morską, powierzchnia ulega dalszym przemianom chemicznym. Tworzą się na niej chlorki miedzi, np. chlorek miedzi(II) (CuCl₂), a także inne słabo rozpuszczalne związki, jak węglan miedzi(II) (CuCO₃). Te wtórne produkty są słabo związane z powierzchnią, przez co nie tworzą trwałej warstwy i są łatwo zmywane przez ruch wody, fale i mycie kadłuba.

3. Samoczyszczenie

Wypłukiwanie powstałych soli sprawia, że z czasem na powierzchni znowu pojawia się czysta miedź, która wchodzi w reakcję z wodą morską, tworząc kolejną warstwę tlenku miedzi. W ten sposób Coppercoat działa jak powłoka regenerująca się – cykl ochronny powtarza się samoczynnie.

Mimo aktywności chemicznej, ubytek materiału jest bardzo powolny – szacuje się, że warstwa miedzi ulega zużyciu w tempie ok. 5 mikrometrów rocznie. Oznacza to, że powłoka może działać skutecznie nawet przez 10 lat, bez konieczności jej odnawiania. Dodatkowo twarda żywica epoksydowa, w której zatopione są cząstki miedzi, chroni kadłub mechanicznie, a jednocześnie nie ściera się tak łatwo jak miękkie farby antyporostowe. Dzięki temu miedź nie jest uwalniana w sposób niekontrolowany i działa znacznie dłużej.

Podsumowując:

Co jest substancją czynną w oryginalnym Coppercoat? Metaliczna miedź w postaci pyłu.

Co jest lepiszczem? Żywica epoksydowa.

Dlaczego kosztuje to fortunę? Nie mam pojęcia :D.

Kupiłem żywicę epoksydową o najniższej lepkości jaką udało mi się znaleźć - Epidian 6011 w normalnej cenie poniżej 100 zł/kg. Kupiłem też proszek miedziany 63 mikrometry - dokładnie taki sam jaki jest stosowany w oryginalnym produkcie - za 100 zł/kg. Za całość zapłaciłem 1000 zł, czyli równowartość farby przeciwporostowej jednorocznej.

Proporcje zastosowałem jak w oryginalnym Coppercoat czyli na 1 kg żywicy (żywica+utwardzacz), 2 kg miedzi. 

Mieszanina wyszła bardzo gęsta i wałkiem nie da się tego nakładać, bo przypomina raczej szpachlę niż farbę. Nie poddaję się. Lecę na półkę z chemikaliami - rozcieńczalnik epoksydowy - jest, leję od razu 30%. Mało, dolewam jeszcze 5%. Mamy to! Bez problemu zrobiła się z tego normalna farba. Dało się malować wałkiem. Kolejne warstwy malowałem już pistoletem. 

Malowanie pistoletem daje jedną dużą zaletę - można łatwiej nakładać mokre na mokre, bez ryzyka ściągania poprzedniej warstwy. W tego rodzaju powłoce utrzymanie reżimu technologicznego jest niezmiernie ważne, ponieważ tylko wtedy cząstki miedzi będą rzeczywiście eksponowane i aktywne w działaniu. Kolejne warstwy trzeba koniecznie malować mokre na "jeszcze lepkie", bo inaczej nie stworzy się monolityczna warstwa. Jak żywica zwiąże, odizoluje całkowicie poszczególne ziarna miedzi, które będą nieaktywne. 

Po ostatniej warstwie trzeba powłokę aktywować poprzez przetarcie papierem ściernym, aby odkryć metaliczną miedź. Nie mam wiele zdjęć z tego malowania, bo mocno skupiałem się na pilnowaniu czasu, ale co mam to pokazuję.

Wyraźnie widać strukturę po wałku, którą zeszlifowałem, dlatego zniszczyłem część materiału. Ale trudno - to koszty eksperymentu i przecierania nowego szlaku. Ogólnie jestem zadowolony, choć oryginałem nie malowałem i nie mam porównania. Na pewno farba nie miała dobrej rozlewności i może dałoby się to poprawić jakimś dodatkiem, ale z drugiej strony to nie lakier. Jednak nie chodziło mi w tym eksperymencie o odtworzenie oryginału 1:1, tylko o sprawdzenie, czy można osiągnąć podobny i długotrwały efekt antyporostowy taniej.

Miałem malować tym całość części podwodnej, ale ostatecznie pomalowałem tylko kadłub. Reszta, czyli kil, płetwa sterowa i finy będą pomalowane klasycznym antyporostem. Dzięki temu będę miał punkt odniesienia i będę w stanie porównać oba systemy.

Czy to zadziała? Tego dowiem się w najbliższych miesiącach. Ale nawet jeśli nie – koszt był niewielki, a wiedza – bezcenna.

Laminowanie pokładu

 Przed przystąpieniem do właściwego laminowania, czekało mnie zrobienie jeszcze kilku detali i jak zwykle w takich przypadkach, te drobiazgi zabrały znacznie więcej czasu niż sama praca główna. Co to za detale? Przede wszystkim:

- gdzieniegdzie brakowało fragmentu sklejki, była dziura po wkręcie, szczelina między sklejkami  i te ubytki należało uzupełnić,

- wyokrąglanie żywicą (filletowanie) wewnętrznych krawędzi, głównie w rejonie kokpitu, żeby tkanina szklana ładnie się układała,

- wykonanie podstawy masztu i jej dokładne umiejscowienie i przymocowanie do pokładu,

- wyprofilowanie szpachlą powierzchni pod okna, ponieważ w tym miejscu kadłub jest wypukły, a okna płaskie. Samo wycięcie otworu i wsadzenie okna nie wystarczyło, bo były duże, nieakceptowalne dla mnie szpary,

- wyprofilowanie daszku nad zejściówką,

- wyszlifowanie zewnętrznych krawędzi "na okrągło",

- naklejenie na pawęż wąskich pasków sklejki, żeby jej górna płaszczyzna licowała z resztą poszycia,

- wycięcie otworów odpływowych z kokpitu, 

- itp.,

- itd.,

- etc., 

- i hgw, ile tych dupereli w sumie się nazbierało.

Czuję już duże zmęczenie, a prace idą wolniej, niż bym chciał. W sumie mija już rok, jak rozpocząłem budowę i praktycznie codziennie po pracy idę do łódki i dłubię. Weekendy od rana do wieczora. Nie poddam się, ale widzę, że coraz trudniej mi się zebrać w sobie. A tu czas płynie nieubłaganie. Do regat na pewno zdążę, jednak mam jeszcze do przepłynięcia rejs kwalifikacyjny - 400 mil - zrobię to na Bałtyku ale nie chciałbym płynąć w październikowym sztormie. Poza tym nie mam pojęcia jak pływać tak małą łódką, jak się zachowuje i potrzebuję czasu żebyśmy się choć trochę poznali.

Samo laminowanie przebiegało już bez problemu i szybko - zrobiłem to w jeden dzień. Podobnie jak poprzednio, położyłem na całość tkaninę o gramaturze 200g/m2, a na łączenia pokładu z kadłubem dodatkowe pasy tej samej tkaniny - zgodnie z projektem. Jedynie w miejscu, gdzie pokład łączył się z dziobnicą oraz tam, gdzie będą knagi, dołożyłem dodatkowe dwie warstwy.

Po zakończeniu z przyjemnością wyrzuciłem na śmieci swoją roboczą koszulę. Towarzyszyła mi od początku i tak nasiąkła klejami i żywicą, że łamała się w pralce. Nie sprawdzałem, ale podejrzewam, że mogłaby bez problemu zatrzymać pocisk kal. 9 mm. 

Komory wypornościowe

Dziś kilka słów o przygotowaniu komór wypornościowych w mojej Setce. 

Setka ma dwie komory wypornościowe, które wg regulaminu regat mają być wypełnione pianką nienasiąkliwą. Wcześniej jednak musiałem dokończyć kilka elementów wewnątrz tylnej komory przy pawęży, tj. wzmocnienia pod mocowanie silnika i uchwyty płetw stabilizacyjnych. Trzeba to wszystko przygotować jak trzeba, zanim zamknę komory na amen.

Zadaniem pierwszorzędnym było dobre rozplanowanie na pawęży mocowania pantografu silnika (dla niewtajemniczonych, to uchwyt silnika umożliwiający jego podnoszenie i opuszczanie) i uchwytu płetwy, żeby te elementy nie wchodziły ze sobą w kolizję. Ponieważ mam silnik Mercury 3,5 KM ze śrubą prawoskrętną, będzie on montowany po lewej stronie, aby efekt od śruby kompensował moment skręcający wytworzony przez jego nieosiowe mocowanie. To teoria, jednak myślę, że możliwość skrętu kolumny silnika umożliwia taką kompensację niezależnie od strony mocowania. 

Wstępnie wyrysowałem na pawęży linie, kreski, piony i poziomy, żeby precyzyjnie zaplanować położenie otworów. Efekt poniżej:

Górne śruby uchwytów płetw przechodzą przez listwę wklejoną na pawęży, a dolne przez płaskownik stalowy 3 mm, który stanowi dodatkowe wzmocnienie. Jest on konieczny w sytuacji, gdyby płetwa uderzyła o przeszkodę w wodzie - wówczas na dolne śruby działa siła wyrywająca, co w ekstremalnym przypadku mogłoby doprowadzić do rozszczelnienia łączenia pawęży z dnem. Wzmocnienie tej części stalą jest proste i skuteczne, podobnie jak ma to miejsce w przypadku dolnego zawiasu steru.

Śruby mocujące pantograf silnika również mają wzmocnienia z dwóch listew grubości 22 mm, zgodnie z rekomendacją konstruktora. Dodatkowo dałem jeszcze dwa płaskowniki, do których przyspawałem (właściwie przysmarkałem) łby śrub M8. Po zainstalowaniu wzmocnień i wklejeniu śrub komora została pomalowana najpierw impregnatem przeciwgrzybicznym, a następnie czterema warstwami podkładu epoksydowego.

 

Pytanie, dlaczego wypuściłem szpilki na stałe od wewnątrz? Otóż powody są dwa: po pierwsze komora zostanie wypełniona pianą i już nigdy nie będę miał tam dostępu. A przecież jakoś trzeba przykręcić pantograf oraz uchwyty płetw. Miałem do wyboru albo na stałe obsadzić w pawęży śruby, do których będę przykręcał uchwyty nakrętkami od zewnątrz, albo zamocować nakrętki i wkręcać od zewnątrz śruby. Nakrętka jest mniejsza i po prostu trudniej było ją stabilnie obsadzić. Gdyby wypadła lub zaczęła się okręcać, nie miałbym możliwości przytrzymać jej kluczem. Dlatego zdecydowałem się obsadzić na stałe szpilki (śruby), choć fakt, że wystają z pawęży będzie utrudnieniem podczas np. szlifowania. 

Drugi powód to szczelność. Wydaje mi się, że łatwiej uszczelnić śrubę, która jest wklejona na stałe, niż śrubę swobodnie wchodzącą do otworu. Jednak to pierwszy powód był decydujący.

Zrobiłem też wzmocnienia pod knagi i ewentualnie pod mocowanie kosza rufowego - do tego miejsca będzie dostęp przez otwór z wnętrza jachtu, który będzie zamykany szczelnym lukiem rewizyjnym.

A tak wygląda już gotowa komora wypornościowa na dziobie. Nie starałem się ze szlifowaniem i jest dużo nierówności od żywicy, nie ma to jednak żadnego znaczenia, bo nikt nigdy tego nie będzie oglądał.

Komora wypornościowa to jedno, ale jej wypełnienie to osobna sprawa. Wg regulaminu regat, komory mają być wypełnione nienasiąkliwym materiałem wypornościowym. W wersji ekstremalnie niskobudżetowej myślę, że nadawałyby się butelki PET po wodzie mineralnej - wszystko inne będzie droższe. Inni Setkowicze stosują styrodur (XPS) w postaci kawałków powycinanych z arkusza. Ja też myślałem o tym rozwiązaniu, ale przyszła mi do głowy taka myśl - w trakcie żeglugi uderzam dziobem w pływającą przeszkodę, np. kontener. Dziób rozwala się, poszycie pęka, a kawałki styroduru radośnie rozpływają się po wodzie, aby niesione prądami i wiatrem, po jakimś czasie zanieczyścić jakąś plażę. To, że łódka straci materiał wypornościowy, który miał ją utrzymywać na powierzchni, jest tak samo oczywiste, jak i groźne. Dlatego poszczególne kawałki należałoby jakoś posklejać ze sobą - ja jednak poszedłem inną drogą. 

Do wypełnienia komór użyłem zamkniętokomórkowej piany poliuretanowej, dostępnej w postaci dwuskładnikowej. Jej aplikacja ogranicza się do zmieszania ze sobą dwóch składników i wlaniu tej mikstury do komory. To rozwiązanie ma tę zaletę, że dopasowuje się do kształtu komory, wypełniając dokładnie całą dostępną przestrzeń, przykleja się do ścianek i dodatkowo znacząco wzmacnia całą konstrukcję. Całość ma formę monolitycznego bloku i na końcu trzeba tylko odciąć nadmiar.

Piana przyszła do mnie w postaci dwóch składników w kanisterkach - każdy po 5 kg. W sumie na dwie komory (na dziobie i na rufie) poszło 20 kg piany. W tylnej komorze dałem dodatkowo styrodur, który zalegał na strychu, ale zalany pianą jest nie do ruszenia i nawet po wyrwaniu pawęży nie odpłynie w siną dal.

Od wysokości otworów rewizyjnych w górę nie ma już piany, co pozwoli na w miarę swobodny dostęp do nakrętek śrub knag i sztagownika.

Po wszystkim wystarczyło zamknąć ostatnie trzy elementy wanny kokpitu i... taa-dam! - mam cały kadłub w jednym kawałku :D

Tak więc, komory gotowe, piany wlano 20 kg, wszystkie elementy na swoim miejscu. Po tym etapie łódka wreszcie wygląda jak jedna całość. Teraz czas na laminowanie... ale to już w następnym wpisie.