Wyroby powłokowe farby emalie lakiery Opracowała: dr inż. Teresa Rucińska Farby tworzą powłoki: Farby wykorzystywane są głównie do: o dużej zdolności krycia, malowania ścian wewnątrz i na zewnątrz dobrej przyczepności do podłoża, pomieszczeń, stosunkowo niskiej odporności na uszkodzenia jako warstwy podkładowe (gruntujące) pod mechaniczne i wpływy warunków nawierzchniowe pokrycia malarskie na atmosferycznych. elementach drewnianych i metalowych, farby mogą zawierać dodatkowe składniki zwiększające ich własności antykorozyjne, do stosowania na zardzewiałe podłoża. Farby występują w postaci: roztworów, dyspersji, emulsji. Roztwór spoiwo lub substancja błonotwórcza rozpuszczająca się w rozcieńczalniku (np. w wodzie), Dyspersja zawiesina wodna nierozpuszczalnych cząstek (w stanie stałym) substancji błonotwórczej. Emulsja mieszanina dwóch wzajemnie nierozpuszczalnych cieczy. 1
Farby - wybrane pojęcia: System kolorów RAL stworzony przez Niemiecki Instytut Jakości i Oznakowania stał się standardem międzynarodowym, zawiera ok. 1700 kolorów; każdy kolor ma czterocyfrowy symbol określający jego pozycję na kole barw systemu. System kolorów NCS naturalny system barw, oparty na percepcji ludzkiego oka, stworzony przez Skandynawski Instytut Barwy w Sztokholmie w 1979 roku; Zawiera ok. 1750 kolorów o symbolach literowocyfrowych i jest stale rozszerzany o nowe odcienie. Okres karencji czas, w którym po zakończeniu malowania w pomieszczeniu nie mogą przebywać ludzie dotyczy głównie wyrobów chemoutwardzalnych, z których w procesie reakcji chemicznej emitowane są szkodliwe dla zdrowia związki. Okres karencji takich wyrobów podawany jest zawsze na opakowaniu. Emalie - tworzą powłoki o dużej odporności na działanie czynników atmosferycznych, o gładkiej, błyszczącej lub satynowej powierzchni. Stosowane są głównie do wykańczania uprzednio zagruntowanych lub odnawianych wymalowań na drewnie i metalu. Lakiery - tworzą przezroczyste (transparentne) lub półprzezroczyste powłoki o dużej gładkości i twardości przede wszystkim na elementach drewnianych. W handlu dostępne są również wyroby lakiernicze łączące własności farby i emalii, dzięki czemu nie trzeba używać do malowania dwóch różnych materiałów malarskich farby podkładowej i emalii nawierzchniowej. Podstawowe składniki wyrobów powłokowych spoiwo rozcieńczalnik dodatki pigmenty 2
spoiwo powoduje powstanie na powierzchni malowanego elementu cienkiej powłoki i nadaje jej odpowiednie cechy: gładkość, przyczepność, twardość, odporność na warunki atmosferyczne, elastyczność, porowatość. rozcieńczalnik służy do zmniejszenia lepkości spoiwa, co umożliwia nałożenie powłoki, a następnie odparowuje podczas wysychania, pigmenty nadają barwę, dodatki modyfikujące przyspieszające wysychanie, zmiękczające, utwardzające, stabilizujące. Spoiwa mogą być pochodzenia: mineralnego organicznego. Do spoiw mineralnych należą: wapno, cement, Spoiwa organiczne to: kleje roślinne i zwierzęce, oleje naturalne i syntetyczne, polimerowe żywice, związki celulozy. szkło wodne potasowe. Rozcieńczalnikiem mogą być: Obecnie większość wyrobów lakierniczych produkowana jest na spoiwach syntetycznych, które dzięki możliwościom ich modyfikowania umożliwiają uzyskanie optymalnych własności dla konkretnych zastosowań. woda (takie wyroby nazywamy wodorozcieńczalnymi) rozpuszczalniki organiczne: benzyna lakowa - do rozcieńczania farb, lakierów i innych wyrobów ftalowych i olejnych, bitumicznych, pokostów itp., do czyszczenia części, narzędzi i elementów zabrudzonych po malowaniu 3
Alkohole: n-butylowy - rozpuszczalnik do farb oraz jako rozpuszczalnik i składnik środka wspomagającego łączenie w lakierach, poprawiający odporność na blaknięcie, płynność i własności niwelacyjne lakierów, izo-butylowy wykorzystywany przy produkcji lakierów ( w lakierach nitrocelulozowych używany jako rozpuszczalnik pomocniczy), Aceton - do odtłuszczania powierzchni przed malowaniem, jako rozcieńczalnik wyrobów nitrocelulozowych, tłuszczów, wosków, itp., do mycia pędzli i narzędzi po malowaniu Ksylen - do rozcieńczania lakierów, szpachlówek, klejów i mas uszczelniających olejno-ftalowych, ftalowo-karbamidowych, akrylowych, chlorokauczukowych, do bezpośredniego stosowania na rdzę, do mycia pędzli i narzędzi po stosowaniu tych wyrobów, Toluen (wyroby rozpuszczalnikowe) - do rozcieńczania farb i lakierów do lepkości roboczych, do odtłuszczania powierzchni, do czyszczenia narzędzi po malowaniu, do mycia części metalowych ze smaru i oleju Materiały wodorozcieńczalne są znacznie bardziej przyjazne dla środowiska niż rozpuszczalnikowe, gdyż nie emitują podczas malowania szkodliwych dla otoczenia substancji i nie pozostawiają toksycznych odpadów. Nie stwarzają również zagrożenia pożarowego. Jednak, przy niektórych zastosowaniach wykazują gorsze własności uzyskanych powłok niż wyroby rozpuszczalnikowe. W tych ostatnich coraz częściej dodawane są niskoaromatyczne rozpuszczalniki o niewielkiej szkodliwości dla zdrowia. Pigmenty dzielą się na: nieorganiczne (mineralne) otrzymywane z soli i tlenków metali oraz z metali nieżelaznych (np. miedzi i ich stopów), organiczne: chlorofil, sepia, indygo, barwniki syntetyczne. Niektóre pigmenty oprócz właściwości barwienia posiadają cechy dodatkowe, np.: Pigmenty termoczułe zmieniają barwę wraz ze zmianą temperatury (mają zastosowanie do produkcji farb specjalnych), Luminofory są to pigmenty świecące. 4
Farby do ścian i elewacji - przeznaczone są do malowania podłoży: pokrytych tynkiem wapiennym, pokrytych tynkiem wapienno-cementowym, pokrytych tynkiem cementowym, pokrytych tynkiem gipsowym, z betonu, z kamienia naturalnego oraz innych podłoży mineralnych. Zależnie od rodzaju mogą być stosowane jedynie wewnątrz pomieszczeń lub również do wymalowań zewnętrznych. Najczęściej są to farby wodorozcieńczalne, ale niektóre z nich mogą zawierać rozpuszczalniki organiczne. Farby wodne dzielą się na: emulsyjne Farby emulsyjne (dyspersyjne) Spoiwem farb emulsyjnych jest: dyspersja wodna żywicy akrylowej (farby wapienne klejowe krzemianowe (silikatowe) silikonowe akrylowe), dyspersja wodna żywicy winylowej (polioctanu winylu lub polichlorku winylu farby winylowe), dyspersja wodna kauczuku (farby lateksowe). Spotyka się też farby mieszane, np.: lateksowo-akrylowe, winylowo-akrylowe. przepuszczalność w różnym stopniu pary wodnej (najsłabiej farby winylowe), dzięki czemu ściana oddycha, Farby emulsyjne charakteryzuje: dobra przyczepność do podłoża, elastyczność, trwałość, odporność na ścieranie oraz inne uszkodzenia mechaniczne. odporność na wilgoć, umożliwiają tworzenie gładkiej i jednolitej powłoki, którą można zmywać wodą z dodatkiem detergentów. 5
Szczególną odpornością na wilgoć, zmywanie i ścieranie wykazują farby lateksowe i akrylowolateksowe, dlatego nadają się do malowania ścian w łazienkach i kuchniach. Farby emulsyjne stosuje się na wszystkie rodzaje podłoży: beton zwykły i porowaty, tynki (cementowe, cementowo-wapienne, żywiczne, gipsowe), mur z cegły ceramicznej i silikatowej, płyty gipsowo-kartonowe, płyty cementowo-włóknowe, drewno i płyty z materiałów drewnopochodnych, tapety papierowe i z włókien szklanych, tworzywa sztuczne, metale po uprzednim zagruntowaniu. Farby emulsyjne: najczęściej są stosowane we wnętrzach (do malowania ścian, sufitów), nadają się też do malowania elewacji, kupuje się je w postaci gotowej do użycia, należy je tylko dokładnie wymieszać, są najczęściej dostępne w kilku standardowych kolorach. Do barwienia na kolory niestandardowe można stosować pigmenty. Wielu producentów oferuje komputerowe systemy mieszania farb polegające na odpowiednim dozowaniu pigmentów (system taki nazywa się tintingiem). tinting - system komputerowego mieszania farb w mieszalniku producenta (przez sterowanie dozowaniem pigmentu), pozwalający na uzyskanie około 2000 różnych barw; umożliwia uzyskanie powtarzalności koloru. Wybór koloru jest dostępny wg wzornika (karty NCS lub RAL). Numer wybranej próbki podaje się sprzedawcy, który sporządza w mieszalniku farbę zgodnie z recepturą. Zaletą tego systemu jest to, że w każdej chwili można powtórzyć identyczny kolor (w przypadku, gdy zabraknie farby do malowania). Oprócz barwy można wybrać stopień połysku farby (mat, półmat, półpołysk, połysk, połysk jedwabisty). Farby wapienne: spoiwem jest ciasto wapienne rozrzedzone wodą, farba wapienna łączy się z podłożem w procesie wiązania węglowego, podczas którego z muru są wyciągane związki wapna, wskutek czego tworzy się powłoka pylista (pylistość farby jest sprawdzianem jej autentyczności, 6
Farby wapienne: Farby wapienne: są tanie, ale nietrwałe, niektórzy producenci sprzedają syntetyczne farby emulsyjne jako wapienne - farby takie nie mają jednak odpowiednich cech właściwych prawdziwym farbom wapiennym, np. dostatecznej paroprzepuszczalności). dla zwiększenia trwałości dodaje się do nich domieszki innych spoiw wodorozcieńczalnych (klejów, dyspersji polioctanu winylu), do barwienia stosuje się pigmenty, których zawartość, ze względu na proces twardnienia (karbonizacji) nie może przekroczyć 10% w stosunku do masy spoiwa. Dlatego farby wapienne mają tylko jasne, pastelowe kolory. Farby wapienne mogą być stosowane tylko na podłoża mineralne. Nadają się do malowania: świeżych podłoży betonowych, tynków wapiennych i cementowo wapiennych ścian malowanych uprzednio farbami wapiennymi (łatwiej łączą się z podłożem ze względu na jego odczyn alkaliczny). Nie nadają się na podłoża gipsowe (tynki i gładzie gipsowe, płyty gipsowo-kartonowe). Farby wapienne: wykorzystuje się do malowania ścian i sufitów wewnątrz budynku, nie nadają się do malowania elewacji ze względu na niską odporność na zabrudzenia, wysoki współczynnik ph (8-10) hamuje rozwój bakterii, korzystne jest malowanie farbami wapiennymi pomieszczeń, o wysokich wymaganiach higienicznych. Farby wapienne stosuje się często: w pomieszczeniach sanitarnych, magazynowych, gospodarczych. Obecnie farby wapienne stosowane są rzadko ze względu na: niewielką ich trwałość, pylenie i pękanie kolejno nakładanych warstw renowacyjnych. Farby klejowe: spoiwem są kleje zwierzęce lub roślinne rozpuszczalne w wodzie, są trwałe i przepuszczają powietrze, dzięki czemu pomalowana ściana oddycha, są mało odporne na zabrudzenia i nie można ich myć, 7
Farby klejowe: wchłaniają wilgoć z otoczenia i są podatne na rozwój grzybów i pleśni, dlatego nie można ich stosować w pomieszczeniach o podwyższonej wilgotności powietrza, takich jak pralnie. nadają się przede wszystkim do malowania tynków wapiennych i cementowo-wapiennych. Farby klejowe: są sprzedawane w postaci suchej mieszanki przeznaczonej do wymieszania z wodą. można kupić farby białe lub kolorowe. Farby białe można zabarwić samodzielnie przy pomocy pigmentów. Farby klejowe: Farby krzemianowe (silikatowe): można samodzielnie przygotować (z kredy, spoiwem jest szkło wodne potasowe, kleju i wody), ale jest to dosyć uciążliwe, powłoka malarska utwardza się pod wpływem do niedawna farby klejowe były niezmiernie dwutlenku węgla pobieranego z powietrza oraz popularne, wskutek odparowywania wody, obecnie, wobec bogatej oferty innych farb powłoki z farb krzemianowych są trwałe, stopniowo wychodzą z użycia, odporne na wilgoć i mają dużą odporność ich zaletą jest niska cena. mechaniczną. Farby krzemianowe (silikatowe) Farby krzemianowe (silikatowe) są całkowicie niepalne i odporne na rozwój po zastosowaniu odpowiedniego środka mikroorganizmów, gruntującego można je stosować także na przepuszczają parę wodną, podłoża gipsowe i płyty gipsowo-kartonowe, farbami krzemianowymi można malować nie nadają się do pokrywania ścian podłoża betonowe, ceglane i otynkowane, pomalowanych uprzednio farbami olejnymi malowane uprzednio farbami mineralnymi i (mogą powodować zmydlanie powłok silikonowymi, a także drewno, kamień i szkło, olejnych), 8
Farby krzemianowe (silikatowe) ze względu na swoje właściwości nadają się do malowania elewacji i ścian w pomieszczeniach narażonych na zawilgocenie, są najczęściej jednoskładnikowe, ale spotyka się Farby krzemianowe (silikatowe) przy malowaniu niszcząco oddziałują na wyroby szklane (szyby okienne, płytki ceramiczne), dlatego podczas malowania tymi też farby dwuskładnikowe (proszek i ciecz służąca do wymieszania) stosowane przede wszystkim farbami trzeba je odpowiednio zabezpieczyć. do malowania elewacji obiektów zabytkowych, Farby silikonowe: produkowane są na bazie żywicy silikonowej, są bardzo trwałe i odporne na działanie czynników atmosferycznych, nie wchłaniają wilgoci, przepuszczają parę wodną, nadają się do malowania zarówno elewacji, jak i powierzchni wewnątrz budynku, w tym w wilgotnych pomieszczeniach. Farby silikonowe: można nimi malować wszystkie podłoża mineralne: beton zwykły, gazobeton, stare i nowe tynki, mur z cegły, drewno i płyty drewnopochodne, stare powłoki z farb mineralnych. Farby silikonowe: Farby izolujące: są dostępne w wielu kolorach, rozcieńczalnikowe farby do izolowania powłoka z tych farb wykazuje zdolność do rdzawych plam, zacieków przed malowaniem samooczyszczania, dlatego szczególnie farbami emulsyjnymi, zalecane są do wymalowań elewacji w do wykonywania samodzielnych powłok w rejonach o dużym zanieczyszczeniu powietrza. pomieszczeniach o podwyższonej wilgotności i wymagających częstego zmywania ścian, 9
Farby izolujące: produkowane na bazie spoiw akrylowych lub alkidowych dają matową powłokę podobną do pokrytych farbą emulsyjną, farby te wzmacniają również słabe podłoża dzięki głębokiemu wnikaniu spoiwa. Farby epoksydowe: są farbami dwuskładnikowymi, składnikiem podstawowym jest żywica epoksydowa, a drugi składnik to utwardzacz, na przykład poliamidowy, obie części miesza się przed malowaniem w proporcjach podanych przez producenta, Farby epoksydowe: Farby epoksydowe: podczas procesu wysychania zachodzi między wykorzystuje się je wszędzie tam, gdzie nimi reakcja chemiczna. Ważne jest, aby w stawiane są wysokie wymagania w tym trakcie utwardzania temperatura powietrza zakresie: do malowania posadzek betonowych była nie niższa niż +10 C. w pralniach, łazienkach, garażach, są bardzo odporne na uszkodzenia magazynach, halach przemysłowych oraz mechaniczne i działanie związków szpitalach i laboratoriach. chemicznych, Farby i emalie do drewna i metali Farby rozpuszczalnikowe akrylowe chlorokauczukowe winylowe olejne i olejno-żywiczne poliuretanowe epoksydowe 10
Farby chlorokauczukowe: spoiwem jest kauczuk chlorowy, który uzyskuje się przez chlorowanie naturalnego lub syntetycznego kauczuku z dodatkiem środków zmiękczających (zawiera do 68% chloru), są bardzo odporne na działanie wody i związków chemicznych (kwasów i zasad), Farby chlorokauczukowe: mają ograniczoną odporność na działanie rozpuszczalników organicznych (z wyjątkiem alkoholu, eteru, benzyny), nadają się na podłoża betonowe lub metalowe (stal, stal ocynkowana, aluminium, miedź, żeliwo), Farby chlorokauczukowe: mają zastosowanie przede wszystkim jako farby ochronne, np. przeciwkorozyjne do malowania: bram, ogrodzeń, schodów, posadzek. Farby winylowe: najczęściej stosowanym spoiwem winylowym jest polichlorek winylu, ewentualnie zmodyfikowany eterem etylowym, czasami z dodatkiem środków zmiękczających, są bardzo odporne na działanie wody i związków chemicznych, Farby winylowe: są stosowane przede wszystkim do malowania elementów na zewnątrz budynku wykonanych ze stali ocynkowanej, takich jak: rynny, parapety, obróbki blacharskie, pokrycia dachowe. 11