Farby i lakiery

Farby i lakiery

Podstawowymi składnikami farb są:

a) spoiwa i substancje tworzące film – są to składniki, które występują we wszystkich rodzajach farb, lakierów i emulsji. Powodują powstanie cienkiej powłoki (tzw. błonotwórczego filmu) na powierzchni malowanego elementu i mają na celu nadanie farbie odpowiednich właściwości, takich jak połysk, trwałość, przyczepność, odporność na warunki atmosferyczne, wytrzymałość i elastyczność. Substancjami, które mogą pełnić funkcję spoiw w farbach, są syntetyczne lub naturalne żywice, takie jak np. poliuretany, poliestry, octan winylu/etylen (VAE), silany, żywice epoksydowe lub też oleje,

b) rozcieńczalniki – służą do rozpuszczenia polimeru i zmniejszenia lepkości spoiwa. Charakteryzują się dużą lotnością, dzięki czemu łatwo odparowują podczas wysychania i nie stają się częścią farby. Dodatkowym zadaniem rozcieńczalników jest kontrolowanie właściwości płynięcia i aplikacji. Mogą one także wpływać na stabilność farby w stanie ciekłym. Głównym rozcieńczalnikiem dla farb wodorozcieńczalnych jest, jak sama nazwa wskazuje, woda. Farby olejne (inaczej zwane rozpuszczalnikowymi) zazwyczaj zawierają kombinacje różnych rozpuszczalników organicznych, takich jak związki aromatyczne (toluen lub inne pochodne ksylenu), alkohole czy też ketony. Grupa PCC posiada w swojej ofercie Dichloropropan, który z powodzeniem może zastępować rozpuszczalniki organiczne, takie jak toluen, ksylen czy aceton. Dwuchloropropan jest wysoce skutecznym rozpuszczalnikiem żywic, smarów i tłuszczów, dzięki czemu znajduje zastosowanie jako składnik bazy w zmywaczu powłok lakierowanych wysychających w temperaturze otoczenia. Z racji swoich właściwości chemicznych z powodzeniem może być też stosowany w produkcji farb i lakierów, jak również tuszy drukarskich,

c) pigmenty – mają na celu nadanie farbie odpowiedniego koloru. Występują w formie ziarnistych ciał stałych. Można je podzielić na pigmenty naturalne lub syntetyczne. Najbardziej popularnymi pigmentami naturalnymi są różne gliny, krzemionki, węglan wapnia i talki, natomiast wśród syntetyków można wymienić kalcynowane glinki, siarczan baru (tzw. blanc fixe), strącany węglan wapnia czy też pirogeniczne krzemionki. Specjalnym rodzajem pigmentów są wypełniacze. Są to granulowane ciała stałe, które mają za zadanie zwiększać objętość farby, wzmacniać jej strukturę, bądź też obniżać sam koszt produkcji farby, ze względu na to, że są stosunkowo tanie. Przykładami szeroko stosowanych wypełniaczy do produkcji farb są ziemia okrzemkowa, talk, wapno, baryt i glina,

d) dodatki modyfikujące – są to składniki dodawane w niewielkich ilościach, które modyfikują właściwości farb. Mogą one między innymi zmieniać napięcie powierzchniowe, poprawiać właściwości płynięcia i stabilność pigmentu, kontrolować pienienie, zapobiegać zamarzaniu. Grupa PCC w swojej ofercie posiada szereg dodatków modyfikujących, które znacząco wpływają na poprawę jakości uzyskiwanych powłok. Produkty ROKAdis 900 i ROKAdis 905 doskonale sprawdzą się jako dodatki dyspergujące i zwilżające. Wpływają one także na obniżenie lepkości formulacji oraz zapewniają bardzo dobrą stabilizację nieorganicznych koncentratów pigmentowych. Seria produktów ROKAdis, znajdująca się w ofercie Grupy PCC, już przy bardzo niewielkim stężeniu w formulacji (1-5%) zapewnia wysoką efektywność działania. Inny produkt o nazwie EXOdis PC950, poza swoimi zdolnościami dyspergującymi, może także służyć jako niejonowy środek zwilżający w produkcji farb. Ze względu na to, że EXOdis PC950 nie zawiera alkilofenoli oraz lotnych związków organicznych (VOC), może być składnikiem nowoczesnych i ekologicznych farb i powłok. Z kolei ROKAnol K14 może być zastosowany jako dyspergator barwników i pigmentów. Dodatkowo wykorzystywany jest także jako środek dyspergujący lateks w formulacjach farbiarskich.
Kolejną bardzo ważną grupą dodatków do farb i powłok są emulgatory. Pomagają one tworzyć trwałą, jednolitą emulsję, co bezpośrednio przekłada się na ułatwienie aplikacji farby na wszelkich powierzchniach. Grupa PCC posiada w swojej ofercie szereg emulgatorów, które mogą pełnić funkcję dodatków podczas produkcji farb, np. produkty z serii ROKanol czy też ROKwin. Na szczególną uwagę zasługuje także seria POLIkol, która charakteryzuje się szerokim wachlarzem właściwości aplikacyjnych. Dzięki swojej budowie, polioksyetylenoglikole wykazują bardzo dobre właściwości zmiękczające oraz solubilizujące, niską lepkość i temperaturę krzepnięcia, a także bardzo dobrą rozpuszczalność w środowisku wodnym. Ze względu na swoją wysoką hydrofilowość i specyficzną budowę bardzo dobrymi zdolnościami emulgującymi charakteryzuje się także ROKAmer 1010/50. Produkty w formie emulsji wytworzone z jego udziałem, mogą być wykorzystywane w przemyśle farb i lakierów.

Farby, ich podział i aplikacja

Wyróżniamy wiele rodzajów farb, które mogą być podzielone w zależności od ich właściwości i zastosowania:

a) farby emulsyjne, inaczej nazywane dyspersyjnymi. Można je podzielić w zależności od rodzaju zastosowanego spoiwa:

• farby akrylowe – ich spoiwem jest dyspersja wodna żywicy akrylowej. Charakteryzują się bardzo dobrą elastycznością i przyczepnością do podłoża. Farby akrylowe mają szerokie spektrum zastosowań i mogą być wykorzystane do krycia np. drewna, betonu, tworzyw sztucznych, tynków i wielu innych powierzchni. Posiadają dużą odporność na ścieranie i przepuszczają parę wodną, jednak powierzchnie nimi pomalowane są podatne na rozmaite uszkodzenia,

• farby lateksowe – spoiwem tego rodzaju farb jest kauczuk. Farby lateksowe są niezwykle odporne na wilgoć i czyszczenie. Ich zaletą jest bardzo łatwa aplikacja na różne powierzchnie. Wadą natomiast jest zwykle wysoka cena. Przykładem najnowocześniejszych farb lateksowych są farby ceramiczne. Zawierają w swoim składzie cząsteczki ceramiczne, które tworzą tzw. powłokę plamoodporną. Dzięki temu pomalowane nimi ściany nie absorbują brudu i kurzu,

• farby akrylowo-lateksowe – posiadają cechy farb akrylowych, tj. dobrą przepuszczalność powietrza oraz odporność na szorowanie, oraz elastyczność farb lateksowych,

• farby winylowe – spoiwem tych farb jest polioctan lub polichlorek winylu. Stosowane są głównie w pomieszczeniach gospodarczych, a ich największą zaletą jest łatwa zmywalność. Niestety, utrudniają one także oddychanie ścianom ze względu na niską przepuszczalność pary.

b) farby wapienne – spoiwem tych farb jest ciasto rozrzedzone wodą. Są one tanie, ale i bardzo nietrwałe. Dla zwiększenia trwałości stosuje się tu domieszki innych spoiw wodorozcieńczalnych (np. klejów) lub dodatek polioctanu winylu. Farby wapienne wykorzystywane są do malowania świeżych podłoży betonowych, tynków wapiennych oraz ścian pomalowanych wcześniej farbami wapiennymi. Obecnie zastosowanie tych farb jest bardzo rzadkie. Wynika to z ich bardzo niewielkiej trwałości, pylistości i skłonności do tworzenia pęknięć,

c) farby klejowe – są to trwałe i oddychające farby o doskonałej rozpuszczalności w wodzie. Ich spoiwem są kleje roślinne lub zwierzęce. Farby klejowe są mało odporne na zabrudzenia, nie można ich myć oraz wchłaniają wilgoć z otoczenia. Nadają się głównie do malowania tynków wapiennych i cementowo-wapiennych. Praktycznie nie są już stosowane, ponieważ zostały wyparte przez nowocześniejsze farby,

d) farby krzemianowe – ich spoiwem jest szkło wodne potasowe. Farby te są trwałe, niepalne, odporne na wilgoć i charakteryzują się dużą odpornością mechaniczną. Można je nakładać na podłoża ceglane, betonowe i drewniane. Podczas wysychania utwardzają się pod wpływem CO₂ zawartego w powietrzu,

e) farby silikonowe – tworzą trwałe i odporne na działanie czynników atmosferycznych powłoki. Produkowane są w oparciu o żywicę silikonową. Nadają się do malowania podłoży betonowych, drewnianych, ceglanych i tynków. Farby te posiadają zdolność do samooczyszczania,

f) farby epoksydowe – są to farby dwuskładnikowe, składające się z żywicy epoksydowej i utwardzacza. Przed aplikacją oba składniki miesza się ze sobą. Farby epoksydowe wykazują dużą odporność na uszkodzenia mechaniczne i działanie chemikaliów. Wykorzystywane są np. do malowania posadzek betonowych. Do ich produkcji mogą być stosowane dodatki na bazie estrów fosforanowych z serii Roflam (F5, B7, P). Produkty te nadają wysoką ognioodporność materiałom, do których są dodawane. Dzięki temu mogę one znaleźć zastosowanie w pasywnych systemach ochrony przeciwpożarowej, zalecanych w zabezpieczeniach stalowych elementów konstrukcyjnych przed działaniem ognia węglowodorowego i strumieniowego. Produkty serii Roflam mogą być stosowane jako jeden ze składników formulacji farb pęczniejących, wykorzystywanych na dużą skalę w miejscach użyteczności publicznej (np. lotniska, hale, parkingi itp.). Dodatkowo Roflamy wykorzystywane są także w przemyśle petrochemicznym, energetycznym, naftowym i gazowym,

g) farby chlorokauczukowe – spoiwo do tego typu farb otrzymuje się przez chlorowanie kauczuku z dodatkiem środków zmiękczających. W ten sposób powstaje kauczuk chlorowy. Farby chlorokauczukowe są odporne na działanie wody oraz kwasów i zasad, ale są bardzo wrażliwe na wszelkie rozpuszczalniki organiczne (z wyjątkiem alkoholu). Mogą być one stosowane jako farby ochronne do malowania np. bram i ogrodzeń,

h) farby winylowe – są odporne na działanie wody i różnych związków chemicznych. Jako spoiwo najczęściej wykorzystywany jest tutaj polichlorek winylu. Farby winylowe stosowane są głównie jako powłoki dla materiałów wykonanych ze stali ocynkowanej, takich jak np. rynny i parapety,

i) farby poliuretanowe – produkowane są w oparciu o żywice poliuretanowe. Wyróżniamy dwa rodzaje tych farb: jedno- i dwuskładnikowe. Farby jednoskładnikowe utwardzane są pod wpływem wilgoci, natomiast dwuskładnikowe wymagają dodania utwardzacza. Farby poliuretanowe tworzą twarde i odporne na ścieranie powłoki. Stosowane są do malowania powierzchni drewnianych, metalowych, a także wykonanych z tworzyw sztucznych. Charakteryzują się bardzo wysoką toksycznością,

j) farby strukturalne – jest to specjalny typ farb, które nakłada się na powierzchnię grubą warstwą, a następnie po wyschnięciu nadaje się im odpowiedni wzór (strukturę). Dzięki tym typom farb można uzyskać różne dekoracyjne faktury ścian. Farby strukturalne nadają się do pokrywania podłoży betonowych, drewnianych, płyt gipsowo-kartonowych, tynków i wielu innych,

k) farby natryskowe i proszkowe – wykorzystywane są do uzyskania na powierzchniach specjalnych efektów wizualnych. Aplikuje się je na różne płaszczyzny za pomocą pistoletu. Dzięki tym rodzajom farb uzyskujemy powłoki odporne na wszelkiego rodzaju pęknięcia i odpryski. Produkty Grupy PCC z serii Rostabil (TNF, TPP, DPDP, DDPP) z powodzeniem mogą być wykorzystane do produkcji farb proszkowych w procesach przetwórstwa termicznego. Jest to seria przeciwutleniaczy, które swoją budowę opierają na bazie organicznych fosforynów. Rostabile mogą być także stosowane jako skuteczne stabilizatory termiczne i przetwórcze. Dzięki swoim unikalnym właściwościom zapewniają kontrolę koloru podczas cykli obróbki i utwardzania.

Czym są lakiery i jak je dzielimy

Farby zawierające stałe spoiwo rozpuszczone w rozpuszczalniku, które wysychają w wyniku jego odparowania , znane są jako lakiery. Mają szerokie zastosowanie jako materiały służące do pokrywania powierzchni w celach dekoracyjnych, ale także ochronnych. Lakiery posiadają również zdolność do szybkiego utwardzania w bardzo szerokim przedziale temperatur.

Lakier jest wykończeniem, który może tworzyć transparentne lub pigmentowane powłoki, gdzie głównym surowcem jest twardy i liniowy polimer. Charakter i właściwości lakierów są silnie zależne od tego, jakiej jest on budowy. Najbardziej popularnymi rozpuszczalnikami przy produkcji lakierów jest zazwyczaj benzyna lakowa lub terpentyna mineralna. Wyróżniamy wiele rodzajów lakierów, które bardzo ogólnie można podzielić na dwie grupy: rozpuszczalnikowe i wodne.

Typy lakierów rozpuszczalnikowych

Lakiery rozpuszczalnikowe tworzą bardzo twarde powłoki, które wykazują się dużą odpornością na uszkodzenia mechaniczne. Poprzez tworzenie jednorodnej struktury, zapobiegają także wnikaniu wilgoci. Najważniejszym składnikiem tego typu lakierów jest rozpuszczalnik, który zazwyczaj charakteryzuje się nieprzyjemnym i intensywnym zapachem. Lakiery rozpuszczalnikowe możemy podzielić na szereg podgrup:

a) lakiery poliuretanowe rozpuszczalnikowe – są jednymi z najlepszych lakierów dostępnych na rynku. Wyróżnia się wśród nich lakiery jedno- oraz dwuskładnikowe. Jednoskładnikowe lakiery poliuretanowe wykorzystują do swojego twardnienia wilgoć zawartą w powietrzu. Natomiast cechą charakterystyczną lakierów oparte na dwóch składnikach są dwa etapy schnięcia. Podczas pierwszego etapu dochodzi do odparowania rozpuszczalnika, a następnie zachodzi proces tzw. schnięcia chemicznego, gdzie lakier jest utwardzany. Zaletami lakierów poliuretanowych jest ich odporność na wilgoć, a także wysoka elastyczność. Niestety są one zazwyczaj bardzo toksyczne. Pozwalają na uzyskanie szerokiej gamy wykończeń, od satyny aż do połysku. Lakiery poliuretanowe ze względu na swoją odporność na ścieranie stosowane są głównie do lakierowania podłóg w pomieszczeniach o dużej intensywności ruchu, takich jak przedpokoje i salony,

b) lakiery nitrocelulozowe – głównym surowcem do ich produkcji jest żywica nitrocelulozowa. Uzyskiwana jest najczęściej z bawełny, którą poddaje się działaniu kwasu siarkowego lub azotowego. W skład lakierów nitrocelulozowych wchodzi także szereg innych substancji, takich jak np. żywice poliestrowe i alkidowe, które poprawiają ich twardość i połysk. Stosowane są także dodatki uplastyczniające, którymi najczęściej są ftalany, zwiększające odporność na światło i temperaturę. Lakiery nitrocelulozowe mają zastosowanie jako materiały do malowania mebli i różnych elementów drewnianych. Wykorzystuje się je także jako warstwę podkładową pod lakiery poliuretanowe,

c) lakiery olejno-żywiczne – surowcami do ich produkcji są oleje schnące, żywice naturalne lub syntetyczne, rozcieńczalniki, a także szereg dodatków modyfikujących ich wygląd lub właściwości. Lakiery te charakteryzują się dużą odpornością na czynniki atmosferyczne, a w szczególności na promieniowanie UV. Niestety wykazują się także niską twardością i odpornością na ścieranie. Mogą być stosowane do malowania wszystkich powierzchni drewnianych, począwszy od boazerii, aż po stolarkę okienną i drzwiową. Mogą być także wykorzystywane jako lakiery do podłóg w pomieszczeniach o niewielkim natężeniu ruchu,

d) lakiery spirytusowe – charakteryzują się bardzo krótkim czasem schnięcia, który zazwyczaj nie przekracza 60 minut. Są niestety bardzo mało odporne na wszelkie uderzenia i odpryski oraz działanie czynników atmosferycznych. Surowcami do produkcji lakierów spirytusowych są roztwory żywic naturalnych lub syntetycznych rozpuszczonych w alkoholu etylowym. Lakiery spirytusowe mogą być wykorzystywane do malowania zabawek i różnych drewnianych elementów we wnętrzach. Przykładem szeroko stosowanego lakieru tego typu jest politura, która daje stosunkowo twardą powłokę o charakterystycznym połysku.

Lakiery wodne – rodzaje i zastosowanie

W przypadku lakierów wodnych głównym rozcieńczalnikiem jest woda. Za ich elastyczność odpowiada ester metylowy, a substancjami obniżającymi ich napięcie powierzchniowe są surfaktanty. Grupa PCC posiada w swojej ofercie szereg zróżnicowanych środków powierzchniowo czynnych, które mogą być wykorzystane w branży farb i lakierów. EXOdis PC30 znajduje swoje zastosowanie jako podstawowy środek dyspergujący w formulacjach wodorozcieńczalnych. Dzięki swojej budowie (wodny roztwór kwasu poliakrylowego) lakiery wodne uzyskują znakomitą stabilizację finalną. Produkt ten może być także stosowany do produkcji białych farb dekoracyjnych do wnętrz.

Lakiery wodorozcieńczalne możemy podzielić na trzy grupy ze względu na rodzaj zastosowanego spoiwa:

a) lakiery akrylowe – są to tanie substancje, które tworzą przeźroczyste powłoki, nie zmieniając zabarwienia drewna. Charakteryzują się niską ścieralnością i odpornością mechaniczną. Ich największą zaletą jest niska toksyczność. Stosowane są głównie do malowania wyrobów drewnianych domowego użytku oraz lakierowania podłóg w miejscach o niewielkim natężeniu ruchu,

b) lakiery poliuretanowe wodne – wykazują się bardzo dużą odpornością na ścieranie i uszkodzenia mechaniczne. Dodatkowo są niewrażliwe na wilgoć i zmiany temperatur. Podobnie jak poliuretanowe lakiery rozpuszczalnikowe, dzielą się one na jedno- oraz dwuskładnikowe. Z racji tworzenia bardzo wytrzymałych powłok są często wykorzystywane przy aplikacji na podłogach w salonach i pokojach dziennych,

c) lakiery poliuretanowo-akrylowe – ich właściwości są zależne są od proporcji obu tych składników. Lakiery zawierające w składzie więcej poliuretanu, charakteryzują się większą twardością. Lakiery poliuretanowo-akrylowe występują w formie jedno- lub dwuskładnikowej. Mogą zawierać także szereg utwardzaczy, które poprawiają ich wytrzymałość mechaniczną i odporność na ścieranie, jednocześnie niestety zwiększając ich toksyczność.

Nowoczesne farby wodorozcieńczalne zawierają w sobie szereg zróżnicowanych komponentów. Dlatego szczególnie istotne jest ich dokładne wymieszanie w celu zapewniania odpowiedniej konsystencji i stabilności farby. Właśnie w tym celu stosowane są środki dyspergujące, które oprócz zapewnienia odpowiednich właściwości użytkowych farby, nadają jej też pożądane nasycenie koloru i zapewniają odpowiednie rozdrobnienie pigmentu. Produkty serii Rodys są wysoce skutecznymi dyspergatorami stosowanymi w farbach zawierających jako rozpuszczalnik wodę. Idealnie nadają się do wodnych dyspersji barwników, organicznych i nieorganicznych pigmentów, a także pigmentów wzmacniających. Najlepsze efekty można zaobserwować przy stosowaniu past pigmentowych na bazie tlenków żelaza. Dzięki skutecznemu zapobieganiu aglomeracji cząsteczek pigmentu, produkt końcowy jest idealnie zabarwiony. Dodatkowo produkty serii Rodys zmniejszają lepkość zawiesin w dyspersjach o wysokiej zawartości części stałych. Ta gama produktów jest stosowana do procesów lakierowania tekstyliów, gum, bitumów i betonu. Innym środkiem dyspergującym, który zapewnia znakomitą stabilizację białych farb wodorozcieńczalnych jest Tensol DDM. Wykazuje on bardzo dobre właściwości rozpraszające wobec bieli tytanowej i wypełniaczy mineralnych. Poprzez zastosowanie Tensolu DDM uzyskuje się wysoką kompatybilność pigmentów w wyrobach farbiarskich.