Szilikongyanta festékek felhasználása: páraáteresztő és vízhatlan
A diszperziós kötésű homlokzati festékek között az elmúlt években a szilikongyanta festékek jelentősége nagyban megnőtt, felhasználásukban határozott mennyiségi növekedés figyelhető meg. Ez azért is meglepő, mert a szilikongyanta festékek a hagyományos diszperziós festékekkel összehasonlítva viszonylag drágák. Ezért a szilikongyanta festékekről kicsit bővebben szólunk.
A szilikongyanta festék elnevezéséből már sejteni lehet, hogy szilikongyanta kötésű homlokzati festékről van szó. A DIN 18 363 szabvány alapján a szilikongyanta festék műgyanta diszperziót, szilikon(gyanta-) emulziót, pigmenteket és adalék-, ill. segédanyagokat, -szereket tartalmaz és ezenkívül természetesen vizet. Ennek következtében a szilikongyanta festékek kötőanyaga egy műgyanta diszperzióból és egy szilikon(gyanta) emulzióból álló keverék, amelyben a keverés arányát a szabványok jelenleg nem szabályozzák.
A szilikongyanta festék elnevezés csak azt jelzi, hogy ez (vagy ez lenne) a fő kötőanyag. A probléma az, hogy mivel a szilikongyanta viszonylag drága, ezért aránya a piacon kapható termékekben erősen változó. Így részben kínálnak olyan diszperziós festékeket is, amelyek csak kismértékben tartalmaznak szilikongyantát, amelyekben azok csak hidrofobizáló hatású adalékként szerepelnek sziloxánok formájában (a műgyanta diszperzió mindössze 1-10% teszik ki) és ún. „igazi” szilikongyanta festékeket is, amelyekben a szilikongyanta aránya a kötőanyagban az 50%-ot is elérheti.
A szilikonok jellemzői
A szilikonok csoportjának sokfélesége és a jobb megértés miatt ezért előbb ezekről az anyagokról szólunk részletesen. A szilikon olyan szintetikus polimer kapcsolatok átfogó csoportjának gyűjtőfogalma, amelyekben a szilíciumatomokat oxigénatomok kapcsolják össze, és ezeket szénhidrogének telítik. A szilikonok tudományos megnevezése a sziloxánnak nevezett Si-O-Si kötés miatt poliorgano-sziloxán. Az épületfelújítások során a szilánok, sziloxánok, szilikongyanták, szilikonátok jöhetnek szóba, az alábbiakban róluk lesz szó.
A szilánok olyan vegyületek, amelyek csak egy szilíciumatomot tartalmaznak. Alacsony viszkozitásúak, tiszták és illékonyak, hidrofobizáló szerként alkalmazzák őket. A sziloxánok ugyanakkor alacsony vagy közepes viszkozitású, nem illékony vegyületek, amelyeknek 3-6 szilíciumatomuk van. A sziloxánokat is hidrofobizáló anyagokként használják, bár általában szilán-sziloxán keverékként.
Nem nedvszívó alapfelületeken, mint például betonon inkább szilánokat, a jó nedvszívó képességű alapfelületekre, ill. vakolatra, terméskőre, falazatokra inkább sziloxánokat visznek fel. A sziloxánok reakcióideje, ill. hatóanyagképződése gyorsabb, mint a szilánoké. A szilikongyanták hosszú láncú, polimer sziloxánok 30-80 szilíciumatommal. Vastagon folyó vagy szilárd anyagok, és szerves oldószerek által oldhatók. Koncentrált lúgok hatására jönnek létre az ún. szilikonátok. Ezek szerves kovasavak vízben oldható sói.
A szilikongyanták kémiai felépítése
A homlokzati festékek leírásának szempontjából a továbbiakban a szilikongyantáknak van jelentőségük. Ezek olyan térhálót alkotó vegyületek, amelyek vázát, akárcsak a kvarc esetében, a szilícium és az oxigén alkotják. A szilikongyantákat kémiai értelemben a tisztán szerves, ill. szervetlen vegyületek között kell elhelyezni. A metil-szilikongyanta, amit a leggyakrabban használnak szilikongyanta festékek előállításakor a szilikon kötőanyagaként, 10%-ban tartalmaz hő hatására lebomló, szerves alkotóelemeket. Tiszta szilícium-dioxid marad vissza.
A szilikongyanta festékek a pásztázó elektronmikroszkóppal végzett vizsgálaton magas fokú porozitást mutatnak, ami leginkább a szilikátfestékekre hasonlít, és a kimondottan magas páraáteresztő képességért felelős.
Szilikongyanták tulajdonságai
A szilikongyanták hidrofób tulajdonságúak, tehát vízben oldhatatlanok. Ennek következtében ezeket a kötőanyagokat a műgyanta diszperziók mintájára finoman kell eloszlatni a vízben, vagy emulgeálni kell. A gyártási eljárástól függően lehetnek oldó-szertartalmúak és oldószermentesek. Az oldószertartalmú emulziók úgy készülnek, hogy készítenek szilárd, oldható szilikongyantát, majd ezt szerves oldószerekben (aromás szénhidrogénekben) oldják, és ezután vízbe emulgeálják.
Az ilyen emulziók szerves oldószertartalma végül 15% körül mozog. Az oldószermentes emulziók úgy készülnek, hogy a folyékony gyantákat vízben emulgeálják, majd katalizátorokkal utólagosan kondenzálják. Ugyanakkor vannak lágyabb, oldószermentes szilán/sziloxán-szilikongyanta keverékek is. A már említett „igazi” szilikongyanta festékek, szilikon homlokzati festékek és a szilikongyanta adalékot tartalmazó diszperziós festékek közötti mennyiségi különbségek miatt érdekes kérdés a piacon kínált szilikongyanta festékek ellenőrzése.
Ha a szilikongyanta emulziók a szilikongyanta festékeknek megfelelő tulajdonságokat kölcsönöznek, akkor természetesen felmerül a kérdés, hogy miért nem készülnek tiszta szilikongyanta festékek műgyanta diszperziók nélkül? A fent említett szilikongyanta emulziók magas árai mellett technikai érvek is szólnak ellene.
A szilikongyanta emulziók önmagukban kötőanyagként alkalmazva csak kismértékben képesek megkötni a festékanyagokat és egyéb hozzáadott anyagokat, ennek következménye a rossz időjárás-állóság és erős krétásodás, valamint a mechanikai igénybevételekkel szembeni gyenge ellenálló képesség lenne. Ezenkívül a szilikongyanta váz kevéssé elasztikus, túlságosan merev lenne. A műgyanta diszperziókkal való kombináció kiegyenlíti ezeket a hátrányokat.
A szilikongyanta festékek minőségi értékelése
Előnyök:
- Az alapfelületet nagyon jól védi az időjárás hatásaitól.
- A színezés mikroporózus szerkezete biztosítja a megfelelő H2O- és CO2-áteresztést, így jól megfelel a karbonátosán kötő habarcsok számára.
- A szilikongyanta kötőanyag-szerkezete semleges pH-értékű.
- Az erős víztaszító képesség miatt szennyeződésre sem hajlamos.
- A tapadás ásványi és szerves alapfelületeken egyaránt jó.
- A szilikongyanta festékek páraáteresztő képessége igen jó, ugyanakkor vízfelvevő képességük alacsony.
- Algásodással, szennyeződésekkel és kivirágzásokkal szemben ellenálló.
- A szilikongyanta festékeket szilikongyanta vagy diszperziós festékekkel is lehet javítani, felújítani.
- Feldolgozása egyszerű, jól fedi a korábbi rétegeket.
Hátrányok:
- A hidrofób tulajdonságok miatt az áthaladó nedvesség túlnyomóan pára formájában jut át a festékrétegen. A kapillárisán átvezethető nedvesség mindig több, mint ami diffúzióval áthaladhat.
- A festékrendszer hidrofób anyagai az alapfelületbe is behatolnak, és ez a változás visszafordíthatatlan.
Mivel a szilikongyanta festékek szilikongyanta emulzióból és műgyanta diszperzióból állnak, a száradás, ill. filmképződés folyamata hasonlít a diszperziós festékeknél tapasztaltakhoz. A műgyanta diszperziók filmképződése tisztán fizikai úton a víz párolgásával megy végbe. A szilikongyanta emulziók is fizikai úton száradnak, ugyanakkor ezzel párhuzamosan kémiai hálóképződési reakciók is végbemennek. Az alkoholok kiválásával ún. szilanolcsoportok jönnek létre (Si-OH). Ezek reagálnak az építőanyag felületén és a rendszerben található hidroxilcsoportokkal és önmagukkal is (molekulanövekedés), és így létrejön a szilikongyanta térháló.
A nagyon magas páradiffúziós képesség és az erős víztaszítás mellett mindenekelőtt az teszi a szilikongyanta festékeket ideálissá mind klasszikus, mind problémásabb alapfelületeken való felhasználásra, hogy száradáskor nem képződik bennük feszültség. A szín, akárcsak a szilikátfestékek esetében, túlnyomórészt ásványi színanyagokkal alakítható ki.
A szilikongyanta festékek sikere
Egyszerűsítve azt mondhatjuk, hogy a szilikongyanta festékek sikerének oka mindenekelőtt a kiváló tulajdonságok ötvözésében rejlik, például a ásványi vagy mészfestékek magas páradiffúziós képessége és a diszperziós festékek erős víztaszítása egyszerre van jelen bennük.