Spoiwa malarskie wodorozcieńczalne
Spoiwem nazywa się substancję błonotwórczą, dzięki której możliwe jest utworzenie cienkiej powłoki na powierzchni malowanego elementu.
Spoiwo nadaje podstawowe cechy powłoce malarskiej i określa rodzaj techniki malarskiej. Ze względu na pochodzenie i chemiczny charakter spoiwa dzielą się na:
nieorganiczne, stanowiące substancje pochodzenia mineralnego i utwardzające się w wyniku procesów chemicznych,
organiczne, do których należą rozpuszczalne w wodzie kleje, spoiwa emulsyjne, oleje schnące oraz żywice lakiernicze.
Do farb przygotowywanych bezpośrednio na budowie mają zastosowanie spoiwa mineralne, szczególnie ciasto wapienne, cement i szkło wodne oraz — z grupy spoiw organicznych — kleje rozpuszczalne w wodzie. Pozostałe spoiwa tej grupy występują obecnie w materiałach malarsko-lakierniczych produkowanych fabrycznie i dostarczanych w postaci gotowej do stosowania.
Ciasto wapienne. Powinno być przygotowane z wapna palonego gatunku Gl o wysokiej (nie mniej niż 93%) zawartości tlenku wapniowego (CaO) i niskiej zawartości tlenku] magnezowego oraz innych domieszek. Jego jakość zależy również od dokładnego zgaszenia oraz możliwie długiego czasu dołowania (co najmniej 6 miesięcy).
[Spoiwem malarskim jest ciasto wapienne rozrzedzone wodą, nazywane potocznie mlekiem wapiennym. W celu poprawy właściwości roboczych spoiwa wapiennego oraz nadania powłokom wapiennym większej trwałości mogą być do mleka wapiennego stosowane niewielkie (5—10%) dodatki innych spoiw wodorozcieńczalnych, zwłaszcza zaś klejów celulozowych, skrobiowych, dyspersji polioctanu winylu itp. Domieszki te są w zasadzie niezbędne wówczas, gdy powłoki wapienne mają być wykonywane na starych, już skarbonizowanych tynkach.
Utwardzanie się spoiwa wapiennego polega na procesie karbonizacji, tj. przemianie wodorotlenku wapniowego na węglan wapniowy pod wpływem dwutlenku węgla i wilgoci. Z tego względu powłoki wapienne nadają się szczególnie do malowania świeżych, alkalicznych podłoży betonowych, tynków wapiennych, cementowo-wapien-nych itp., ponieważ spoiwo tych powłok łączy się łatwiej z tworzywem podłoża.
Proces ten stwarza konieczność ograniczania ilości dodawanych do farby wapiennej pigmentów, których udział nie może przekroczyć 10% w odniesieniu do masy ciasta.
Cement. Jako spoiwo farb cementowych mogą być stosowane cementy portlandzkie, głównie zaś cement biały. Spoiwo to jest spoiwem hydraulicznym, wykazującym silny odczyn alkaliczny.
Proces wiązania przebiega w ciągu 1—12 h po zarobieniu cementu wodą, twardnienia zaś w ciągu ok. 4 tygodni. Proces twardnienia spoiwa cementowego i wapiennego powinien przebiegać w warunkach odpowiedniej wilgotności powłoki malarskiej.
Dla poprawienia właściwości roboczych farb cementowych i trwałości wykonanych z nich powłok stosuje się domieszki innych spoiw, podobnie jak to ma miejsce przy spoiwie wapiennym. Dodatek pigmentów w farbach cementowych nie powinien również przekraczać 10% w odniesieniu do masy spoiwa.
Szkło wodne potasowe. Jest ono spoiwem farb krzemianowych. Pod względem chemicznym stanowi koloidalny roztwór krzemianu potasowego w postaci bezbarwnej cieczy o wysokiej gęstości i alkalicznym odczynie. Moduł silikatowy szkła wodnego, a więc stosunek dwutlenku krzemu (Si02) do tlenku potasowego (K20) powinien wynosić ok. 2,5. Jako spoiwo malarskie stosuje się szkło wodne potasowe rozcieńczone wodą destylowaną (deszczową) do gęstości 1,14-7-1,18.
Powłoka malarska na spoiwie ze szkła wodnego (krzemianowym) utwardza się pod wpływem dwutlenku węgla pobieranego z powietrza oraz odparowywania wody. Tworzą się nierozpuszczalne w wodzie krzemiany wapniowe, cynkowe, barowe itp., dzięki czemu powłoki z farb krzemianowych wykazują wysoką trwałość, szczelność oraz wytrzymałość mechaniczną. Farb na spoiwie krzemianowym nie wolno stosować na podłożach zawierających gips lub pokrytych olejnymi materiałami malarskimi.
Kleje celulozowe. Stanowią one rozpuszczalne w wodzie pochodne celulozy. Stosuje się przeważnie:
— metylocelulozę (eter metylowy celulozy) odporną na działanie alkaliów, która łatwo daje się mieszać ze spoiwami mineralnymi o odczynie alkalicznym (np. produkt importowany występujący na rynku pod nazwą Tyloza),
— karboksymetylocelulozę (eter karboksyłowy celulozy) nieodporną na działanie alkaliów, odznaczającą się jednak wyższą w porównaniu do metylocelulozy zdolnością wnikania w pory podłoża; produkt ten występuje na rynku pod nazwą Glikocel.
Kleje celulozowe jako spoiwo farb klejowych wykazują wiele zalet w porównaniu do innych klejów rozcieńczalnych w wodzie. Szczególnie istotna jest ich odporność na pleśnienie i procesy gnilne, odporność na działanie mrozu oraz możliwość dłuższego przechowywania roztworu kleju. Podstawowe proporcje kleju do wody wynoszą 1:25 dla kleju metylocelulozowego oraz 1:10 dla kleju karboksymetylocelulozowego.
Klej skrobiowy. Otrzymuje się go ze skrobi ziemniaczanej z niewielkimi domieszkami poprawiającymi właściwości robocze, zabezpieczającymi przed pleśnieniem oraz korygującymi zapach. Klej skrobiowy występuje w handlu pod nazwą „kleju malarskiego" w postaci drobnego grysiku barwy żółtawej. Podstawowy roztwór kleju przygotowuje się w proporcji 1:8 (klej:woda).
Spoiwo malarskie z kleju skrobiowego utwardza się przez odparowywanie wody, tworząc powlokę o stosunkowo małej elastyczności, co powoduje, że powłoka malarska łuszczy się w wypadku niewielkiego nawet przedawkowania kleju skrobiowego.
Kleje glutynowe. Są to kleje pochodzenia zwierzęcego; składają się z substancji białkowych i są produkowane w postaci perełek, łusek łub tabliczek. W handlu występują pod nazwami: klej kostny, skórny, stolarski itp. Kleje te pęcznieją po zalaniu zimną wodą, a w gorącej tworzą roztwór koloidalny.
Kleje glutynowe tworzą powłokę pod wpływem wysychania wody. Powłoka jest stosunkowo sztywna; łatwo ulegająca łuszczeniu się. Kleje glutynowe były niegdyś stosowane jako spoiwo wysokojakościowych farb klejowych do malowania w kolorach półpeł-nych i pełnych oraz do szpachlówek malarskich. Obecnie są stosowane rzadko.
Kleje kazeinowe. Podstawowym składnikiem jest kazeina występująca w mleku. Wytrąca się ją z całkowicie odtłuszczonego mleka za pomocą kwasów organicznych. Otrzymany w ten sposób produkt, tj. kazeina kwasowa, potocznie nazywana twarogiem, stanowi produkt wyjściowy do produkcji klejów kazeinowych. Polega ona na rozpuszczeniu kazeiny w środowisku alkalicznym.
Klej kazeinowy występujący w handlu w postaci żółtego grysiku stanowi mieszaninę suchej sproszkowanej kazeiny oraz boraksu (lub innej substancji alkalicznej). Zarabia się zimną wodą i używa do farb klejowych, stosowanych na podłożach alkalicznych.
Klej kazeinowo-wapienny otrzymuje się przez utarcie twarogu (albo spęczniałej w wodzie suchej kazeiny) z ciastem wapiennym lub wapnem hydratyzowanym w proporcji 5:1 (twaróg:wapno). Otrzymaną masę należy niezwłocznie rozcieńczyć wodą.
Klej kazeinowo-wapienny stosuje się jako spoiwo malarskie w technice kazeinowej, która ma szczególną przydatność do malowania alkalicznych podłoży.