Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οι αλκυδικές ρητίνες, τα λάδια, και μερικές άλλες ρητίνες. Αυτές κατά την ξήρανση οξειδώνονται από τον ατμοσφαιρικό αέρα και έτσι σχηματίζεται ο υμένας.
Η κατηγορία των αλκυδικών χρωμάτων περιλαμβάνει πολλούς διαφορετικούς τύπους χρωμάτων με διαφορετικές ιδιότητες. Χρησιμοποιούνται περισσότερο για διακοσμητικούς λόγους, κυρίως σε ξύλα, μέταλλα κτλ.
Τα αλκυδικά χρώματα έχουν μακρά παράδοση σε συστήματα αντιδιαβρωτικής προστασίας, και διατηρούν σε αρκετό βαθμό τη θέση τους έναντι νεότερων, πιο εξελιγμένων συστημάτων. Γι αυτό και συχνά αποκαλούνται και συμβατικά χρώματα.
Αλκυδικά συστήματα με «μεγάλο μήκος» (υψηλή περιεκτικότητα) ελαίου (long oil) χρησιμοποιούνται συχνά για χρώματα εσωτερικής και εξωτερικής οικιακής χρήσης σε κατασκευές από ξύλο, ως διακοσμητικά χρώματα και ως αντιδιαβρωτικά χρώματα. Οι γνωστές «ριπολίνες» είναι το κυριότερο είδος αυτής της κατηγορίας. Μάλιστα η λέξη «ριπολίνη» έχει παραμείνει από μια παλαιά μάρκα τέτοιων χρωμάτων (Ripolin, από την Γαλλία). Με «μέσο μήκος» ελαίου (μέση περιεκτικότητα σε έλαιο- medium oil) χρησιμοποιούνται σε διακοσμητικά χρώματα καθώς και σε πατώματα και άλλες χρήσεις όπου απαιτείται υψηλή αντοχή σε φθορά. Επίσης χρησιμοποιούνται ως χρώματα τελικής στρώσης για αντιδιαβρωτική προστασία. Χρώματα με «μικρό μήκος ελαίου» (χαμηλή περιεκτικότητα σε έλαιο- short oil) χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικά χρώματα, όπως τα χρώματα φούρνου ή διάφορα αστάρια ή τελικά ταχυστέγνωτα βιομηχανικά χρώματα.
Τα αλκυδικά συστήματα είναι εύκολα στη συντήρηση. Επίσης αλκυδικές ρητίνες χρησιμοποιούνται ευρέως σε βερνίκια εξωτερικής και εσωτερικής χρήσης.
Τα αλκυδικά χρώματα δεν χρησιμοποιούνται ποτέ σε χρήσεις κάτω από την επιφάνεια του νερού - σε εμβάπτιση - καθώς δεν έχουν επαρκή αντοχή σε διαρκή επαφή με το νερό ή υγρασία. Επιπλέον δεν συνιστώνται ποτέ για εφαρμογή σε αστάρια ψευδαργύρου ή γαλβανισμένη λαμαρίνα, ούτε σε τοίχους χωρίς ειδική προεργασία, λόγω σαπωνοποίησης και απώλειας πρόσφυσης.
Τα αλκυδικά αντισκωριακά αστάρια περιέχουν αντιδιαβρωτικά πιγμέντα όπως φωσφορικό ψευδάργυρο τα οποία εμποδίζουν τη διάβρωση του χάλυβα.
Τα αλκυδικά χρώματα παρουσιάζουν καλή διείσδυση. Μια προεργασία σύμφωνα με τα πρότυπα St 2 με St 3 είναι συνήθως επαρκής για ξηρές, εσωτερικές επιφάνειες.
Τα αλκυδικά χρώματα δεν συνιστώνται σε επιφάνειες από σκυρόδεμα λόγω της μειωμένης αντοχής τους σε αλκαλικό περιβάλλον - σαπωνοποίηση των αλκυδικών εστέρων λόγω αντίδρασης με τα αλκαλικά του σκυροδέματος.
Τα αλκυδικά χρώματα, που ξηραίνονται με οξείδωση, έχουν διάφορα στάδια ξήρανσης. Στην αρχή εξατμίζεται ο διαλύτης. Αργότερα αρχίζει η οξείδωση. Σε λίγες ώρες τελειώνει η πρώτη ξήρανση και ύστερα η οξείδωση συνεχίζεται για λίγες μέρες, κατά τις οποίες η σκληρότητα του χρώματος αυξάνει συνεχώς.
Συνοψίζοντας τις ιδιότητες των αλκυδικών χρωμάτων έχουμε τα εξής:
Πλεονεκτήματα
1 Εύκολη εφαρμογή με βούρτσα, πιστόλι ή ρολό
2 Καλή διαβροχή
3 Καλή πρόσφυση και διείσδυση στην επιφάνεια
4 Αρκετά καλή εξωτερική αντοχή
5 Υψηλή στιλπνότητα και σταθερότητα χρώματος
6 Προϊόν ενός συστατικού, εύκολο στη χρήση
7 Εύκολες διορθώσεις λεπτομερειών κατά την εφαρμογή
8 Εύκολη συντήρηση χωρίς πολύπλοκες προεργασίες
9 Καλό στρώσιμο
Περιορισμοί
1 Ελλιπής χημική αντοχή, ιδιαίτερα σε αλκαλικά
2 Περιορισμένη αντοχή στο νερό. Ανθεκτικά σε συνήθεις συνθήκες εξωτερικής υγρασίας, δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν κάτω από το νερό ή σε συνθήκες υψηλής υγρασίας.
3 Περιορισμένη αντοχή σε διαλύτες. "Φουσκώνουν" σε επαφή με ισχυρούς διαλύτες όπως η ξυλόλη, οι κετόνες, οι αλκοόλες και οι χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες. Δεν πρέπει να επαναβάφονται με χρώματα που περιέχουν τέτοιους διαλύτες.
4 Δεν χρησιμοποιούνται με αστάρια ψευδαργύρου (κίνδυνος σαπωνοποίησης)
5 Το πάχος εφαρμογής περιορίζεται σε 30-50 μικρά, το πολύ 80 μικρά για συγκεκριμένους τύπους.
Υπάρχουν και ορισμένες αλκυδικές ρητίνες τροποποιημένες, για βελτίωση των ιδιοτήτων τους. Με αυτές παράγονται χρώματα για ειδικότερες χρήσεις. Μια συνήθης τροποποίηση αλκυδικής ρητίνης είναι με ουρεθάνη. Χρησιμοποιείται για χρώματα και βερνίκια ενός πάντοτε συστατικού, αλλά με λίγο καλύτερες αντοχές. Παραδείγματα είναι βερνίκια και χρώματα πατωμάτων και ξύλων γενικότερα.
Επίσης στην ίδια κατηγορία ανήκουν και τα ελαιοχρώματα που παράγονται με βάση λάδια ξηραινόμενα. Αυτά όμως σήμερα πρακτικά δεν χρησιμοποιούνται, είναι πολύ παλαιάς τεχνολογίας. Το όνομα ελαιοχρώματα έχει παραμείνει όμως και μερικές φορές χρησιμοποιείται καταχρηστικά για τα αλκυδικά χρώματα.
Στην κατηγορία χρωμάτων που ξηραίνονται με οξείδωση ανήκουν και τα χρώματα με βάση ρητίνες εποξειδικού εστέρα. Αυτά είναι πάντοτε ενός συστατικού. Πολύ σπάνια χρησιμοποιούνται σε οικοδομικές χρήσεις. Οι ρητίνες εποξειδικού εστέρα έχουν εφαρμογή περισσότερο για βιομηχανικά και ναυτιλιακά χρώματα.
Με εξάτμιση του διαλύτη ξηραίνονται τα μεγαλομοριακά πολυμερή, όπως είναι οι βινυλικές ρητίνες, οι ακρυλικές, το χλωριωμένο καουτσούκ κτλ. Σ’ αυτά ο πολυμερισμός έχει τελειώσει κατά την παραγωγή της ρητίνης και ο σχηματισμός του υμένα είναι μόνο φυσική διεργασία (εξάτμιση).
Χρησιμοποιήθηκαν για πολλά χρόνια, ιδιαίτερα σε βιομηχανικές χρήσεις, αλλά η υψηλή περιεκτικότητά τους σε πτητικά αναγκάζει τα συστήματα αυτά σε σταδιακή απόσυρση. Επειδή οι ρητίνες στα συστήματα φυσικής ξήρανσης αποτελούνται από μόρια μεγάλου μήκους, απαιτείται συνήθως μεγάλη περιεκτικότητα σε διαλύτες. Τα τελευταία χρόνια προτιμώνται ρητίνες με μικρότερο μήκος αλυσίδας.
Τα περισσότερα χρώματα προστατεύουν το υπόστρωμα με τη δημιουργία φράγματος μεταξύ του υποστρώματος και του περιβάλλοντος. Ουσιαστικά, όσο πιο μεγάλο το πάχος του στρώματος, τόσο καλύτερη και η προστασία που παρέχει - με μέγιστο επιτρεπτό το αναφερόμενο πάχος στο τεχνικό φυλλάδιο του χρώματος. Τα χρώματα φυσικής ξήρανσης αποδίδουν μέτριο προς υψηλό πάχος στρώσης σε κανονικές εφαρμογές.
Τα χρώματα που ξηραίνονται με εξάτμιση συνήθως στεγνώνουν αρκετά γρήγορα. Η ξήρανση είναι δυνατή ακόμα και σε χαμηλές θερμοκρασίες (γύρω στο 0°C), σε αντίθεση με τα άλλα χρώματα. Σ’ αυτά η τελική σκληρότητα επιτυγχάνεται από την πρώτη μέρα. Το πρόβλημα τους είναι ότι επαναδιαλύονται στους διαλύτες τους και επομένως δεν έχουν καλή αντοχή σε διαλύτες, πετρελαιοειδή και λάδια.
Χρησιμοποιήθηκαν ευρέως ως βιομηχανικά χρώματα για χημικές μονάδες, διυλιστήρια, δεξαμενές και γέφυρες.
Τα βινυλικά χρώματα έχουν παρόμοιες ιδιότητες με τα χρώματα χλωριωμένου καουτσούκ. Αυτές είναι ισχυρό σφράγισμα, χημική αντοχή, καλή εξωτερική αντοχή, και αντοχή σε τριβή και πρόσκρουση.
Τα βινυλικά παρέχουν καλή μόνωση από την υγρασία και το οξυγόνο, καθώς και αντοχή στο νερό, τα αλκάλια και τα οξέα. Ενός συστατικού, εφαρμόζονται εύκολα με πιστόλι airless, ρολό και βούρτσα. Τα χρώματα φυσικής ξήρανσης μπορούν να επαναδιαλυτοποιηθούν, συνεπώς έχουν άριστη συμπεριφορά σε επαναβαφή, ακόμη και μετά από πολλά χρόνια έκθεσης. Επίσης ξηραίνονται γρήγορα, ακόμη και σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Λόγω του μεγάλου μοριακού βάρους των ρητινών τους, τα βινυλικά χρώματα απαιτούν μεγάλες ποσότητες ισχυρών διαλυτών για να διατηρούν το χρώμα στην υγρή φάση κατά την εφαρμογή. Εξάλλου, λόγω της περιορισμένης τους διαβροχής, απαιτούν προεργασία της επιφάνειας με αμμοβολή κατά το πρότυπο Sa 2 1/2. Εναλλακτικά, εφαρμόζονται επάνω σε προσωρινό αστάρι (shopprimer) όταν αυτό είναι άθικτο.
Τα βινυλικά επίσης έχουν ένα περιορισμό στο πάχος του εφαρμοζόμενου υμένα, καθώς υπερβολικό πάχος μπορεί να εγκλωβίσει αέρα μέσα στο φιλμ του χρώματος.
Γενικά τα βινυλικά χρώματα δεν αντέχουν σε μακροχρόνια έκθεση σε θερμοκρασίες υψηλότερες από 75 - 80 οC, αφού προκαλείται αποσύνθεση του χρώματος, με κιτρίνισμα και αποσάθρωση της επιφάνειας.
Χρησιμοποιούνται ευρέως ως βιομηχανικά χρώματα για χημικές μονάδες, διυλιστήρια, δεξαμενές και γέφυρες.
Τα χρώματα χλωριωμένου καουτσούκ (ΧΚ) έχουν παρόμοιες ιδιότητες με τα βινυλικά, όπως ισχυρή σφράγιση (barrier) χημικές αντοχές, εξωτερική αντοχή και καλή αντοχή στην τριβή και την πρόσκρουση.
Όπως όλα τα χρώματα φυσικής ξήρανσης, είναι δυνατό να επαναδιαλυτοποιηθούν. Αυτό έχει ως πλεονέκτημα την ευελιξία στην επαναβαφή, με μειονέκτημα την έλλειψη αντοχής στους περισσότερους διαλύτες. Το φιλμ μπορεί να καταστραφεί με την επαφή του με κάποιο διαλύτη, ενώ υπάρχει πάντα και το ενδεχόμενο της παγίδευσης του διαλύτη μέσα στη στρώση του χρώματος. Αυτό συμβαίνει ιδιαίτερα κατά την επαναβαφή ενός συστήματος χλωριωμένου καουτσούκ σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Τα συστήματα ΧΚ έχουν πολύ καλή αντοχή στο νερό, ενώ είναι αρκετά ανθεκτικά στα οξέα, τα αλκάλια, και τα περισσότερα διαβρωτικά χημικά. Εντούτοις, η αντοχή τους σε φυτικά και ζωικά έλαια είναι περιορισμένη.
Λόγω του μεγάλου μοριακού βάρους των ρητινών τους, τα χρώματα ΧΚ απαιτούν μεγάλες ποσότητες ισχυρών διαλυτών για να διατηρούν το χρώμα στην υγρή φάση κατά την εφαρμογή. Εξάλλου, λόγω της περιορισμένης τους διαβροχής, απαιτούν προεργασία της επιφάνειας με αμμοβολή κατά το πρότυπο Sa 2 1/2. Εναλλακτικά, εφαρμόζονται επάνω σε προσωρινό αστάρι (shopprimer) όταν αυτό είναι σε άριστη κατάσταση.
Γενικά τα χρώματα ΧΚ δεν αντέχουν σε μακροχρόνια έκθεση σε θερμοκρασίες υψηλότερες από 70 οC, αφού προκαλείται χημική αποσύνθεση του χρώματος, με δημιουργία υδροχλωρικού οξέος ως κύριο παραπροϊόν της αντίδρασης.
Τα χρώματα ΧΚ χρησιμοποιούνται με επιτυχία για πισίνες. Το πλεονέκτημα τους έναντι των εποξειδικών/ πολυουρεθανικών συστημάτων είναι ότι συντηρούνται (επαναβάφονται) πολύ ευκολότερα.
Τα ακρυλικά χρώματα της κατηγορίας αυτής είναι τα ακρυλικά διαλύτου (θερμοπλαστικά ακρυλικά). Πρέπει να δοθεί προσοχή, διότι υπάρχουν πολλών ειδών ακρυλικά χρώματα: τα ακρυλικά διαλύτου που υπάγονται σ’ αυτή την κατηγορία, τα ακρυλικά γαλακτώματα και τα ακρυλικά 2 συστατικών (ακρυλικές πολυουρεθάνες)
Οι ακρυλικές ρητίνες χαρακτηρίζονται από το λευκό τους χρώμα (water-white) την αντοχή τους στην αλλαγή απόχρωσης με το χρόνο, και την άριστη διαφάνειά τους. Χρησιμοποιούνται ευρέως ως επανοχρώματα (τελικά χρώματα) σε βινυλικά και χρώματα χλωριωμένου καουτσούκ, και εφαρμόζονται σε πάχος περίπου 50 μικρών. Ορισμένα ακρυλικά χρώματα της κατηγορίας αυτής είναι κατάλληλα για την βαφή πάνω σε πλαστικές ύλες.
Τα ακρυλικά χρώματα είναι πολύ κατάλληλα για εφαρμογή σε πέτρες, τσιμέντο, σκυρόδεμα και άλλες επιφάνειες τοίχων. Υπάρχουν στην αγορά πολλά τέτοια χρώματα, συνήθως με το όνομα «μπετοχρώματα» ή και «τσιμεντοχρώματα». Είναι πολύ ανθεκτικά στις καιρικές συνθήκες και στο νερό της βροχής, επίσης αντέχουν πολύ στην αλκαλικότητα του τσιμέντου και έτσι δεν καταστρέφονται. Τα ακρυλικά τσιμεντοχρώματα στους τοίχους έχουν το πλεονέκτημα ότι ενώ δεν επιτρέπουν στο νερό της βροχής να περάσει δια μέσου του υμένα στον τοίχο, είναι διαπερατά από τους υδρατμούς και έτσι επιτρέπουν στον τοίχο να «αναπνέει».
Πολύ διαδεδομένα στην αγορά είναι και τα αστάρια τοίχου με βάση διαλύτη, γνωστά με το όνομα «αστάρι διαλύτου» ή «αστάρι νεφτίσιο». Και αυτά παράγονται με βάση ακρυλικές ρητίνες διαλύτου.
Στην ίδια κατηγορία των χρωμάτων που ξηραίνονται με εξάτμιση ανήκουν και μερικές φυσικές ρητίνες, καθώς και οι ρητίνες υδρογονάνθρακος και οι νιτροκυτταρίνες. Οι φυσικές ρητίνες είναι παλαιάς τεχνολογίας και δεν χρησιμοποιούνται πολύ σήμερα, εκτός από ορισμένα ειδικά βερνίκια. Οι ρητίνες υδρογονάνθρακος χρησιμοποιούνται για μερικές βιομηχανικές χρήσεις καθώς και για ορισμένα μεταλλικά χρώματα αλουμινίου και μπρούντζου, για διακοσμητικές χρήσεις και για θερμά μεταλλικά αντικείμενα. Η νιτροκυτταρίνη χρησιμοποιείται όλο και λιγότερο σήμερα, περισσότερο για βερνίκια και ελάχιστα για μερικά χρώματα επίπλων πολύ ταχείας ξήρανσης.
Τα πιο συνηθισμένα χρώματα αντίδρασης σε βιομηχανικές εφαρμογές είναι τα λεγόμενα χρώματα 2 (ή πολλαπλών) συστατικών. Τα χρώματα αυτά παραδίδονται για χρήση σε 2 (ή περισσότερες) συσκευασίες. Αμέσως πριν τη χρήση αναμιγνύονται τα 2 συστατικά. Σ’ αυτά οι φορείς μπορεί να είναι εποξειδικές ρητίνες με τον σκληρυντή τους (αμίνες, πολυαμίδια, κτλ.), πολυουρεθάνες (σχηματίζονται από ισοκυανικές ρητίνες στο ένα συστατικό και ρητίνες περιέχουσες υδροξύλια στο άλλο), πολυεστέρες με τον καταλύτη και τον επιταχυντή και άλλα. Τα 2 συστατικά παραδίδονται στον καταναλωτή χωριστά, διότι από την στιγμή της ανάμιξης αρχίζει η χημική αντίδραση, η οποία μέσα σε λίγες ώρες τελειώνει και το χρώμα πήζει. Συχνά μερικοί ονομάζουν το δεύτερο συστατικό των χρωμάτων της κατηγορίας αυτής «καταλύτη». Αυτό είναι λάθος, διότι το δεύτερο συστατικό συμμετέχει στην χημική αντίδραση στοιχειομετρικά, ενώ ο καταλύτης χρησιμεύει απλά για να επιταχύνει μια αντίδραση χωρίς να συμμετέχει ποσοτικά.
Στην ίδια κατηγορία χρωμάτων χημικής αντίδρασης υπάγονται και τα λεγόμενα χρώματα “φούρνου”. Αυτά αποτελούνται από 2 ειδών ρητίνες: ρητίνες που περιέχουν υδροξύλια (αλκυδικές ειδικού τύπου, ακρυλικές,...) και ρητίνες αζωτούχες (μελαμίνης-φορμαλδεΰδης, ουρίας-φορμαλδεΰδης,...) οι οποίες αντιδρούν και πολυμερίζονται σε κάποια υψηλή σχετικά θερμοκρασία, συνήθως μεταξύ 100-150°C ή και υψηλότερες. Τα χρώματα αυτά, μετά την εξάτμιση των διαλυτών, “ψήνονται” σε φούρνο στην κατάλληλη θερμοκρασία για ορισμένο χρόνο.
Ανάλογα με τους διάφορους τύπους εποξειδικών, οι χρήσεις τους έχουν ως εξής
Καθαρά εποξειδικά:
Χημικές δεξαμενές, δεξαμενές πόσιμου νερού, σύστημα γενικής βιομηχανικής χρήσης. Απαιτούν αμμοβολή με ελάχιστο St 2½. Επίσης τα καθαρά εποξειδικά χρώματα χρησιμοποιούνται συχνά ως αστάρια σε συστήματα με τελικά χρώματα πολυουρεθάνης
Εποξυ-φαινολικά
Χημικές δεξαμενές, με καλύτερες ιδιότητες από τα καθαρά εποξειδικά. Έχουν μεγαλύτερη αντοχή σε ορισμένα χημικά καθώς και στην θερμοκρασία έναντι των καθαρών εποξειδικών. Απαιτούν αμμοβολή με ελάχιστο St 2 1/2.
Εποξειδικά λιθανθρακόπισσας
Δεξαμενές (εσωτερικά καθώς και εξωτερικά για υπόγειες δεξαμενές). Επίσης πολύ κατάλληλο χρώμα για την βαφή τοιχείου που θα καλυφθεί με χώμα (τοιχεία υπογείων, πρανών κτλ.)
Εποξειδικές μαστίχες
Πολλές εφαρμογές σε βιομηχανία και κατασκευές. Κατάλληλα για χρήση πάνω και κάτω από την επιφάνεια του νερού. Απαραίτητη η χρήση επανοχρώματος για έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία. Καλή διείσδυση και πρόσφυση στις περισσότερες επιφάνειες.
Εποξειδικά χωρίς διαλύτες (ελεύθερα διαλυτών)
Δεξαμενές πόσιμου νερού και όπου οι περιβαλλοντικοί περιορισμοί είναι καθοριστικοί
Υδατικά Εποξειδικά
Με διαλύτη το νερό, τα συστήματα αυτά έχουν χαμηλή οσμή, δεν είναι εύφλεκτα, και μπορούν να εφαρμοστούν σε υγρές επιφάνειες, εφόσον η θερμοκρασία και η υγρασία του περιβάλλοντος είναι μέσα στα όρια εφαρμογής του χρώματος. Επίσης έχουν άριστη πρόσφυση στα περισσότερα υποστρώματα.
Εφόσον γίνεται καλός έλεγχος στις συνθήκες εφαρμογής, η οποία είναι πιο απαιτητική από ότι στα συμβατικά εποξειδικά, οι ιδιότητες του τελικού χρώματος είναι σχεδόν εφάμιλλες, με την εξαίρεση των ελαφρά μειωμένων χημικών αντοχών για τα υδατοδιαλυτά. Εξάλλου, τα υδατοδιαλυτά εποξειδικά αραιώνονται μέχρι και ενός ποσοστού προκειμένου να μην αποσταθεροποιηθεί η βάση του χρώματος - συνήθως ένα 20% είναι εφικτό χωρίς προβλήματα. Ο χρόνος ζωής δοχείου είναι μικρότερος από τα αντίστοιχα εποξειδικά συστήματα διαλύτη, ενώ πολύ συχνά δεν γίνεται αντιληπτό ότι έχει ξεπεραστεί ο χρόνος ζωής δοχείου (pot life), αφού το ιξώδες του χρώματος παραμένει σταθερό με το χρόνο.
Υδατοδιαλυτό εποξειδικό αστάρι εμφανίζει καλές αντιδιαβρωτικές ιδιότητες με καλή αντοχή στο νερό, δυνατότητα γρήγορης επαναβαφής, αντιδρά και στους 5ο C, και εμφανίζει καλή πρόσφυση και στο αλουμίνιο.
Ενδιάμεσα χρώματα χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό υδατοδιαλυτού εποξειδικού ασταριού ή και συμβατικού αντίστοιχου (υβριδικό σύστημα).
Υδατοδιαλυτό εποξειδικό αστάρι ψευδαργύρου (zinc rich) χρησιμοποιείται σε ένα αμιγώς υδατοδιαλυτό εποξειδικό σύστημα, ή σε συνδυασμό με ένα υδατοδιαλυτό ακρυλικό.
Οι διαφορετικοί τύποι εποξειδικών χρωμάτων έχουν και διαφορετικές ιδιότητες. Εντούτοις, έχουν ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά. Τα πιο σημαντικά είναι:
Πλεονεκτήματα
1 Καλή αντοχή στο νερό
2 Καλή πρόσφυση στην επιφάνεια
3 Χημικές αντοχές
4 Αντοχή σε αλκάλια
5 Εξαιρετική αντοχή σε μηχανική καταπόνηση
6 Μεγάλη διάρκεια ζωής
7 Ορισμένα συστήματα είναι εγκεκριμένα για επαφή με τρόφιμα και πόσιμο νερό.
8 Δυνατότητα για υψηλή περιεκτικότητα σε στερεά και χαμηλή σε πτητικά.
Περιορισμοί
1 Χαμηλή αντοχή σε υπεριώδη ακτινοβολία, εμφανίζουν κιμωλίαση στο φως του ήλιου.
2 Εφαρμογή και αντίδραση εξαρτώνται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος - κανονικά συστήματα απαιτούν θερμοκρασίες άνω των 10οC, συστήματα για χειμερινές συνθήκες μέχρι -5οC.
3 Δυσκολία στην επαναβαφή μετά την αντίδραση
4 Συστήματα δύο συστατικών, απαιτούν καλή ανάμιξη και πιθανόν να παρουσιάσουν υψηλές απώλειες.
5 Μέτρια αντοχή στα οξέα
6 Προκαλούν αλλεργίες
7 Απαιτούν εξειδικευμένη γνώση για σωστή εφαρμογή.
Στα χρώματα χημικής αντίδρασης κατατάσσονται και τα χρώματα φούρνου. Αυτά ξηραίνονται με «ψήσιμο» σε φούρνο, σε θερμοκρασία συνήθως από 100 – 160 oC ανάλογα με το είδος της ρητίνης. Όπως είναι ευνόητο δεν χρησιμοποιούνται καθόλου σε οικοδομικές χρήσεις. Είναι καθαρά βιομηχανικών εφαρμογών. Οι συνηθέστερη χρήση είναι για την βαφή οικιακών συσκευών.
Πολυουρεθάνης 2 συστατικών. Έχουν εξαιρετική αντοχή στις καιρικές συνθήκες, το νερό, τα χημικά. Μεγάλη στιλπνότητα (εκτός από τα ματ και τα σατινέ) και σκληρότητα. Μειονεκτήματα τους είναι το σχετικά υψηλό κόστος και οι ισχυροί οργανικοί διαλύτες. Όμως τελευταία έχουν αναπτυχθεί χρώματα και βερνίκια πολυουρεθάνης 2 συστατικών με νερό αντί διαλύτη, σε καλές σχετικά ποιότητες. Έτσι το ένα σοβαρό μειονέκτημα δεν υφίσταται πλέον.
Πολυουρεθάνης 1 συστατικού (καθαρή πολυουρεθάνη σε αντίθεση με τα τροποποιημένα αλκυδικά). Ξηραίνονται με την υγρασία της ατμόσφαιρας. Έχουν πολύ μεγάλη αντοχή, γυαλάδα, σκληρότητα. Μειονέκτημα το υψηλό κόστος, οι ισχυροί οργανικοί διαλύτες και ο κίνδυνος πολυμερισμού μέσα στο κουτί πριν την χρήση.
Εδώ πρέπει να τονισθεί ένα θέμα που αφορά όλες τις πολυουρεθάνες, ενός και δύο συστατικών, νερού και διαλύτου, καθώς και τις αλκυδικές ουρεθανικές: Εάν η χρησιμοποιούμενη ισοκυανική ρητίνη είναι αρωματική, αφενός μεν είναι επιβλαβής για τους ανθρώπους και το περιβάλλον (στην αρχική της μορφή ως μονομερές ή ολιγομερές), αφετέρου δε οι αντοχές του επιχρίσματος στις καιρικές συνθήκες και κυρίως τον ήλιο δεν είναι καλές. Αντιθέτως οι αλειφατικές ισοκυανικές ρητίνες δίνουν μεγάλες αντοχές και είναι πιο φιλικές προς τον άνθρωπο και το περιβάλλον. Έχουν όμως σημαντικά μεγαλύτερο κόστος (πολλαπλάσιο) και το στέγνωμα τους είναι δυσκολότερο και απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή από τους παραγωγούς των επιχρισμάτων.
Υπάρχουν επίσης και χρώματα αλκυδικά, με βάση αλκυδικές ρητίνες τροποποιημένες με ουρεθάνη. Αυτά όμως δεν ανήκουν σ’ αυτή την κατηγορία αλλά στην κατηγορία των αλκυδικών.
Τα συστήματα δύο συστατικών έχουν πλήθος εφαρμογών, για υψηλές επιδόσεις σε μέταλλο, σκυρόδεμα, ξύλο και πλαστικό. Τα πολυουρεθανικά χρησιμοποιούνται κυρίως ως επανοχρώματα σε εποξειδικά συστήματα βαφής.
Εμφανίζουν εξαιρετική διατήρηση στιλπνότητας και χρώματος σε εξωτερικές συνθήκες. Επιπλέον, είναι ανθεκτικά σε χημικά και διαλύτες. Ως χημικά αντιδρώντα χρώματα, ο χρόνος αντίδρασής τους εξαρτάται από τη θερμοκρασία, η οποία συνήθως οφείλει να είναι πάνω από 0ο C.
Τα πολυεστερικά χρώματα είναι γρήγορης αντίδρασης, μεγάλου πάχους χρώματα, τα οποία ενισχύονται με νιφάδες γυαλιού. Προσδίδουν μακροχρόνια προστασία σε μεταλλικές κατασκευές γενικά, ειδικότερα σε αντικείμενα που υφίστανται μακροχρόνια υψηλές μηχανικές καταπονήσεις. Επίσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κατασκευές σκυροδέματος. Είναι γνωστά για την αντοχή τους σε διαλύτες, χημικά, νερό και διάβρωση (erosion).
Συνήθως είναι συστήματα δύο συστατικών, και εφαρμόζονται σε κανονικές θερμοκρασίες. Έχουν σχετικά μικρό χρόνο ζωής δοχείου και πρέπει να εφαρμόζονται από ειδικά airless πιστόλια. Συνήθως αντιδρούν εντός δύο ωρών από την εφαρμογή και μπορούν να εφαρμοστούν σε πάχη 600-1500 μικρών ανά στρώση. Παρουσιάζουν άριστη αντοχή στο νερό και την υγρασία, και προτιμώνται για εφαρμογές όπου υπάρχει έκθεση σε γλυκό ή θαλασσινό νερό. Επίσης έχουν καλή χημική αντοχή σε αργό πετρέλαιο, λιπαντικά λάδια, διαλύματα αλάτων, καθώς και σε πολλά οξέα και διαλύτες. Εντούτοις, έχουν περιορισμένη αντοχή σε αλκαλικό περιβάλλον.
Λόγω του υψηλού πάχους εφαρμογής των συστημάτων αυτών, είναι βασική η σωστή προεργασία της επιφάνειας. Τόσο οι επιφάνειες από χάλυβα, όσο και αυτές από σκυρόδεμα πρέπει να υφίστανται αμμοβολή με ψήγματα (grit blasting). Για χάλυβα, το ελάχιστο είναι Sa2½ . Σε επιφάνειες σκυροδέματος, πρέπει να εφαρμόζεται ένα σφραγιστικό βινυλικού εστέρα προκειμένου να εξασφαλίζεται η καλή πρόσφυση για το πολυεστερικό χρώμα.
Τα χρώματα βινυλικού εστέρα είναι γνωστά για την καλή τους αντοχή σε διαλύτες και χημικά. Δίνουν λύσεις, ιδιαίτερα σε προστασία εσωτερικού δεξαμενών. Είναι αποτελεσματικά σε προστασία από μια σειρά από χημικά, συμπεριλαμβανομένης της αμόλυβδης βενζίνης. Γενικά έχουν καλύτερες χημικές αντοχές από τα πολυεστερικά χρώματα. Έχουν καλύτερη αντοχή σε διαλύτες, πολύ καλύτερη αντοχή σε αλκαλικό περιβάλλον, και ελαφρώς καλύτερη αντοχή σε οξέα. Η αντοχή τους σε θερμοκρασία είναι επίσης μεγαλύτερη.
Οι βινυλικοί εστέρες είναι χρώματα δύο συστατικών, που εφαρμόζονται σε κανονική θερμοκρασία. Έχουν σχετικά μικρό χρόνο ζωής δοχείου και πρέπει να εφαρμόζονται από ειδικά airless πιστόλια. Προσφέρουν πολύ καλή πρόσφυση σε αμμοβολισμένο χάλυβα ή σκυρόδεμα. Τόσο οι επιφάνειες από χάλυβα, όσο και αυτές από σκυρόδεμα πρέπει να υφίστανται αμμοβολή με ψήγματα (grit blasting). Για χάλυβα, το ελάχιστο είναι Sa 2½. Σε επιφάνειες σκυροδέματος, πρέπει να εφαρμόζεται ένα σφραγιστικό βινυλικού εστέρα προκειμένου να εξασφαλίζεται η καλή πρόσφυση για το κυρίως χρώμα. Οι βινυλικοί εστέρες δεν πρέπει να εφαρμόζονται σε παλαιό χρώμα ή σε γαλβανισμένη λαμαρίνα.
Αυτά χρησιμοποιούνται αποκλειστικά σε μεταλλικές κατασκευές, και μάλιστα χαλύβδινες.
Ο κύριος λόγος για την εφαρμογή ενός ασταριού ψευδαργύρου είναι για καθοδική προστασία. Για να λειτουργήσει σωστά η καθοδική προστασία, είναι ιδιαίτερα σημαντικό το αστάρι να περιέχει ικανή ποσότητα μεταλλικού ψευδαργύρου στη σύστασή του. Αυτό εξασφαλίζει την κατάλληλη επαφή μεταξύ των σωματιδίων του ψευδαργύρου (ηλεκτρική συνέχεια) μέσα στο φιλμ της επικάλυψης και τη στενή επαφή μεταξύ του ψευδάργυρου και του υποστρώματος χάλυβα. Η κατηγοριοποίηση των ασταριών αυτών σε οργανικά και ανόργανα γίνεται με βάση το φορέα. Οι ανόργανοι φορείς έχουν πολύ καλύτερη ηλεκτρική αγωγιμότητα από τους οργανικούς. Γι αυτό και οι απαιτήσεις σε περιεκτικότητα σε σκόνη ψευδαργύρου είναι χαμηλότερες. Μια ευρέως αποδεκτή οδηγία για την ελάχιστη απαίτηση σε σκόνη ψευδαργύρου δίνεται από το συμβούλιο βαφής κατασκευών χάλυβα, Steel Structure Painting Council, SSPC - Paint 20, η οποία αφορά και τους δύο τύπους ασταριού. Η συνολική περιεκτικότητα σε σκόνη ψευδαργύρου οφείλει να είναι 74% κατά βάρος συνολικών στερεών για ανόργανο αστάρι ψευδαργύρου, και 77% κατά βάρος συνολικών στερεών για οργανικό αστάρι ψευδαργύρου. Αυτό βέβαια είναι οδηγία και όχι προδιαγραφή.
Τα περισσότερα ανόργανα αστάρια ψευδαργύρου για μακροπρόθεσμη αντιδιαβρωτική προστασία με μια στρώση έχουν περιεκτικότητα σε σκόνη ψευδαργύρου άνω του 75% κατά βάρος επί του στερεού υμένα για υδατοδιαλυτά, και 82% για αστάρια διαλύτου. Διάφοροι οργανισμοί τυποποίησης έχουν θεσπίσει προδιαγραφές και πληροφορίες σε σχέση με τη σύσταση και τις απαιτήσεις απόδοσης των ανόργανων ασταριών ψευδαργύρου.
Πολύ συχνά η απόφαση για καθορισμό ενός ασταριού ψευδαργύρου έγκειται στο αν θα χρησιμοποιηθεί οργανικό ή ανόργανο υλικό. Το ερώτημα δεν είναι ποιο είναι το καλύτερο, αλλά το καταλληλότερο για το περιβάλλον της συγκεκριμένης κατασκευής και τις συνθήκες εφαρμογής. Στις περισσότερες περιπτώσεις τα οργανικά αστάρια δίνουν ταχύτερους χρόνους παραγωγής, ενώ ο ανόργανος ψευδάργυρος παρέχει καλύτερη αντιδιαβρωτική προστασία λόγω καλύτερης αγωγιμότητας από τον οργανικό και καλύτερης επαφής μεταξύ χάλυβα και ψευδάργυρου.
Τα οργανικά αστάρια ψευδαργύρου (Θερμοσκληρυνόμενα) είναι τα πλέον κοινά. Το εποξειδικό αστάρι ψευδαργύρου έχει την καλύτερη απόδοση από όλους τους υπόλοιπους τύπους οργανικών ασταριών ψευδαργύρου.
Εφαρμόζονται σε αμμοβολισμένο χάλυβα κατά Sa 2 1/2. Προσφέρουν καλές ιδιότητες σε εφαρμογή με πιστόλι airless άρα εφαρμόζονται εύκολα, επαναβάφονται γρήγορα, και εμφανίζουν άριστη συμβατότητα με τα περισσότερα συστήματα, εκτός από τα αλκυδικά, λόγω σαπωνοποίησης. Είναι πολύ καλά αστάρια για συστήματα πολλών στρώσεων, τόσο για νέες κατασκευές, όσο και για εφαρμογές συντήρησης.
Η πρακτική της εφαρμογής των ασταριών αυτού του τύπου εξαρτάται από το περιβάλλον έκθεσης και τον τύπο της κατασκευής. Συνήθης περίπτωση είναι η εφαρμογή μιας στρώσης 75 - 125 μικρών πάχους ξηρού υμένα. Είναι ανθεκτικά σε διάφορα χημικά, ιδιαίτερα διαλύτες, αλλά δεν χρησιμοποιούνται σε αλκαλικό ή όξινο περιβάλλον. Η αντοχή τους σε θερμοκρασία είναι περίπου 400ο C. Γενικά δεν χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου απαιτείται μόνιμη εμβάπτιση σε νερό.
Τα αστάρια ανόργανου ψευδαργύρου στεγνώνουν γρηγορότερα σε σχέση με τους περισσότερους τύπους χημικής αντίδρασης. Στεγνώνουν σε χρονικό διάστημα λίγων λεπτών, ενώ τα τυπικά συστήματα οργανικών χρωμάτων χημικής αντίδρασης χρειάζονται μερικές ώρες. Εντούτοις, η πλήρης αντίδραση απαιτεί μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ανάλογα με την υγρασία. Η πλήρης αντίδραση μπορεί να ελεγχθεί με το MEK τεστ.
Αν και τα αστάρια αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν και αυτούσια, η κοινή πρακτική είναι να εφαρμόζεται ένα οργανικό επανόχρωμα για βελτίωση της χημικής αντοχής, της γενικής αντοχής στη διάβρωση και της εμφάνισης. Οι περισσότεροι τύποι χρωμάτων, εκτός από τα περισσότερα αλκυδικά, έχουν χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με ανόργανα αστάρια ψευδαργύρου. Ως επανοχρώματα για βιομηχανική χρήση χρησιμοποιούνται πολυουρεθανικά συστήματα δύο συστατικών, λόγω της σταθερότητας απόχρωσης και στιλπνότητας, χημικής αντοχής, αντοχής στην τριβή (abrasion) και της ευελιξίας τους.
Τα πιο γνωστά χρώματα υδατικής διασποράς είναι τα λεγόμενα “πλαστικά” χρώματα. Στα χρώματα υδατικής διασποράς ο φορέας είναι διεσπαρμένος μέσα σε μια υδατική φάση υπό μορφήν γαλακτώματος. Κατά την ξήρανση, όσο εξατμίζεται το νερό, τα σωματίδια πλησιάζουν μεταξύ τους ώσπου κάποια στιγμή συντήκονται (coalescence), σχηματίζοντας τον υμένα.
Το βασικό πολυμερές αυτής της κατηγορίας είναι το PVA (polyvinyl acetate), δηλαδή πολυμερισμένος οξικός εστέρας της βινυλικής αλκοόλης (vinyl acetate [monomer] – VAM).
Σήμερα τα ομοπολυμερή PVA δεν χρησιμοποιούνται σχεδόν καθόλου στα χρώματα, αλλά σχεδόν αποκλειστικά στις κόλλες. (βλέπε σχετικό κεφάλαιο). Στα χρώματα χρησιμοποιούνται:
⇨ συμπολυμερή PVA με versatic (Veo-Va)
⇨ συμπολυμερή PVA με ακρυλικά
⇨ καθαρά ακρυλικά πολυμερή
⇨ συμπολυμερή στυρενίου- ακρυλικών
καθώς και άλλα συμπολυμερή. Οι παραπάνω φορείς προσφέρουν στα χρώματα καλύτερες αντοχές στις εξωτερικές συνθήκες, στο νερό, στο πλύσιμο, στην τριβή, στον ήλιο κτλ. όπως φαίνεται αναλυτικά στο κεφάλαιο των εφαρμογών (κεφάλαιο 1.9).
Τα ομοπολυμερή χρησιμοποιούνται, εκτός από τις κόλλες, σε αστάρια τοίχων, φθηνά υδροχρώματα και άλλα σχετικά.
Στην ενότητα 1.14.1 αναφέρονται περισσότερα για τα χρώματα της κατηγορίας αυτής
Πλεονεκτήματα: Τα πλεονεκτήματα στα συστήματα όπου διαλύτης είναι το νερό είναι προφανή: Απουσία οσμής, κινδύνου για την υγεία, χωρίς κίνδυνο ανάφλεξης ή εκρήξεων. Ελάχιστη εκπομπή οργανικών διαλυτών στην ατμόσφαιρα, καθιστά τα προϊόντα αυτά φιλικά προς το περιβάλλον, με μικρότερο κίνδυνο για το χρήστη.
Μειονεκτήματα: Τα μειονεκτήματα των υδατικών διασπορών είναι η αργή εξάτμιση σε χαμηλές θερμοκρασίες και υψηλή σχετική υγρασία. Σε ορισμένες περιπτώσεις παρουσιάζουν μειωμένη αντοχή στο νερό, και ασφαλώς το χρώμα παγώνει κάτω από τους 0οC.
Χρησιμοποιούνται κυρίως για οικοδομικά χρώματα τοίχων εσωτερικής χρήσης. Τα πιο συνηθισμένα συμπολυμερή PVA που χρησιμοποιούνται στα οικοδομικά χρώματα είναι:
Συμπολυμερή PVA/ Veo-Va
Συμπολυμερή PVA/ Ακρυλικά
Χρησιμοποιούνται κυρίως για εξωτερικές εφαρμογές σε τοίχους οικοδομών. Διακρίνονται δύο είδη ακρυλικών χρωμάτων σ’ αυτή την κατηγορία:
Καθαρά Ακρυλικά
Συμπολυμερή Ακρυλικά/ Στυρενίου
Τα καθαρά ακρυλικά γαλακτώματα έχουν και αρκετές άλλες χρήσεις εκτός από χρώματα για τοίχους. Μάλιστα οι χρήσεις τους διευρύνονται όλο και περισσότερο επειδή είναι αρκετά φιλικά προς το περιβάλλον.
Τα χρώματα αυτά διατίθενται σε γυαλιστερά και ημίστιλπνα, και εφαρμόζονται σε ποικιλία από υποστρώματα, συμπεριλαμβανομένου του χάλυβα, γαλβανισμένων μετάλλων, αλουμινίου, σκυροδέματος, ξύλου. Ένα υδατικό ακρυλικό αστάρι στεγνώνει γρήγορα, επαναβάφεται σε μικρό χρονικό διάστημα και προσφέρει καλή πρόσφυση σε αμμοβολισμένο χάλυβα, γαλβανισμένη λαμαρίνα ή αλουμίνιο.
Ένα ακρυλικό επανόχρωμα εμφανίζει καλή διατήρηση στιλπνότητας, αντοχή στις καιρικές συνθήκες και στην υπεριώδη ακτινοβολία, χωρίς να κιτρινίζει. Στεγνώνει γρήγορα και εφαρμόζεται μέχρι και τους 5ο C. Μπορεί να εφαρμοστεί και πάνω σε πολλά χρώματα διαλύτη, σχηματίζοντας υβριδικά συστήματα. Τα ημίστιλπνα επανοχρώματα εφαρμόζονται σε πάχος έως και 80 μικρά, και εμφανίζουν εξίσου καλές ιδιότητες με τα γυαλιστερά, ενώ έχουν και καλύτερη αντοχή στο νερό.
Επιπλέον, τα ακρυλικά έχουν καλή αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, στεγνώνουν γρήγορα, και δεν κιτρινίζουν, ούτε σαπωνοποιούνται.
⇨ Τα χρώματα ακτινοβολίας (radiation curing, rad-cure). Σ’ αυτά τα χρώματα, ο υμένας ξηραίνεται με σύντομη ακτινοβολία είτε με υπεριώδεις ακτίνες (UV-curing) είτε με δέσμη ηλεκτρονίων (e.b. curing= electron beam curing). Συνήθως με τον τρόπο αυτόν εφαρμόζονται διαφανή βερνίκια και ορισμένα μελάνια τυπογραφίας. Χρειάζονται ειδικές εγκαταστάσεις για αυτήν την εφαρμογή.
⇨ Τα χρώματα που ξηραίνονται παρουσία οξέος (acid curing). Σ’ αυτήν τη κατηγορία κατατάσσονται ως επί το πλείστον βερνίκια ξύλου (επίπλων και πατωμάτων). Στην χώρα μας όμως δεν έχουν βρει ευρεία εφαρμογή.
⇨ Τα χρώματα πούδρας. Είναι σε μορφή πούδρας (σκόνης) και εφαρμόζονται με ειδικά μηχανήματα, με εκτόξευση εν θερμό πάνω στο αντικείμενο. Αυτό βέβαια, όπως είναι φυσικό, περιορίζει πολύ την εφαρμογή τους μόνο σε ορισμένα βιομηχανικά προϊόντα. Συνήθως τα χρώματα πούδρας έχουν βάση ρητίνες πολυεστέρος ή εποξεικές.