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.
Με ρητίνες αυτής της κατηγορίας υπάρχουν βερνίκια και των 2 ειδών, δηλαδή βερνίκια εμποτισμού και βερνίκια σχηματισμού υμένα.
Χρησιμοποιούνται περισσότερο για διακοσμητικούς λόγους, καθώς και για την προστασία ξύλων εκτεθειμένων σε σχετικά ήπιες συνθήκες.
Απλά αλκυδικά βερνίκια χρησιμοποιούνται συχνά για βερνίκια εσωτερικής χρήσης σε κατασκευές από ξύλο, καθώς και σε εξωτερική χρήση σε περιπτώσεις χωρίς ποιοτικές απαιτήσεις.
Τα αλκυδικά βερνίκια 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.
Τα αλκυδικά συστήματα είναι εύκολα στην εφαρμογή καθώς και στη συντήρηση.
Τα αλκυδικά βερνίκια 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 βερνικιού αυξάνει συνεχώς.
Συνοψίζοντας τις ιδιότητες των αλκυδικών βερνικιών έχουμε τα εξής
|
Πλεονεκτήματα |
|
1. Εύκολη εφαρμογή με πινέλο, πιστόλι (ή ρολό) 2. Καλή διαβροχή 3. Καλή πρόσφυση και διείσδυση στην επιφάνεια 4. Αρκετά καλή εξωτερική αντοχή 5. Υψηλή στιλπνότητα 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. 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 βερνίκια ή χρώματα που περιέχουν τέτοιους διαλύτες.
|
Ειδικότερα βερνίκια με βάση τροποποιημένες αλκυδικές ρητίνες χρησιμοποιούνται για ξύλινες κατασκευές εξωτερικής χρήσης, όπως παράθυρα, φράκτες, πέργολες, κουπαστές κτλ. Επίσης χρησιμοποιούνται ως βερνίκια θαλάσσης σε ξύλινα μέρη πλοίων και μικρών σκαφών.
Αυτά μπορεί να είναι πολλών ειδών:
Αλκυδικά τροποποιημένα με φαινολικά. Έχουν εξαιρετική αντοχή στο νερό, ακόμα και σε συνεχή διαβροχή (όχι βέβαια σε εμβάπτιση). Χρησιμοποιούνται σε εξωτερικές χρήσεις για κουπαστές, παράθυρα, πέργολες και βερνίκια θαλάσσης. Έχουν το μειονέκτημα ότι αλλοιώνεται το χρώμα τους εύκολα από τον ήλιο. Επίσης είναι αρχικά σκούρα σε χρώμα.
Αλκυδικά ουρεθάνης. Έχουν βάση αλκυδική ρητίνη τροποποιημένη με ισοκυανικά. Έχουν καλύτερη αντοχή στις καιρικές συνθήκες και την υγρασία ή το νερό από τα απλά αλκυδικά, ταχύτερο στέγνωμα και μεγαλύτερη σκληρότητα. Μειονέκτημα οι οργανικοί διαλύτες. Σχετικά ακριβότερα από τα αλκυδικά. Χρησιμοποιούνται για πατώματα, κουφώματα κτλ.
Αλκυδικά υδατικής βάσης. Έχουν τα πλεονεκτήματα των αλκυδικών χωρίς το μειονέκτημα του διαλύτη. Δεν έχουν ακόμα φθάσει στα ποιοτικά επίπεδα των αλκυδικών διαλύτου.
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).
Η εξάπλωση των νεώτερων φορέων, αλλά και 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 βερνίκια 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 είδη. 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.
Και σ΄ αυτή την κατηγορία υπάρχουν βερνίκια εμποτισμού και βερνίκια σχηματισμού υμένα.
Βερνίκια φυσικών ρητινών που ξηραίνονται με εξάτμιση χρησιμοποιήθηκαν για πολλούς αιώνες στην ιστορία (Κίνα, Αίγυπτος, αργότερα στην Ευρώπη). Σήμερα έχουν σχεδόν εξαφανισθεί στην πράξη.
Τα τελευταία χρόνια, συγκεκριμένα το δεύτερο ήμισυ του 20ου αιώνα, χρησιμοποιήθηκαν πολύ τα βερνίκια με βάση την νιτροκυτταρίνη, ή όπως λέγονται απλούστερα «βερνίκια νίτρου». Είχαν μεγάλη επιτυχία διότι έχουν αρκετή αντοχή, δεν αλλοιώνονται σημαντικά, ενώ είναι εύκολα στην εφαρμογή. Στεγνώνουν γρήγορα, έχουν αρκετά μεγάλη σκληρότητα και με την βοήθεια κατάλληλων πλαστικοποιητών στη σύνθεση τους έχουν και την απαιτούμενη ελαστικότητα. Σήμερα χρησιμοποιούνται ακόμα σε αρκετές χώρες, στην Ελλάδα όμως η χρήση τους έχει περιορισθεί.
Τα συνηθέστερα ακρυλικά βερνίκια είναι εμποτισμού (λαζούρες). Μάλιστα όλο και περισσότερο είναι υδατικά
Ακρυλικά νερού. Αυτά μπορεί να είναι είτε γαλακτώματα είτε διαλύματα. Τα τελευταία είναι το είδος που χρησιμοποιείται σήμερα περισσότερο στα ξύλα. Είναι οικολογικά, καλής ποιότητας, σε λογικό κόστος. Ένα πρόβλημα που παρουσιάζουν συχνά τα ακρυλικά επιχρίσματα νερού είναι ότι όταν είναι σ’ επαφή 2 επιχρισμένες επιφάνειες υπό πίεση (όπως π.χ. ένα κλειστό παράθυρο), όταν αποχωρισθούν το επίχρισμα μπορεί να κολλήσει (Αγγλικά blocking). Έχουν αρκετά καλή αντοχή στον ήλιο και τις καιρικές συνθήκες.
Είναι τα λεγόμενα βερνίκια δύο συστατικών. Τα βερνίκια αυτά παραδίδονται για χρήση σε 2 συσκευασίες. Αμέσως πριν τη χρήση αναμιγνύονται τα δύο 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 βερνίκι πήζει. Μερικοί ονομάζουν καταχραστικά το δεύτερο συστατικό των βερνικιών αυτών «καταλύτη». Δεν είναι όμως καταλύτης διότι συμμετέχει στην χημική αντίδραση σε στοιχειομετρική αναλογία.
Σπάνια χρησιμοποιούνται εποξειδικές ρητίνες σε διαφανή βερνίκια. Αυτά μπορεί να είναι είτε κλασσικά με διαλύτες, ή υδατικά. Με διαλύτη το νερό, τα βερνίκια 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. 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 βερνικιού 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 βερνικιού - 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 βερνικιού παραμένει σταθερό με το χρόνο.
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 βερνίκια και χρώματα 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.
Τα διαφανή βερνίκια, ειδικά πάνω στα ξύλα, έχουν ένα πολύ βασικό πρόβλημα κατά την έκθεση τους στην ηλιακή ακτινοβολία. Σε αντίθεση με τα αδιαφανή χρώματα, στα οποία η ακτινοβολία σταματά στην επιφάνεια λόγω της αδιαφάνειας, αυτή περνά μέσα από την μάζα του βερνικιού και φθάνει στην επιφάνεια του αντικειμένου, δηλαδή στην περίπτωση μας στο ξύλο. Η υπεριώδης ακτινοβολία αφενός μεν καταστρέφει γρηγορότερα τον υμένα του βερνικιού (που είναι κάποιο πολυμερές), αφετέρου δε καταστρέφει το ξύλο και προκαλεί αποκόλληση του βερνικιού σε σύντομο χρονικό διάστημα. Για την προστασία από αυτό το φαινόμενο, προστίθενται στα διαφανή βερνίκια ορισμένα πρόσθετα που απορροφούν τις υπεριώδεις ακτίνες ή τους μεταβάλλουν την συχνότητα και τις κάνουν πιο ανώδυνες.
Τα πολυουρεθανικά βερνίκια είναι αποκλειστικά βερνίκια με σχηματισμό υμένα.
Τα βερνίκια πατωμάτων διαρκείας είναι ως επί το πλείστον αυτής της κατηγορίας.
Τα πολυουρεθανικά βερνίκια εμφανίζουν εξαιρετική διατήρηση στιλπνότητας. Έχουν πολύ μεγάλη αντοχή, μεγάλη σκληρότητα συνδυασμένη με πολύ καλή ελαστικότητα. Επιπλέον, είναι ανθεκτικά σε χημικά και διαλύτες. Ο χρόνος αντίδρασής τους εξαρτάται από τη θερμοκρασία, η οποία συνήθως οφείλει να είναι πάνω από 10ο C.
Τα πολυεστερικά βερνίκια είναι γρήγορης αντίδρασης, μπορούν να εφαρμοσθούν σε μεγάλο πάχος. Προσδίδουν μακροχρόνια προστασία γενικά, ειδικότερα σε αντικείμενα που υφίστανται μακροχρόνια υψηλές μηχανικές καταπονήσεις. Είναι γνωστά για την αντοχή τους σε διαλύτες, χημικά, νερό κτλ.
Είναι φανερό ότι τα πολυεστερικά βερνίκια σπάνια χρησιμοποιούνται στην οικοδομή άμεσα. Χρησιμοποιούνται όμως αρκετά στην επιπλοποιία, σε παραγωγή ετοίμων ξύλινων κατασκευών κτλ.
Τα πολυεστερικά βερνίκια είναι συστήματα δύο ή τριών συστατικών, και εφαρμόζονται σε κανονικές θερμοκρασίες. Έχουν σχετικά μικρό χρόνο ζωής δοχείου. Εφαρμόζονται με πιστόλι ή με «κουρτίνα», κυρίως σε έπιπλα, πόρτες κτλ. 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 χημικά, διαλύματα αλάτων, καθώς και σε πολλά οξέα και διαλύτες. Εντούτοις, έχουν περιορισμένη αντοχή σε αλκαλικό περιβάλλον.
Υπάρχουν και άλλοι ιδιόμορφοι τρόποι σχηματισμού υμένα, όπως:
⇨ Τα βερνίκια ακτινοβολίας (radiation curing, rad-cure). Σ’ αυτά, 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 ειδικά βερνίκια και ορισμένα μελάνια τυπογραφίας. Χρειάζονται ειδικές εγκαταστάσεις για αυτήν την εφαρμογή.
⇨ Τα βερνίκια που ξηραίνονται παρουσία οξέος (acid curing). Σ’ αυτήν τη κατηγορία υπάγονται βερνίκια επίπλων και πατωμάτων. Στην χώρα μας όμως δεν έχουν βρει ευρεία εφαρμογή.