Festékek kötőanyagai: akrilát, növényi, állati, vízüveg [SZAKÉRTŐ]

Poli(vinil-acetát, PVAc) diszperziók

A legelterjedtebb műgyanta-alapú kötőanyag. Fehér, tejszerű, enyhén savanyú szagú, vízzel jól hígítható, sűrűn folyó anyag. A diszperzióban a szemcsék 0,2-3 mikron méretűek. Gyengén savas kémhatású. Filmje beszáradás után színtelen, kiválóan tapad, rugalmas, szinte gumiszerű, fényálló és öregedésre nem hajlamos. Alkoholok, észterek, ketonok (pl. aceton), benzol oldják, tömény savak, lúgok melegítve megtámadják.

Akrilát-diszperziók

Az előbbiekhez hasonló külső megjelenésűek, de lúgos kémhatásúak, és kültéri időjárásállóságuk kedvezőbb, ezért főleg homlokzatfestékek és habarcsok kötőanyagaként használják őket. Poli(vinil-klorid, PVC) -diszperziók, polisztirol- (PS) diszperziók, alkid-diszperziók stb. jelentősége alárendelt. A műgyanta-diszperziókat saját készítésű falfestékek kötőanyagaként, vászoncsík ragasztóanyagaként (piklingezéshez), tapadásjavító adalékként, vakolatszilárdítóként stb. használják a falfestő-(tapétázó-) munkáknál, mint értékes segédanyagokat.

Olaj- és viaszemulziók

Rendszerint lúgos kémhatásúak, ritkán semlegesek, s részben vagy teljes egészében elszappanosított olajat, természetes és mesterséges viaszokat tartalmaznak. Elsősorban homlokzati és beltéri falfelületek víztaszító (hidrofobizáló) kezelésére vagy különleges (pl. zsírfényű, viaszfényű stb.) hatások kialakítására, ritkábban falfestékek kötőanyagaként használatosak. Saját kezűleg is megbízható minőségben előállíthatók.

A festékek növényi eredetű kötőanyagai

Keményítők

Szénhidrátokból felépült szerves anyagok. A szénhidrátok szénből, hidrogénből és oxigénből állnak, s bennük a hidrogén és oxigén aránya ugyanaz, mint a vízben. Legfontosabb: a búza-, kukorica-, rizs- és burgonyakeményítő. A keményítőket kötőanyagként csak száraz levegőjű, beltéri helyeken használják. Merev, rugalmatlan, vízben duzzadó és penészedésre, gombásodásra hajlamos kötőanyagok. Főleg ragasztóanyagként használatosak. Előnyük, hogy semleges kémhatásúak.

Dextrin (keményítőgumi)

A keményítő 160-200 °C-on hevítve dextrinné alakul. Savak hatására ez az átalakulás már 110- 130 °C-on végbemegy. A dextrin barnássárga színű termék, por alakban kerül forgalomba. Nedves levegőn összecsomósodásra, penészedésre hajlamos. Hideg vízben is csirizesedik, meleg vízben még jobban. Kötőképessége jobb a keményítőénél.

Szintén merev, rugalmatlan filmet ad. Filmje penészedésre hajlamos, a száradás után is vízoldható. Kizárólag belső térben használható, száraz, páramentes levegőjű helyiségben. Mivel a savas módszerrel készült dextrin esetleg visszamaradó savtartalma bizonyos esetekben (pl. bronzok lekötésekor) károsodást okozhat, célszerűbb az egyszerű hevítéssel készült dextrin használata.

Inulin

Egyes trópusi növényekben előforduló, keményítőhöz hasonló, azzal csaknem egyező összetételű szénhidrát. Sárgásfehér, porszerű anyag. Vízben csirizesedés nélkül oldódik. Filmje rugalmasabb és penészesedésre nem hajlamos. Száradás után sokkal nehezebben oldódik, mint pl. a dextrin. Igen költséges, falfestési jelentősége nem túl nagy.

Gumifélék és növényi enyvek

Amorf (nem kristályos szerkezetű), vízben kocsonyásan oldódó, a keményítőhöz hasonló összetételű anyagok. A gumifélék növényi eredetű gyanták (mézgák).

Leggyakoribbak a következők:

Gumiarábikum afrikai, ill. arábiai akácfa izzadmánya. Barnássárga, tojás nagyságú darabokban kerül forgalomba. Főleg művészi és akvarell festékekhez használják. Törésmutatója majdnem egyezik a lazúr pigmentekével, ami művészfestékeknél kedvező. Filmje rideg, rendszerint glicerinnel lágyítják. Megszáradás után is oldódik. Penészedésre kevésbé hajlamos.
Cseresznyegumi a cseresznyefák kérgén keletkező, a gumiarábikum minőségét megközelítő mézga. Hasonlóképpen alkalmazhatók a barack- és körtefák kérgén keletkező, valamivel rugalmasabb mézgák is.

Növényi nyalkák (pektinek)

Szénhidrátok, amelyek egyes gyümölcsökben, főleg a magházak körül halmozódnak fel, és vízzel főzve kocsonyaszerű, kis ragasztóképességű terméket adnak. Leggyakoribb a birsalma-, citrom-, cseresznye-, szilva- stb. pektin. Akvarellfestékekhez, különleges művészfestékekhez használják őket. Filmjük eléggé rugalmas, száradás után, adalékok hatására, vízben nem oldódik és nem penészedik.

Cellulózenyvek

Vízoldható cellulózszármazékok, amelyeket a szobafestőiparban kötőanyagként használnak fel.

Metilcellulóz (glutolin, TYLOSE S, SL)

Enyhén összeálló, morzsalékos, azbesztpehelyszerű, szürkésfehér, szagtalan anyag. Már hideg vízben duzzad, lassan oldódik, sűrűn folyó, rugalmas, pattogzásra nem hajlamos, kielégítő kötőképességű bevonatot ad, amely száradás után, különösen pigmentált állapotban, vízzel szemben is viszonylag ellenálló.

Penészedésre, gombásodásra nem hajlamos. Saját súlyának többszörösét képes vízből felvenni, anélkül, hogy kötőképessége csökkenne. Túlenyvezése is szinte teljesen kizárt, ami állati enyvekkel szemben óriási előny. Semleges kötőanyag, tehát bármilyen pigmenttel összefér. Használat közben állapota változatlan marad, nem öregszik, nem válik rideggé. A szobafestés területén kívül emulziós fatapaszok kötőanyagául is használják, emellett közkedvelt, kiváló minőségű tapétacsiriz. Előregyártott falfestékek bevált kötőanyaga.

Nátrium (karboxil-metilcellulóz)

Vízben kiválóan oldódik, a főzéssel szemben ellenálló, lúgok, sóoldatok hatására sem csapódik ki. Falazatok festésére, tapéták ragasztására, emulziók készítésére használják. Semleges kémhatású, penészedésre, bomlásra nem hajlamos.

Karboxil-metilcellulóz

Tulajdonságaiban és külső megjelenésében a metilcellulózhoz hasonlít. Kiváló tulajdonságú, semleges kémhatású kötőanyag. Por alakban vagy 18-25% testanyagtartalommal vizes pasztaként kerül forgalomba. Tapétaragasztó, előregyártott falfestékek kötőanyaga.

Műgyanta-diszperziós kötőanyagok

Műanyagoknak vagy műgyantáknak a kémiai eljárással előállított, óriásmolekulájú szerves vegyületeket nevezzük. Az óriásmolekulák az alapmolekulák különféle kapcsolódása útján keletkeznek. A falfestékek kötőanyagául a műgyantákat legtöbbször diszperzió alakjában használják. A diszperziókban a műgyanta nem ténylegesen oldott állapotban van jelen, hanem a vízben csak diszpergálva van, azaz kb. ezred- tízezred mm átmérőjű szemcsék alakjában, igen finom eloszlásban, a tejhez vagy pl. gumitejhez hasonlóan. Az EMFIX falfesték kötőanyaga pl. poli(vinil-acetát-diszperzió. A diszpergáló közeg (helytelenül oldószer) legtöbbször víz, de lehet más oldószer is.

Diszperziók összetevői, funkciójuk

A vizes műgyanta-diszperziók testanyaga 30-55%. A diszperziók még emulgeátorokat tartalmaznak – amelyek a diszperzió állandóságát fokozzák, ülepedését megakadályozzák -, továbbá lágyító adalékokat is. Ez utóbbiak a műanyagfilm ridegségét csökkentik, rugalmasságát fokozzák.

A stabilizátorok a diszperziót megvédik a kicsapódástól, vagyis szintén az állandóságot biztosítják. Ilyen célra néha fehérjéket, zselatint, dextrint, glutolint stb. használnak. Egyes műanyag-diszperziók gyakran öregedésgátló adalékokat is tartalmaznak. Ezek feladata, hogy a már kész festékfilm használat közbeni káros ridegedését gátolják, a filmet eredeti rugalmas állapotában megőrizzék.

Festékek szerves, állati eredetű kötőanyagai

Állati enyvek. Nagy molekulasúlyú fehérjetartalmú anyagok, amelyek vízzel melegítve viszkózus, ragasztóképes folyadékot képeznek. Táblákban, őrölt vagy szemcsés formában kerülnek forgalomba. Fontosabb enyv-fajták:

Bőr enyv

Háromféle minőségben, barnássárga és átlátszó táblákban vagy 3-4 mm-es szemnagyságú, őrölt állapotban kerül forgalomba.

Csontenyv

Az 1. minőségű 150x75x5-6 mm vagy 180x180x6 mm méretű táblákban vagy őrölt állapotban kerül forgalomba. A táblák sima, fényes felületűek, egyenletes színűek legyenek. A 2. minőségű bármilyen méretű táblákból állhat, lehet matt felületű és egyenetlen színárnyalatú. A csontenyv nem tartalmazhat penésznyomokat, idegen szennyeződéseket. Forró oldata nem lehet rothadt vagy kellemetlen szagú.

Csontenyv kezelése

Az enyvet célszerű legalább 1 nappal a használata előtt hideg vízbe beáztatni. Az enyvoldatot forralni nem szabad, mert kb. 70 °C felett veszít kötőképességéből. Az enyv megszáradás után rideg filmet ad; éppen ezért a túlenyvezett festék lepattogzik a falakról, míg a kevés enyvtartalmú leporlik, lekopik.

Az így keletkező vízoldhatatlan rézszappan gátolja a víz és festék beszívódását a falazatba, továbbá megakadályozza az enyves festék esetleges penészedését. Az enyves festékbevonat ridegsége csökkenthető tehéntej, cukor, esetleg glicerin adagolásával.

Mivel óvható meg a csontenyv?

Az enyvoldat a romlástól, penészedéstől fenol, szalicilsav vagy rézgálic adagolással óvható meg. Nem kocsonyásodik, ha hozzá kb. 6-8% ammóniumrodanidot adagolnak. Ez a „hideg enyv” azonban mérgező vegyület, tehát használata esetén fokozott óvatosság szükséges. Használata előnyös, mert nem kell hosszabb ideig tartó melegítéssel elkészíteni. Falfestéshez azonban nem alkalmas. Az enyvoldatba adagolt konyhasó – mint azt tévesen állítják – téli munkánál nem véd a foltosodás ellen.

Orosz enyv

Lényegében kiváló minőségű, 35-45% sulypáttal, horganyfehérrel fehérített csontenyv, amelynek feloldása aránylag gyors.

Halenyv (Nobel-zselatin)

Igen tiszta, rugalmas, vízben az összes állati enyvek közül a legjobb duzzadó, színtelen oldatot adó enyv. A halak pikkelyeiből és a nagyobb ragadozó halak (delfin, bálna, cápa) csontjaiból készítik, a csontenyvhez hasonlóan.

Vizahólyagenyv

A tokhal (Acipenser) hólyagjaiból készített enyv. Ez régóta használt, átlátszóan tiszta, rugalmas enyvfajta. Főleg aranyozáshoz használják. A halenyvek 0,3- 1% káliumbikromát hatására fényérzékennyé válnak, úgy, hogy megvilágítás után vízben többé nem oldódnak (króm-zselatin).

Kazein (savkazein)

Bonyolult összetételű fehérjevegyület, amelyet sovány (zsírtalanított) tehéntejből állítanak elő. A tehéntej 3-4% kazeint tartalmaz. A kazein savas tulajdonságú, vízben duzzadó, erősen nedvszívó, sárgásfehér por. Szerves oldószerekben nem oldódik. Oldásához lúgos közeg szükséges. A gyakorlatban erre a célra szódát, trisót, bóraxot, káli- vagy nátronlúgot, ill. mészhidrátot, oltott meszet használnak. A mészhidrát kivételével, a többi lúgos anyaggal készült kazein megszáradás után vízben ismét oldódhat. Víz hatásának kitett kazeines homlokzatfestékekhez legcélszerűbb mészhidrátot, bóraxot vagy szódát használni.

Hol célszerű alkalmazni a kazeint?

A kazeinfestés a lehető legfrissebb mészvakolaton a legelőnyösebb, amikor a falazatban levő, még szabad mésszel vízoldhatatlan, nagy kötőképességű mészkazein képződhet. A kazeinoldatoknak legkedvezőbb a viszkozitása 9 pH lúgosságnál, ami legcélszerűbben bóraxoldattal (76,32 g/l kristályos bórax vizes oldata) érhető el. Ilyenkor a legnagyobb a kazein kötőképessége és szilárdsága, valamint legkisebb a ledörzsölhetősége.

Kazein kezelése

A kazeinoldatok gyorsan romlanak, penészesednek, éppen ezért konzerválásukról gondoskodni kell. A formaldehid kedvező cserző hatással van a kazeinfilmre, azaz időállóságát lényegesen növeli. A mész, bórax és horganyfehér is növelik a kazeinos oldatok állandóságát. A kazein nem mérgező, de a konzerválószerekkel – pl. nátrium-fluoriddal – készített kazeinoldatok mérgezők lehetnek.

Tehéntej

Elsősorban kazeintartalma miatt kerül kötőanyagként felhasználásra. Enyves festékekhez adagolva, javítja azok tulajdonságait. Önálló kötőanyagként hengerfestékekhez használják.

Kazein-hidegenyvpor

Savkazein, mészhidrát, nátrium-fluorid, szóda stb. és petróleum keverékéből készült, por alakú termék. Használat előtt hideg vízzel keverve olyan enyvoldatot ad, amit főleg az asztalosiparban nagy szilárdságú ragasztásokhoz használnak.

Tojásfehérje

A tyúktojásfehérje tartalmazza a legtöbb, vízben legjobban oldódó albuminfehérjéket. Régóta ismert kötőanyag, főleg tempera- és egyéb művészfestékekhez. Rugalmas, gyorsan száradó, de nem véglegesen átalakuló filmet ad, vagyis vízoldhatósága mindig megmarad. Ragasztó-kötőképessége az állati enyvekénél sokkal kisebb.

A festékek ásványi vagy szervetlen eredetű kötőanyagai

1. Mész

Egyike a legrégebben ismert és legfontosabb kötőanyagoknak. Átalakulási fokozatai: a mészkő fő tömegében kalciumkarbonát (CaC0₃). Ez a természetben hegységeket alkot (pl. Bükk, Gerecse stb.). Hevítve 800- 1100 °C között égetett mésszé kalcium-oxiddá (CaO) alakul, amely az elméleti vízmennyiséggel, jelentős hőfejlődés mellett, porrá oltott meszet, mészhidrátot [Ca(OH)₂, mikromész stb.], ill. nagyobb vízmennyiséggel oltott mészpépet alkot.

Falfestési célokra minél régebbi, de legalább 6 hónapos oltású meszet kell használni

A freskók festéséhez több éves, sőt 15-20 éves oltott mészpépet is használtak. Az oltott mészpép ui. a tárolás során előnyös kristályszerkezeti átalakuláson megy keresztül, s kötőképessége rendkívül megnövekszik. Az oltott mész felületét állandóan vízréteggel kell elzárni, nehogy a levegőből szén-dioxidot vegyen fel, mert ebben az esetben morzsalékossá válik, kötőképességét elveszíti.

Az oltott mész színezése, milyen adalékok használhatóak hozzá?

Az oltott mész erősen lúgos kémhatású, ezért színezésére csak lúgálló pigmentek használhatók. Kötőképessége fokozható kazein (tej), lenolaj, len-olajkence (0,2-0,35%), napraforgóolaj, továbbá műgyantadiszperziók esetleg cellulózenyvoldat adagolásával. Általában lenolajat, lenolajkencét adagolnak. Lenolaj helyett ásványolaj (mészolaj) is használható, amely a vakolat pórusaiba való beszívódást, a könnyebb ecsetelhetőségét segíti elő. Mindegyik kötésjavító adalék a mészfestés dörzsöléssel szembeni ellenálló képességét, kopásállóságát növeli.

Mészfesték kezelése

A meszes kötőanyagú falfestéket vékonyan, inkább több rétegben érdemes felhordani. Az oltott mész vízben nem oldódik, ezért a szembe került, erősen maró hatású meszet (cementet, habarcsot stb.) cukoroldattal kell alaposan kiöblíteni, majd csak ezután vízzel. Ugyanígy lehet a mészlepedékeket is eltávolítani. A cukor ui. a meszet vegyileg sóképződéssel oldja, azaz a mészpépből színtelen, vízben jól oldódó kalcium-szacharát (kalcium-cukor) képződik.

2. A cement

Mesterséges úton, magas hőmérsékleten (1400- 1620 °C) mészkő és mészmárga (agyagos mészkő), valamint egyéb ásványi anyagok keverékéből előállított, finomra őrölt, víz hatására keményedő, hidraulikus kötőanyag. Különféle kalcium-, alumínium-, vas-szilikátok és aluminátok elegye. Ezek víz hatására különféle összetételű, de erősen lúgos kémhatású, kristályvíz-tartalmú cementásványokat képeznek. Ebből következik, hogy a cementek is csak lúgálló pigmentekkel színezhetők. A cementeket elsősorban habarcsok, betonok készítésére használják, de homlokzatfestés is készíthető pl. a fehér cementekkel.

3. A gipsz

Üledékes kőzet Vegyileg kristályos kalcium-szulfát: CaS0₄2 H₂0. A kristályvíz nélküli gipszkő az anhidrit. Az égetett gipsz kötése azon alapszik, hogy vízzel keverve bizonyos időn belül ismét felveszi kristályvizét, és megszilárdul. A gipszpép kedvező tulajdonsága, hogy kötés közben először összehúzódik, majd a kötés befejezése előtt újra kiterjed, és így pl. a lyukba behatolva azt teljesen kitölti.

Az égetési hőfoktól függően a következő gipszfajtákat használják.

Modellgipsz (formagipsz) 107- 150 °C között égetett félhidrát, főleg kerámiai és orvosi célokra.
Alabástromgipsz (stukkó-stukatúrgipsz). Ezt a fajtát 130-170 °C-on égetik, s főleg homlokzatok díszítésére, padozatok, mennyezetek burkolására, vakolatok készítésére, lyukak, felületi egyenlőtlenségek kitöltésére használják, kötése 4 percen belül elkezdődik, és kb. 20 perc múlva fejeződik be.
Oldható anhidrit 180-300 °C között égetett gipsz, kötőanyagként nem használják.
Agyon égetett gipsz (anhidritgipsz) 300-317 °C között égetett gipsz, amelyet főleg anilinszínezékek hordozóanyagául használnak. Mivel vizet rendkívül nehezen vesz fel, 15-40%-nyi mennyiségben alabástromgipszhez adagolják, mert annak kötési idejét lassítja és keménységét növeli.
Gyorsan kötő anhidrit 317-450 °C között égetett vakoló vagy építőipari gipsz, amelyet főleg falazatok, mennyezetek vakolására használnak.
Lassan kötő anhidrit 450-750 °C között égetett gipsz, amelyet kizárólag alabástromgipszhez adagolva, a kötési idő növelésére használnak.
Esztrich gipsz 750- 1000 °C közötti hőmérsékleten égetett gipsz, amelynél már a CaS04 bomlása is megindul, s így végső termékként bázikus kalcium-szulfát (CaQ*CaS04) keletkezik. Igen gyorsan kötő pép, amely rendkívül kemény, tömör masszát képez, pz a nedvességet nem szívja magába és a hőmérséklet-ingadozásokat is jól bírja. Főleg melegpadló-burkolatok készítésére használják, linóleum, gumipadló-lemezek alá. A kötési idő kezdete 5-6 perc, a kötés befejezése 30-40 perc. Lúgos kémhatású, amelyre színezésénél ügyelni kell.
Agyonégetett anhidrit az 1000- 1200 °C között égetett, rossz kötőképességű anhidrit. Kötéslassítóként adagolják.
Anhidritcement 1200 °C felett égetett, bázikus gipsz. Fehércementként, nemes vakolatok készítésére használják. Ez lényegében igen lassan kötő anhidrit, agyonégetett gipsz, égetett mész vagy mészhidrát finomra őrölt keveréke, amely erősen lúgos kémhatású.

A különböző anyagok kezelése, kölcsönhatása

A gipsz kötési ideje enyves vízzel, oltott mésszel, bóraxszal, mésztejjel és bármely semleges töltőanyag (pl. kvarcliszt, homok, súlypát, kréta stb.) adagolásával csökkenthető. Az oltott mész repedezésre hajlamos felületet ad. A gipszvakolatok keménysége, szilárdsága alumínium-szulfát, timsó-, rézgálic-stb. oldatos kezeléssel fokozható. Ezek a gipsz kötését is gyorsítják. A cellulózenyv, a műgyantadiszperziók plasztifikálják a gipszet, és növelik tapadóképességét. Gipszvakolatra vízüveges kötőanyaggal közvetlenül festeni, az erős kivirágzás miatt, nem szabad!

4. Vízüveg

Régóta ismert kiváló tulajdonságú kötőanyag. Vegyileg kálium- vagy nátrium-szilikát. A vízüveg szirupsűrűségű vizes oldat alakjában kerül forgalomba. Erősen lúgos kémhatású. Festés céljára a kálivízüveg alkalmas, mert kötéskor zavaró kivirágzást okozó termék (K₂C0₃) nem észlelhető. A kötés erősségét a keletkező kovasavgél befolyásolja, amely szinte üvegszerű, vízben és savakban oldhatatlan képződményt hoz létre. A kötés folyamata a levegő szén-dioxidja hatására lassan játszódik le.

(A kivirágzást nátronvízüveg esetén a keletkezett szóda okozza.) Ezt a folyamatot különféle vegyi adalékokkal (pl. ammónium-szilikofluorid vagy klorid) meg lehet gyorsítani, oly módon, hogy felhordása után a vízüveges festék már néhány órán belül teljesen vízoldhatatlanná válik.

A szilikát-, azaz vízüveges kötőanyagú homlokzatfestéshez kizárólag lúgálló pigmentek használhatók. A vízüveges festékek új, tehát még tökéletesen el nem karbonátosodott falfelületekre előnyösen felhordhatok, mert a mészhidráttal is nagy szilárdságú kötőanyagot képeznek. 1-2 napos vakolatokra is felhordhatok, és mivel légáteresztők, biztosítják a falazatok kiszáradását.

A falfestőmunkák kötőanyagai

Általános követelmények

A falfestőmunkák kötőanyagai kettős feladatot teljesítenek. A falfestékek kötőanyagának az a feladata, hogy a színezőpigmenteket, töltőanyagszemcséket tartósan és kellő tapadóerővel az alaphoz úgy rögzítsék, hogy rendeltetési célra alkalmas, kellő kopásállóságú és ellenállóképességű falfestékréteg legyen képezhető.

A javító, felületkiegyenlítő habarcsok készítéséhez használatos (javarészt hidraulikus) kötőanyagok (gipsz, cement, mész, műgyantadiszperziók stb.) más rendeltetésűek. Ezek feladata, hogy az alapfelülethez kellő szilárdsággal, tartósan tapadjanak, s a továbbiakban falfestésre alkalmas alapot képezzenek.

A falfestékek készítéséhez használatos kötőanyagokkal szemben a következő általános minőségi (műszaki) követelmények támaszthatók:

A kötőanyag a pigment- és töltőanyagszemcséket olyan szilárdsággal rögzítse az alaphoz, hogy az előbbi igényeknek megfelelő festékréteg legyen készíthető.
A kötőanyag tapadóerejét (tapadási szilárdságát) tartósan őrizze meg, a környező beltéri és kültéri légköri és egyéb károsító tényezőkkel szemben. (Beltéri falfestékeknél legfeljebb 6-8 éves, míg homlokzatfestékeknél legalább -25-30 éves tartósság a megalapozott követelmény!).
A falszerkezetek lég- és páraáteresztő képességét ne csökkentsék 20-40%-nál nagyobb mértékben, mert ellenkező esetben páradiffúziós károsodással lehet számolni. (Általános elvként kimondható, hogy a párazáró festékbevonatokkal – pl. műgyantadiszperziós falfestékek – vegyileg kötött, ill. légszáraz állapotnak megfelelő nedvességtartalomnál több vizet a falszerkezetbe nem szabad zárni.)
A beltérben, lakóterekben felhasznált falfestékek kötőanyagai egészségvédelmi szempontból teljesen ártalmatlanok legyenek, ne legyen „tapadó szaguk”, rendeltetés szerinti igénybevétel során ne szenvedjenek olyan káros átalakulást (pl. szerves bomlást, gombásodást, zsugorodást, repedezést stb.), amely az emberi szervezetre ártalmas lehet.
A kötőanyag ne legyen károsító hatással a színezőpigmentekre és a falazat, vakolatréteg alapanyagára. Természetesen az egyes kötőanyagok (pl. mész, cement, vízüveg, akrilát-diszperziók stb.) jellegüknél fogva lúgos kémhatásúak, s ebben az esetben a pigment anyagát kell ennek megfelelően kiválasztani.
Ugyanígy az is követelmény, hogy a kötőanyag károsodás nélkül ellenálljon a falszerkezet vakolatrétegének (és egyéb alapok) anyagi felépítéséből adódó lúgosságának.
Fontos követelmény, hogy felújításnál a kötőanyag, ill. a falfestékréteg eltávolítása (semlegesítése, lemosása stb.) könnyen elvégezhető legyen.
A kötőanyag egyenletes, megbízható minőségben legyen beszerezhető, s felhasználása gazdaságos legyen.
A falfesték kötőanyaga a felülettel olyan tartós kapcsolatot létesítsen, hogy a festékréteg lepattogzása, leválása a reálisan tervezett élettartamon belül ne következzék be. Előnyös, ha az esetleges túladagolás során nem idéznek elő lepattogzást (zsugorodás következtében), mint az pl. a hagyományos enyves festék anyagára (ill. enyvre) jellemző.
Célszerű, ha a kötőanyag viselkedése olyan, hogy a vele készített falfesték a korszerű gépi festékszóró berendezésekkel is felhordható. Ugyanígy előnyt jelent az is, ha a kötőanyag tixotrop jellegű (dermedésre) mérsékelten hajlamos, mert az ilyen sajátságú festékanyagok egyenletesen, igen csekély veszteséggel (elcsepegés nélkül) felhordhatok a mennyezetre.

Azt, hogy adott igénybevételre melyik kötőanyag biztosítja a festékréteg legelőnyösebb sajátosságát és legnagyobb tartósságát, előzetesen gondosan mérlegelni kell. Ez a tervező, ill. a festő szakember feladata. Ehhez azonban feltétlen szükséges az egyes kötőanyagok jellemző sajátosságainak ismerete. Napjainkban ez meglehetősen leegyszerűsödik annak következtében, hogy festékgyáraink igen korszerű, előnyös tulajdonságú, használatra kész falfestékeket készítenek, megbízható egyenletes minőségben. A saját készítésű falfestékek esetén a kötőanyagok tulajdonságainak ismerete nélkülözhetetlen.

A kötőanyagok felosztása

A kötőanyagok eredetük alapján így csoportosíthatók.

Ásványi vagy szervetlen kötőanyagok

Mész, gipsz, cement, vízüveg, kausztikus magnézia (sorel cement) stb. Ezeket hidraulikus kötőanyagoknak is nevezik, mivel víz megkötésével (hidrátvíz-felvétellel) vagy víz közvetítésével szilárdulnak. Természetesen ezeket előzetes mesterséges beavatkozással (hőkezelés, feltárás vízgőzzel stb.) teszik felhasználásra alkalmassá.

Szerves, növényi eredetűek

Pl. keményítők, dextrin, inulin, gumifélék, tragant, mézgák, növényi nyalkák vagy pektinek, cukrok stb. Ezek egy része ma már alárendelt jelentőségű. Ide sorolhatók a legelőnyösebb sajátosságú festő kötőanyagok közül a cellulózenyvek: metil-cellulóz, karboxi-metil-cellulóz (CMC), ennek nátriumsója, továbbá etil-cellulóz, cellulóz-glikolátok. (Ezek már a szintetikus vagy mesterséges, műgyantaszerű kötőanyagok csoportjába is sorolhatók.)

Szerves, állati eredetűek

Pl. csontenyv, bőrenyv, halenyv (zselatin), viza-hólyagenyv (gyűjtőnéven glütinenyvek), kazein, kazein hidegenyv, tojásfehérje (albuminenyv), véralbumin stb.

Műgyantadiszperziós kötőanyagok (diszperziók)

Ezek az egyik legkorszerűbb, nagy kötőképességű, előnyös sajátosságú kötőanyagok, amelyeket diszperziós beltéri falfestékek és homlokzatfestékek gyártásához használnak. Fontosabbak a PVAc. (poli-vinil-acetát)-diszperziók, az akrilát-diszperziók [Az ezekkel készült falfestékeket több országban gyűjtőnéven, a latex (nyers gumitej)-hez hasonló megjelenésük miatt latex-festékeknek is nevezik.]

Egyéb különleges, vegyes eredetű kötőanyagok

Pl. a gyantaszappanok, az olaj-viasz-emulziók, a műviasz-emulziók stb., a növényi olajok és gyanták, a műgyanta-oldatok stb. Ez utóbbiak a mázolóanyagok csoportjába tartoznak. A festő-kötőanyagok egyik fontos sajátossága az oldhatóságuk, ill. száradás utáni viselkedésük. Mindmáig legelőnyösebbek a vizes (vízzel elegyíthető) falfestékek (annak ellenére, hogy ritkábban szerves oldószeres műgyanta-alapú festékeket is használnak falfestéshez). Ezek száradás szempontjából a következő két csoportra oszthatók.

Reverzibilisen (visszafordíthatóan) száradnak

Ami gyakorlatilag azt jelenti, hogy a már megszáradt festékréteg vízre érzékeny, azaz vizes mosással feloldható (fellágyítható), ill. eltávolítható. Bizonyos szempontból ez előnyt jelent, mert felújításkor a már zavaró mértékben vastag, régi festékréteg nedvesítéssel, vizes lemosással maradék nélkül eltávolítható. Ilyenek pl. a hagyományos enyves, cellulózenyves stb. falfestékek, amelyek kötőanyagai tehát reverzibilisen száradnak.

Irreverzibilisen (nem visszafordíthatóan) száradnak

Ezekre az jellemző, hogy száradás, vízleadás után a festékréteg vízre gyakorlatilag nem érzékeny (legfeljebb enyhén duzzad), így felújításkor nem is távolítható el úgy, mint az előbbiek. Ilyenek pl. a helytelen elnevezéssel „moshatónak”, „lemoshatónak” hirdetett műgyantadiszperziós és egyéb falfestékek.

A kötőanyagok oldásával kapcsolatos folyamatok

A falfestékek készítéséhez használatos kötőanyagok oldásával kapcsolatban néhány alapvető fogalmat kell tisztázni, mert e téren a szakmai gyakorlatban téves ismeretek is meghonosodtak.

A kötőanyagok vízzel mint oldószerrel szembeni viselkedésük alapján az alábbi csoportokba oszthatók:

Vízben gyakorlatilag egyáltalán nem oldódnak, de azzal pépszerű állapotban feldolgozásra alkalmassá tehetők, és kötésükhöz a víz jelenléte feltétlenül szükséges, mert a kötés során meghatározott mennyiségű vizet (hidrátvíz) vesznek fel. Ezek a hidraulikus kötőanyagok, pl. a mész, gipsz, cement.
Különféle diszperz rendszert képeznek. Ide sorolható az összes többi kötőanyag. Az olyan rendszert, amely valamilyen közegből (diszpergáló közeg, oldószer) és abban igen apró részecskék alakjában eloszlott másik anyagból (diszpergált, oldott anyag) áll, diszperz rendszernek nevezik. Az eloszlott anyag és a közeg halmazállapotától függően 9-féle diszperz rendszer lehetséges.

A diszperz rendszerek állandósága (stabilitása) elsősorban az eloszlott részecskék méretétől, vagyis diszperzitálásától függ. A részecskék méretétől függően a diszperz rendszerek az alábbi csoportokba oszthatók.

Durva (makroszkopikus) diszperz rendszerek

Ezekben a diszpergált részecskék legnagyobb átmérője 0,1 mm, tehát szabad szemmel, mikroszkóppal jól láthatók.

Ezek az eloszlott anyag halmazállapotától függően két nagy csoportba sorolhatók:

a szuszpenziókban (pl. olajfesték-szuszpenziók) az eloszlott, lebegő anyag szilárd halmazállapotú (pJ. pigment- és töltőanyagszemcsék stb.), míg a diszpergált közeg folyékony halmazállapotú;
az emulziókban (pl. olaj-, zsír-, viaszemulziók) az eloszlott, lebegő anyag és a közeg egyaránt folyékony halmazállapotú (pl. a tej). Az olaj- és viaszemulziók kiváló tulajdonságú kötőanyagok is, amelyeket a falazatok víz elleni szigetelésében, valamint különleges művészi hatású festésre előszeretettel használnak. Az egyes műviaszemulziók sokkal eredményesebben használhatók külső homlokzatok víztaszító hatású kezelésére, mint pl. a sokkal költségesebb szilikonok. Az emulziók állandóságát különféle vegyi anyagokkal, emulgátorokkal (pl. trietanol-amin) növelik.

Emulziók felépítésének szemléltetése.
o/v, azaz olaj-víz típusú emulzió: az olajcseppecskék finom eloszlásban lebegnek a vízben (pl. tej), műgyanta-diszperzióknál az olajcseppek helyett finom eloszlású műgyantaszemecskék lebegnek a vízben;
v/o, azaz víz-olaj típusú emulzió: az előbbi fordítottja, itt a vízcseppecskék lebegnek az olajban (ilyen felépítésű pl. a vaj)
1 – víz;
2 – olaj

A szubmikroszkopikus diszperz rendszerek

Ezekben a részecskék átmérője 1- 500 m(Ji (millimikron, 1 mikron=0,001 mm, 1 m\i=0,001 mikron), tehát sem szabad szemmel, sem közönséges nagyítású mikroszkóppal nem láthatók, hanem csak ultramikroszkóppal, áteső fényben. Ide tartoznak a kolloid diszperz rendszerek (a kolloidok), amelyek lényegében átmenetet képeznek a durva diszperz rendszer és a valódi oldatok között.

A kolloid diszperz rendszerek csoportjai

A kolloid diszperz rendszerek egyik csoportját szóloknak nevezik, a másik nagy csoportját a gélek (kocsonyák) alkotják. Ezek a szólóktól abban különböznek, hogy állandó alakjuk van, de a diszpergált részecskék mozgása már igen nehézkes, a rendszer már nem folyékony, hanem átmenetet képez a szilárd és folyékony állapot között.

Jellegzetes kolloid rendszert képeznek az állati enyvek vizes közegben (maga a kolloid szó is az enyv latin elnevezéséből származik: collá=enyv). Enyhén melegítve, vízben az enyv erősen duzzad, majd az egyes molekulacsoportok kisebb egységekre szakadnak, s a diszpergáló közegben (víz), különösen hő hatására folyékony halmazállapotot képeznek. Ez az állapot különféle adalékanyagokkal (pl. ammónium-rodanid, salétromsav) állandósítható, tehát az enyv nem kocsonyásodik meg, mindig folyékony marad.

A diszpergált molekulacsoportok átalakulásai

Lehűlés után, egy bizonyos idő múlva, a diszpergált molekulacsoportok már a kolloid méreteket meghaladó, nagyobb egységekbe tömörülnek, gélesednek (kocsonyásodnak), majd szabad szemmel is látható pelyhekben, csomókban válnak ki. Ez a jelenség a koaguláció (kicsapódás). A kolloid diszperz rendszerek a kötőanyagoknál igen fontosak, tulajdonságaikkal külön tudomány, a kolloidika vagy kolloidkémia foglalkozik. A legfinomabb kolloid diszperz rendszerek már homogénnek (egyneműnek) tekinthetők.

Atomos és molekuláris (amikroszkopikus) diszperz rendszerek

Ezek a valódi oldatok, amelyekben a diszpergált részecskéket sem optikai úton, sem mikroszkóppal észlelni nem lehet. Ezek átlátszó oldatot eredményeznek.

Egyes diszperz rendszerek optikai viselkedése.
1 – valódi oldat: áteső fényben az oldott részecskék nem láthatók, Tyndall-effektus nincs (pl. timsó-oldat);
2 – kolloid oldat: áteső fényben az oldatban lebegő részecskék láthatók, Tyndall-effektus lép fel (pl. enyv, vízben diszpergálva);
3 – fényforrás (fehér fény)

Ilyen oldatot képeznek vizes közegben pl. a timsó, rézgálic, sók, cukor stb. A kötőanyagok közül egyedül a vízüveg képez valódi oldatot, amely hosszabb állás után vagy savas hatásra igen hajlamos a gélesedésre, azaz kocsonyaszerűvé alakul, majd teljesen kicsapódik a kovasavgél, az oldat megdermed.

A szilárd szemcsék és a kötőanyag optimális eloszlásának fontossága

Kötőanyagok elkészítésekor, a felületen való tapadás (tehát kötőképesség) érdekében, igen fontos, hogy a festékszuszpenzió szilárd szemcséit a kötőanyag molekulái olyan mennyiségben vegyék körül, amennyi a tartós rögzítéshez feltétlenül szükséges. Ilyen szempontból három állapot különböztethető meg.

Kötőanyaggal rögzített pigmentszemcsék három állapota

A laza kötésű, morzsalékos vakolatrétegről a kötőanyagdús diszperziós réteg levelesen leválik.

A diszperziós réteg leveles leválása.
1 – diszperziós festékbevonat;
2 – laza kötésű (morzsalékos) vakolat

A festékszuszpenziók elkészítésekor igen fontos követelmény a felület tulajdonságainak (szívóképesség, felületi érdesség stb.) megfelelő legkedvezőbb pigment (és töltőanyag) -kötőanyag arány szigorú betartása. Ezt a követelményt elsősorban előregyártott, használatra kész festékszuszpenziók bevezetésével lehet kielégíteni.