Målarfärgens vattengenomsläpplighet

Kemisk bakgrund

Målarfärger kommer alla någongång i vardagslivet i kontakt med. Antingen skall man måla om sitt hus eller så är det ett modellplan som skall få ett nytt utseende. Kommer man in i en färgaffär så upptäcker man ganska snart att det finns flera olika sorters kulörer av färger och framför allt en massa färger med olika bindemedel, beroende på vilket material som skall målas.

Bindemedel

När färgen har torkat är det mest bindemedel som återstår. Bindemedlet håller ihop pigmenten och ser till att färgen fäster vid underlaget. Det finns en lång rad bindemedel. De flesta av dem kommer från naturen, från jordskorpan eller från växt- och djurriket. Syntetiska alkyder, polyakrylat, polyvinylacetat och epoxi framställs av industrierna och tillverkas av petroleum. [1]

Bindemedlen i färger för trä som används av färgindustrin är i princip av två slag: dels alkyd, dels latex. Fördelarna med dem är att de har en förhållandevis lång livslängd och är tåliga. [2]

Alkyd

Strukturer

Alkydbaserade färger är syntetiskt framställda och kallas även alkydharts. På konstgjord väg framställer industrierna, genom olika processer, alkydharts ur mer lättillgängliga och ämnen som finns i naturen. Man utgår från tre komponenter, 1) polyoler, 2) anhydriderna till tvåvärda syror och 3) omättade fettsyror. Polyolerna och syrorna förestras till ett tredimensionellt nätverk av polyester. En viktig beståndsdel i bindemedel är den vegetabiliska oljan. [3]

Det finns hundratals möjliga utgångsämnen för syntesen, men de vanligaste polyolerna är glycerol och pentaerytritol. Den vanligaste anhydriden är ftalanhydrid (anhydriden till ftalsyra). Vanligaste fettsyran är linolsyra. [4]

Alkydmolekylen får i ett tredimensionellt perspektiv en symmetrisk struktur. Den opolära molekylen gör att vattenmolekylen, som är osymetrisk och polär, inte kan komma i kontakt med träet under färglagren, pga av alkydens hydrofoba egenskaper. När vattenmolekylerna kommer i kontakt med alkyden sker ingen kemisk reaktion, av den enkla anledningen att polära lösningsmedel ej kan lösa en opolär molekyl. Allt enligt den klassiska regeln:

Bildning av alkyd

Alkydbindemedel torkar och hårdnar genom att tvärbindningar uppstår mellan de omättade sidokedjorna som härrör från fettsyran i alkyden. [6]

Akryllatex

Bindemedlet akryllatex är vattenbaserat. Den är en färskvara som innehåller svampdödande gifter (fungicider). Den gör att färgen kan moststå svamp- och mögelangrepp. [1]

Propensyra

Det vattenbaserade bindemedlet består av en polymer av akrylat. Den är uppbyggd genom upprepade sammanlänkningar av monomeren akrylat, med det funktionella namnet propensyra (akrylsyra). Den uppkommer genom att flera propensyramolekyler reagerar med varandra i de funktionella grupperna. Dessa binds samman genom en kondensation, där vatten avges.

Bildning av akryllatex

Polyakrylat har inte en symmetrisk sktrukturformel. Den är polär och kan därmed lösas i polära lösningsmedel. (Vetenskapens värld, 1989)

När vattenmolekylen kommer i kontakt med akryllatex så sker en återreaktion. Polymeren börjar att delas upp i monomerer igen eftersom det tillförs H2O-molekyler till kolvätebindningarna.

Hos de akryllatexbaserade färgerna bildas en sammanhängande film vid vattenavdunstning. Denna torkning sker snabbt vid normala temperaturer, men störs vid temperaturer under 5 °C. Akryllatexbaserade färgerna har en längre livslängd än alkydbaserade, men de är känsligare mot vatten. [2]

Fördjupning