Силикатные минеральные краски или минеральные цвета — это лакокрасочные покрытия с минеральными связующими веществами. Два важных минеральных связующих вещества играют роль в области цветов: известь и силикат .
Под воздействием углекислого газа карбонатные известковые вяжущие и водно-силикатные вяжущие затвердевают. Вместе они образуют гидраты силиката кальция. [1]
Известковые краски (кроме техники фрески) обладают лишь умеренной устойчивостью к погодным условиям, поэтому их применяют в основном при сохранении памятников . Минеральные краски обычно считаются силикатными красками. В качестве связующего вещества в этих красках используется калиевое жидкое стекло . Их также называют жидкостекольными красками или Keimfarben (по имени изобретателя).
Минеральные силикатные покрытия считаются долговечными и устойчивыми к атмосферным воздействиям. Срок службы может превышать сто лет. Городская ратуша в Швице и «Gasthaus Weißer Adler» в Штайн-на-Рейне (оба в Швейцарии) получили свои покрытия минеральной краской в 1891 году, а фасады в Осло — с 1895 года или в Траунштайне , Германия — с 1891 года.
Алхимики в своих поисках философского камня (для производства золота) обнаружили в каминах стеклянные мерцающие жемчужины. Песок, смешанный с поташем , и тепло слились в жемчужины жидкого стекла. Небольшие круглые панели жидкого стекла были впервые изготовлены промышленным способом для использования в качестве окон в 19 веке Ван Берле в Гернсхайме и Иоганном Готфридом Динглером в Аугсбурге . Иоганн Непомук фон Фукс предпринял первые попытки создания красок с использованием жидкого стекла.
Около 1850 года художники Каульбах и Шлоттауэр наносили фасадные краски на Пинакотеку в Мюнхене . Из-за использования земляных пигментов, которые не поддаются силикатизации, картины размывались из жидкого стекла.
В 1878 году мастер и исследователь Адольф Вильгельм Кейм запатентовал минеральные краски . С тех пор их производством занимается компания-преемница Keimfarben в Дидорфе близ Аугсбурга .
Кейм зависел от V. van Baerle как от источника жидкого стекла. Кейм также пытался производить силикатные краски сам. Его эксперименты заняли годы, чтобы созреть, но в конце концов он добился хороших результатов. Silinwerk van Baerle в Гернсхайме около реки Рейн и Keimfarben в Дидорфе около Аугсбурга являются известными производителями. [2]
Импульс к интенсивным исследованиям Кайма исходил от короля Людвига I Баварского . Монарх, любивший искусство, был настолько впечатлен красочными фресками из извести в северной Италии, что пожелал увидеть подобное произведение искусства в своем королевстве Бавария . Но погода к северу от Альп, известная своей значительно большей суровостью, за короткое время уничтожила искусные росписи. Поэтому он отдал приказ баварской науке разработать краску, похожую на известь, но более долговечную.
Минеральная краска содержит неорганические красители и щелочной силикат на основе калия ( жидкое стекло ), также известный как силикат калия , жидкий силикат калия или LIQVOR SILICIVM . Покрытие с минеральными красителями не образует слой, а вместо этого прочно связывается с материалом подложки ( силикификация ).
Результатом является высокопрочное соединение между слоем краски и подложкой. Связующее вещество на основе жидкого стекла обладает высокой устойчивостью к УФ-излучению. В то время как дисперсии на основе акрилатной или силиконовой смолы с годами имеют тенденцию становиться хрупкими, меловыми и трескаться под воздействием УФ-излучения, неорганическое связующее вещество жидкое стекло остается стабильным. Химическое слияние с подложкой и УФ-стойкость связующего вещества являются основными причинами необычайно длительного срока службы силикатных красок.
Силикатные краски требуют кремнистой подложки для схватывания. По этой причине они очень подходят для минеральных подложек, таких как минеральные штукатурки и бетон , поэтому их применение на дереве и металле ограничено. Проницаемость водяного пара силикатных красок эквивалентна проницаемости подложки, поэтому силикатные краски не препятствуют диффузии водяного пара. Влага, содержащаяся в частях конструкции или в штукатурке, может диффундировать наружу без сопротивления: это сохраняет стены сухими и предотвращает структурные повреждения. Эта добавка помогает избежать конденсации воды на поверхности строительных материалов, снижая риск заражения водорослями и грибками. Высокая щелочность связующего вещества жидкого стекла усиливает ингибирующий эффект против заражения микроорганизмами и устраняет необходимость в дополнительных консервантах.
Поскольку минеральные лакокрасочные покрытия не склонны к статическому заряду и термопластичности (липкости, возникающей под воздействием тепла), что характерно для поверхностей, покрытых дисперсионной или силиконовой смолой, загрязнение происходит реже, поэтому меньше частиц грязи прилипает к поверхности и их легче смывать. [3] Силикатные краски негорючи и не содержат органических добавок или растворителей (DIN 18363 Малярные и покрасочные работы, раздел 2.4.1).
Силикатные краски обладают высокой стабильностью цветового тона. Поскольку они окрашены исключительно минеральными пигментами, которые не выцветают под воздействием УФ-излучения, слои силикатной краски сохраняют постоянный цвет в течение десятилетий.
Силикатные краски производятся на основе минерального сырья. Они экологически безопасны в производстве и воздействии. Их высокая прочность помогает сохранять ресурсы, а их состав без загрязняющих веществ сохраняет здоровье и окружающую среду. По этой причине силикатные краски приобрели популярность, особенно в устойчивом строительстве.
Обычно различают три типа силикатных красок: Чистая силикатная краска, состоящая из двух компонентов, цветного порошка в сухом или водно-пастообразном виде и жидкого связующего жидкого стекла. (DIN 18363 Малярные и покрывные работы Раздел 2.4.1). Обработка чистых силикатных красок требует большого опыта и ноу-хау. Они особенно распространены в исторической области.
Примерно в середине 20 века была разработана первая однокомпонентная силикатная краска. Добавление до 5 массовых процентов органических добавок (например, акрилатной дисперсии, гидрофобизаторов, загустителей или подобных) делает возможным получение готовой к использованию краски в контейнерах. Их также называют «дисперсионными силикатными красками» (DIN 18363 Малярные и лакокрасочные работы, раздел 2.4.1). Область применения таких силикатных красок значительно шире, чем у чисто силикатных красок, поскольку дисперсия позволяет наносить покрытия на менее твердые основания и/или органический состав. Выше этого обращение и обработка проще, чем у чисто силикатной краски.
С 2002 года известна третья категория силикатных красок: золь-силикатная краска. Связующее вещество представляет собой комбинацию силикатного золя и жидкого стекла. Органическая фракция ограничена 5 массовыми процентами, аналогично дисперсионной силикатной краске, что позволяет проводить химическое затвердевание и сохранять специфические преимущества силиката. Золь-силикатная краска допускает использование на неминеральной штукатурке. [4] Для них связывание происходит химически и физически. Золь-силикатная краска произвела революцию в области применения силикатных красок. Эти краски можно легко и безопасно наносить практически на все обычные основания.