Eksperci są zgodni – funkcja ochronna i dekoracyjna w przypadku farb to już za mało. Przyszłość należy do powłok funkcjonalnych, które oprócz tego że chronią i zdobią, spełniają również dodatkowe funkcje.
Do powłok funkcjonalnych należą m.in. farby superhydrofobowe… Fot. hnnbz / Foter.com / CC BY
Farby termochromowe czy antyrefleksyjne są już dostępne na rynku od dwóch dekad i powszechnie stosowane. Prócz nich coraz popularniejsze stają się farby przeciwporostowe, antymikrobowe, powłoki zmieniające kolor, przewodzące, samooczyszczające się, fotochromowe, samonaprawiające się czy superhydrofobowe.
Ich dodatkowe funkcjonalności mogą działać na trzech poziomach: na styku powietrze-powłoka, w obrębie powłoki oraz na styku powłoka-podłoże. Funkcjonalności związane z powierzchnią powłoki to np. adhezja, odporność na korozję i zarysowania, połysk, hydrofobowość czy właściwości antymikrobowe. W obrębie powłoki natomiast mamy do czynienia z takimi właściwościami jak wytrzymałość rozdzielcza, przepuszczalność gazu i wilgoci czy też generalna wytrzymałość.
…termochromowe… Fot. Damianosullivan / Wikimedia Commons
Można więc założyć, że wszystkie konwencjonalne powłoki są funkcjonalne, ale ich funkcje są ograniczone lub ściśle dostosowane do konkretnych potrzeb. Dlatego też powłoki, które nazywamy funkcjonalnymi lub wielofunkcyjnymi bazują na składzie tradycyjnych powłok, ale zostają wzbogacone o dodatkowe materiały. Materiały te podzielić możemy na trzy grupy:
- reagujące polimery,
- reagujące dodatki, rozpuszczalniki lub rozcieńczalniki,
- reagujące pigmenty.
Prócz tego rozróżnia się dwie grupy powłok funkcjonalnych – takie, które do aktywacji funkcjonalności potrzebują bodźca i takie, które go nie potrzebują. Do tych pierwszych należą np. powłoki termochromowe, zmieniające kolor, reagujące na dotyk, odporne na korozję i materiały wybuchowe, powłoki samonaprawiające się oraz warstwy z pamięcią kształtu. Do drugich – superhydrofobowe, antymikrobowe, przeciwporostowe, antyrefleksyjne czy przewodzące.
Ważną grupą powłok funkcjonalnych są powłoki antybakteryjne. Mogą one spełniać swą funkcję na jeden z trzech sposobów (lub łącząc różne sposoby działania):
- uniemożliwiając bakteriom przyczepienie się do podłoża,
- wydzielając środki biobójcze – biocydy,
- zabijając bakterie poprzez bezpośredni kontakt.
…i samonaprawiające się. Fot. DCMAT / Wikimedia Commons
Aby bakterie nie mogły przylgnąć do powierzchni powłoki, musi być ona hydrofobowa. Można to osiągnąć dzięki takim dodatkom jak fluoropolimery czy związki krzemoorganiczne. Mają one niską energię powierzchniową, dlatego nie sprzyjają gromadzeniu się wody na powierzchni.
Do biocydów należą m.in. sole czwartorzędowe, chloraminy i triazyny. Jeśli jednak nie są one trwale połączone ze spoiwem farby, z czasem będą wyciekać i efekt biobójczy będzie słabł. Alternatywą są żywice z biobójczymi grupami funkcjonalnymi, takimi jak czwartorzędowe aminy, chinolony (np. norfloksacyna) czy N-halaminy. Oprócz tego w celu uzyskania właściwości bakteriobójczych można włączyć w skład farby dodatki nieorganiczne, takie jak tlenek cynku, dwutlenek tytanu czy związki srebra.
Opracowano na podstawie: „European Coatings Journal” / european-coatings.com
