FARBY EKOLOGICZNE...?
ekologiczne aspekty farb używanych do malowania pomieszczeń

23 Maj 2001

Coraz bardziej ciekawe wzornictwo i estetyka otaczających nas przedmiotów zwiększają zagrożenie obecności w naszym otoczeniu substancji chemicznych i coraz większego ich stężenia.

Lilianna Brzoskowska
Określenie ``farby ekologiczne'` jest pojęciem wzorcowym, stanem idealnym, do którego należy dążyć. Ogólne tendencje rozwoju w dziedzinie wyrobów malarskich polegają na zmniejszeniu zawartości lotnych związków organicznych, wyeliminowaniu toksycznych pigmentów, katalizatorów i inhibitorów oraz innych podobnych substancji, stwarzających zagrożenie dla zdrowia wykonawców prac malarskich, użytkowników malowanych pomieszczeń oraz zanieczyszczających środowisko.

Wyroby lakierowe
Są produktami wieloskładnikowymi, i mogą zawierać w swym składzie między innymi substancje szkodliwe dla zdrowia lub wręcz toksyczne. Wynika stąd konieczność poznawania ich fizjologicznego działania na ustrój dla ustalenia właściwych zasad postępowania w celu zabezpieczania osób mających z nimi kontakt. Substancje szkodliwe pod względem zdrowotnym możemy spotkać we wszystkich składnikach farb i lakierów, a więc wśród pigmentów, substancji błonotwórczych i plastyfikatorów, jak również rozpuszczalników oraz innych surowców stosowanych do wyrobu materiałów malarskich.

Pigmenty
Do pigmentów antykorozyjnych wyróżniających się szczególnie silnym działaniem toksycznym zaliczamy niektóre związki chromu, związki ołowiu i miedzi. Na szczęście związki te są obecnie bardzo rzadko stosowane. Oddzielnym problemem pozostaje usuwanie starych powłok malarskich, które często zawierają związki ołowiu i chromu. Należy o tym pamiętać i odpowiednio zabezpieczyć się przed kontaktem ze szkodliwymi pyłami poprzez stosowanie półmasek przeciwpyłowych i rękawic ochronnych.
Obecnie powszechnie stosowane pigmenty, takie jak fosforany, borany, kompleksy fosforanu cynku i kwasów organicznych, pył cynkowy, pigmenty płatkowe z naturalnego lub syntetycznego błyszczu żelaza, płatki szklane, płatkowane aluminium, cynk, stal szlachetna itp. nie są zaliczane do związków szkodliwych. Działają natomiast bardzo skutecznie poprzez uszczelnienie i wzmocnienie powłoki.

Substancje błonotwórcze
Substancje błonotwórcze są przeważnie związkami wielkocząsteczkowymi i w większości przypadków nie wykazują szkodliwego działania na organizm ludzki. Wyjątkiem są tutaj wyroby chemoutwardzalne, których niektóre składniki przed utwardzeniem mogą zawierać substancje działające drażniąco i uczulająco, takie jak niskocząsteczkowe żywice epoksydowe, izocjaniany, formaldehyd czy też szkodliwe aminy aromatyczne oraz alkilowe pochodne amin. Aminy aromatyczne i alifatyczne mogą powodować u osób uczulonych wysypkę i egzemę.
Ze względu na szkodliwe składniki występujące w lakierach i emaliach chemoutwardzalnych należy unikać zabrudzenia skóry, a ewentualne zabrudzenia należy jak najszybciej umyć oraz natłuścić kremem. Wszystkie prace malarskie należy bezwzględnie wykonywać przy dobrej wentylacji.

Plastyfikatory
Plastyfikatory, dodawane do wyrobów w celu nadania spoiwu większej elastyczności i plastyczności, są przeważnie substancjami ciekłymi, odznaczającymi się małą lotnością. Najczęściej stosuje się jako plastyfikatory estry kwasu ftalowego i fosforowego. Niektóre z nich mogą działać drażniąco oraz wywoływać stany zapalne i wypryski skórne.

Rozpuszczalniki
Rozpuszczalniki to lotne ciecze, wchodzące w skład wszystkich wyrobów lakierowych. Najczęściej są nimi węglowodory alifatyczne i aromatyczne, estry, ketony oraz alkohole. Z uwagi na lotność działają one na organizm ludzki wchłaniając się przez płuca, chociaż niektóre z nich mogą wchłaniać się również przez skórę.
Najczęściej spotykanym rozpuszczalnikiem, stosowanym do wyrobu olejnych i alkidowych farb i lakierów jest benzyna lakowa.
Ten powszechnie znany i stosowany od lat rozpuszczalnik może przy wysokich stężeniach lub u osób szczególnie wrażliwych wywoływać szybko ostre zatrucia, które objawiać się mogą wymiotami, drgawkami, zwolnieniem oddechu, przyspieszonym tętnem, kaszlem, łzawieniem, a nawet utratą świadomości. Przy mniejszych stężeniach w początkowym okresie zatrucia występują: pobudzenia psychiczne, objawy wesołości, przekrwienie skóry, bóle głowy, uczucie osłabienia, suchość w ustach, podrażnienia błon śluzowych dróg oddechowych i duszność. Dalszymi następstwami są: obniżenie się ciepłoty ciała i ciśnienia krwi, nudności, wymioty, wreszcie utrata przytomności. Zatrucia przewlekłe benzyną mogą objawiać się nawet przy niewielkich jej stężeniach, lecz przy przedłużającej się ekspozycji w postaci bólów głowy, podrażnienia dróg oddechowych, kaszlu. Charakter toksyczności benzyny zależy od jej składu i pochodzenia. Jest ona tym bardziej
toksyczna, im więcej zawiera węglowodorów aromatycznych.
Znacznie bardziej szkodliwe od benzyny są rozpuszczalniki aromatyczne, np. ksylen. Ostre zatrucia powodują narkozę, zamroczenie oraz podrażnienie ważnych dla życia ośrodków nerwowych. Zatrucia przewlekłe polegają na zmianach morfologicznych krwi, inne objawy stanowią bóle i zawroty głowy, zwiększona pobudliwość, nudności, nadmierne pocenie się i wydzielanie śliny. Występują również podrażnienia śluzówek i skóry.
Inną grupę rozpuszczalników stanowią estry
(w praktyce najczęściej stosowane są estry kwasu octowego, które wykazują działanie narkotyczne, przejawiające się bólami głowy i stanami nerwicowymi) oraz alkohole wywołujące podrażnienie śluzówek oczu i krtani, bóle głowy i zaburzenia nerwowe czy ketony, których działanie na organizm ludzki jest podobne do innych rozpuszczalników.

Środki zaradcze
Aby ograniczyć szkodliwe działanie na zdrowie i środowisko rozpuszczalników organicznych, takich jak związki aromatyczne i chlorowcopochodne, winny być one zastępowane rozpuszczalnikami mniej szkodliwymi. W przypadku wyrobów stosowanych do malowania pomieszczeń używać można bezwonnych rozpuszczalników izoparafinowych. Etery lub estry glikolu etylenowego zastępuje się estrami glikolu propylenowego, bowiem po odparowaniu z powłoki w wysokim stopniu ulegają one biodegradacji, czyli rozkładowi do substancji prostych, nie zanieczyszczających środowiska.

Farby olejne
Malarskie wyroby olejne i na żywicach alkidowych zawierają sykatywy, czyli substancje przyspieszające utwardzanie powłoki. Są to związki w postaci olejanów, żywiczanów lub naftenianów ołowiu, kobaltu, wapnia i cynku. Spośród nich jedynie sykatywa ołowiowa może oddziaływać szkodliwie. Jednak z uwagi na nieznaczne stężenia sykatyw w wyrobach nie wywierają one większego wpływu toksycznego, pod warunkiem że malowanie prowadzi się w sposób uniemożliwiający wdychanie rozpylonego materiału.
Powłoki malarskie z wyrobów
rozpuszczalnikowych i wodorozcieńczalnych
Dobór odpowiednich substancji koniecznych do modyfikacji określonych własności wyrobu musi być tak prowadzony, aby przy zapewnieniu oczekiwanej jakości powłoki zapewnić również minimalny negatywny jej wpływ na otaczające środowisko, zarówno w trakcie aplikacji jak i w czasie jej użytkowania.
Szczególnie dotyczy to, mimo ogólnie uważanych za nieszkodliwe i chętnie stosowanych przez wykonawców, produktów z wyrobów wodorozcieńczalnych. Mogą one również zawierać szereg szkodliwych substancji, np. lotne związki organiczne i zatruwacze, które zabezpieczają niektóre wyroby przed rozkładem biologicznym.

Funkcje rozpuszczalników
W farbach dyspersyjnych rozpuszczalniki mogą spełniać rolę środków koalescencyjnych, stabilizować procesy zamarzania - odmarzania, wpływać na rozlewność powłoki i zwilżanie podłoża. W farbach wodorozpuszczalnych ich udział sprzyja rozpuszczaniu się spoiwa, przyspiesza odparowanie wody z powłoki, reguluje jej czas schnięcia, poprawia rozlewność i zmniejsza pienienie wyrobów. Niektóre rozpuszczalniki mogą także uczestniczyć w procesie dyspergowania pigmentów. W farbach wodorozcieńczalnych (alkidowych, akrylowych, epoksyestrowych) w oparciu o odpowiednio zmodyfikowane, w celu uzyskania wodorozpuszczalności, żywice syntetyczne stosowane są również rozpuszczalniki organiczne, zazwyczaj 3-10% masowych. Ich rola w tym przypadku polega głównie na poprawie rozpuszczalności spoiwa w wodzie, co zapewnia jednorodność powłoki i właściwe cechy aplikacyjne. Wpływa także na zwiększenie połysku otrzymywanych powłok lakierowych oraz koalescencję cząstek dyspersji, jak również obniżenie minimalnej temperatury tworzenia się filmu.

Mechanizm tworzenia powłoki
Tworzenie się powłok farb dyspersyjnych polega na wzajemnym łączeniu się kulistych cząstek wysokocząsteczkowego polimeru, w wyniku czego powstaje ciągła, jednorodna warstwa lakierowa. W trakcie odparowywania wody z nałożonej na podłoże powłoki cząsteczki rozpuszczalnika pozostają w przestrzeniach pomiędzy kulistymi cząsteczkami polimeru. W dalszym etapie powstawania powłoki rozpuszczalnik migruje do cząstek polimeru spęczniając je i uczestniczy w koalescencji powłoki (zlewaniu się poszczególnych cząstek polimeru w spójną powłokę). Rozpuszczalniki takie nazywa się koalescentami. Po procesie koalescencji wysokowrzące rozpuszczalniki odparowują i powłoka finalna wykazuje większą twardość niż w przypadku zastosowania nielotnych plastyfikatorów. Bardzo wolno parujące rozpuszczalniki pozostają w powłoce przez dłuższy czas powodując, że powłoka jest miękka i łatwa do uszkodzenia. Warunkiem przebiegu prawidłowej koalescencji powłoki polimerowej jest, aby rozpuszczalnik koalescencyjny pozostawał w powłoce aż do momentu odparowania wody.

Nie jest aż tak źle
Obecnie dostępne są już farby wodne na wszystkich rodzajach spoiw lakierowych: alkidowe, epoksyestrowe, akrylowe, dwuskładnikowe epoksydowe i poliuretanowe. Podstawową ich zaletą jest obniżona zawartość lotnych związków organicznych (poniżej
250 g/l), łatwość aplikacji i uniwersalność (chociaż najczęściej wiąże się z tym mniejsza odporność chemiczna), co jednak nie jest najistotniejszą cechą w przypadku malowania pomieszczeń. Alternatywą dla farb wodorozcieńczalnych mogą być farby o zmniejszonej zawartości rozpuszczalników i zwiększonej zawartości części stałych (farby typu ``high solids'`). Badania wykazały, że poziomy stężeń substancji toksycznych są znacznie obniżone przy dobrej wentylacji, ponadto stosowanie mniej toksycznych rozpuszczalników jak np. benzyna bez aromatów lub izoparafiny pozwala na utrzymanie szkodliwego stężenia na całkowicie bezpiecznym poziomie. Odnosi się to także do konwencjonalnych wyrobów stosowanych przy ograniczonej wentylacji. W warunkach optymalnych, czyli wyrób ``high solids'`, rozpuszczalnik izoparafinowy i dobra wentylacja, faktyczne stężenie nie powinno przekroczyć 20% wartości dopuszczalnych. Dodatkową zaletą tego typu wyrobów alkidowych jest fakt, że niemal 50% surowców użytych do ich produkcji pochodzi z odnawialnych biologicznych źródeł, podczas gdy prawie wszystkie surowce do produkcji dyspersji akrylowych są syntetyczne.

Bądźmy jednak ostrożni...
Najczęstszymi zanieczyszczeniami powietrza w pomieszczeniach zamkniętych są formaldehyd, chlorofenole,
naftalen, benzen, toluen, ksyleny, styren, epichlorohydryna oraz ftalany. W większości są to substancje lotne w różnym stopniu i czasie uwalniane z wyrobów malarskich. Z punktu widzenia użytkownika malowanych pomieszczeń lotne substancje organiczne obecne w wyrobach malarskich możemy podzielić na dwa rodzaje: te które opuszczają powłokę do momentu określonego przez producenta wyrobu jako gotowości powłoki do eksploatacji oraz te, które uwalniają się z powłoki po oddaniu jej do użytkowania.
Niestety przepisy prawne nie nadążają za szerokim rozwojem asortymentu proponowanego na rynku oraz wiedzą na temat toksyczności substancji, często dotychczas uważanych za nieszkodliwe dla zdrowia.
Dopuszczalne stężenia substancji szkodliwych dla zdrowia w pomieszczeniach przeznaczonych na stały pobyt ludzi reguluje Rozporządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 12 marca 1996 roku w sprawie dopuszczalnych stężeń w pomieszczeniach przeznaczonych na stały pobyt ludzi. W przypadku substancji nie wymienionych w rozporządzeniu stężenia te nie powinny przekraczać najwyższych dopuszczalnych stężeń średnio- dobowych w powietrzu atmosferycznym na obszarach chronionych. W każdym przypadku jednak, aby ograniczyć niebezpieczeństwo związane ze stosowaniem wyrobów malarskich, należy stosować się do zaleceń producenta wyrobu dotyczących sposobu aplikacji, zalecanej wentylacji w malowanych obiektach oraz czasu aklimatyzacji pomieszczeń przed ich oddaniem do eksploatacji.

---