สีเป็นสารเคลือบชนิดหนึ่งที่ถูกนำมาใช้เพื่อปกป้องพื้นผิววัสดุ เพิ่มคุณสมบัติบางอย่าง หรือให้ความสวยงาม โดยทั่วไป สีมีองค์ประกอบหลัก 4 ส่วน คือ
- สารยึดเหนี่ยว
- ผงสี
- ตัวทำละลาย และ
- สารเติมแต่ง
โดยผลิตภัณฑ์ซิลิเกตถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมสีเพื่อเป็นสารยึดเหนี่ยว (binder) ซึ่งทำหน้าที่ยึดสารประกอบต่างๆในสีเข้าไว้ด้วยกันและติดแน่นบนพื้นผิวที่ถูกเคลือบหลังจากแห้งแล้ว โดยมีข้อดีคือ ตัวทำละลายเป็นน้ำ (water-borne coating) ทำให้แห้งได้โดยใช้ความร้อนหรือทิ้งไว้ในอากาศ แทนการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ที่ระเหยง่าย (VOCs) เมื่อใช้ซิลิเกตในผลิตภัณฑ์สีจึงสามารถใช้ทาได้ทั้งภายในและภายนอกอาคาร เพราะปราศจากกลิ่นฉุนของตัวทำละลาย มีการยึดติดพื้นผิวชิ้นงานที่ดี และทาชั้นเดียวได้โดยไม่ต้องทาซ้ำ นอกจากนี้ สารยึดเหนี่ยวซิลิเกตมักใช้ร่วมกับผงสีอนินทรีย์ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติเด่นบางอย่างและนำไปใช้ในงานที่มีสภาพแวดล้อมเลวร้าย เช่น ยานอวกาศ แท่นขุดเจาะน้ำมันกลางทะเล ถังเก็บสารเคมี และเตาปฎิกรณ์ เป็นต้น
ตัวอย่างผงสีอนินทรีย์ที่เติมในสีซิลิเกต เช่น ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) และไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) สีซิลิเกตที่มีส่วนประกอบของผง ZnO สามารถลดอัตราการกัดกร่อนของโลหะ ทำให้เกิดสนิมช้าลง สีประเภทนี้เหมาะสำหรับทาบนโครงสร้างเหล็ก เช่น สะพาน รางรถไฟ ท่อและถังเก็บสารเคมี ผงสีอนินทรีย์สามารถเพิ่มคุณสมับติในการทนต่อสารเคมีและทนต่อความร้อนที่สูงถึง 400ºC อีกทั้งสะท้อนรังสี UV ที่ก่อให้เกิดสีเหลือง ทำให้สีซิลิเกตมีความคงทน ไม่ขึ้นเหลือง
สำหรับสีซิลิเกตที่มีผง TiO2 เป็นองค์ประกอบ พบว่า TiO2 เพิ่มคุณสมบัติการสะท้อนแสงและความร้อนจากดวงอาทิตย์ เมื่อทาบนหลังคาหรือผนังคอนกรีตสามารถลดความร้อนภายในตัวอาคาร ประหยัดพลังงานจากการใช้เครื่องทำความเย็น อีกทั้งมีคุณสมบัติในการทำความสะอาดตัวเอง เพราะคราบฝุ่นและสิ่งสกปรกไม่สามารถยึดติดบนผิวสีได้
โดยทั่วไปผลิตภัณฑ์ซิลิเกตที่ใช้ในอุตสาหกรรมสี คือ โซเดียมซิลิเกต และโพแทสเซียมซิลิเกต โดยโพแทสเซียมซิลิเกตเป็นที่นิยมมากกว่า เนื่องจากมีความคงทนต่อน้ำมากกว่าโซเดียมซิลิเกตเมื่อนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงหรือในช่วงฤดูฝน
Benefits of Potassium Silicate
- Low VOCs – มีปริมาณสารระเหยต่ำ ทำให้ไม่มีกลิ่นฉุน ปลอดภัยต่อสุขภาพของผู้พักอาศัย
- เมื่อเกิดการเผาไหม้จะไม่มีสารระเหยออกมากระทบต่อสุขภาพ
- Inorganic binder ช่วยให้สียึดเกาะพื้นผิวได้ดี ต้านการเกาะของฝุ่น
- ชะล้างฝุ่นออกได้ง่าย และทนต่อการขัดถูได้ดีกว่าสีทั่วไป
- เพิ่มประสิทธิภาพของสี
- แทรกซึมเข้าสู่ผิวได้ ยืดอายุการใช้งานของสีทับหน้า
- ไม่จำเป็นต้องใช้สีรองพื้น
- ทำให้สีระบายอากาศได้ดีกว่า ไม่เกิดปัญหาสีพองและลอกล่อน
ที่มา:
- http://www.chemicalia.com.au/docs/woellner/Waterborne_alkali_silicates_in_coatings_and_construction_chemicals_
paper.pdf - Pal, S., Contaldi, V., Licciulli, A., & Marzo, F. (2016). Self-cleaning mineral paint for application in architectural heritage. Coatings, 6(4), 48.