Silikatfarbe (Wasserglasfarbe, Mineralfarbe; Organo-Silikatfarbe, Dispersions-Silikatfarbe)

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1 Allgemeine Angaben Materialbeschreibung Anwendungsgebiete Anstrichstoff, der wässrige Kaliwasserglaslösung als Bindemittel enthält Anstrich für außen und innen auf mineralischen Untergründen, Renovierung alter Silikat- und Mineralfarbenanstriche [Zwiener 95] 2K-Silikatfarben vorwiegend für außen, vor allem auf Putz, auch auf Beton und Faserzement; 1K-Silikatfarben für außen und innen, auf Putz, Beton und Faserzement (auf Beton und Faserzement außen bedingt geeignet) Inhaltsstoffe nach [Zwiener 95] Kaliwasserglaslösung z.t. Kunstharzdispersionen (zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit) alkalibeständige Pigmente z.b. Titandioxid z.b. Eisendioxid keine Konservierungsmittel nötig aufgrund der starken alkalischen Eigenschaften 2K-Silikatfarben nach 5-10% Wasserglas, für außen fast ausschließlich Kaliwasserglas 65-75% Pigmente und Füllstoffe (wasserglasbeständig) Kalk Feldspat 20-30% Wasser keine weiteren Hilfsstoffe Rohdichte Wärmeleitfähigkeit? Wasserdampf- Diffusionswiderstandszahl µ Festigkeit Baustoffklasse 1K-Silikatfarben (Organosilikatfarben) nach 8-13% Bindemittel 5-7% Wasserglas Kaliwasserglas (für außen fast ausschließlich) Natronwasserglas (auch für innen) 3-8% Kunstharzdispersion Acrylate Styrol-Acrylate evtl. 3% Silikonharze (zur Verbesserung der wasserabweisenden Wirkung) 43-51% Pigmente und Füllstoffe 9% Titandioxid bei weißen Farben Kalk Feldspat 39-47% Wasser 0-1,7% Lösemittel 0,2-1,5% Hilfsstoffe (z.b. Cellulosederivate als Stabilisatoren) wasserdampfdurchlässig, diese Eigenschaft wird mit steigendem Anteil an Kunstharzdispersion verringert [Zwiener 95] 2K- und 1K-Silikatfarben sind nicht filmbildend, 2K-Silikatfarben: µ = hohe bis mittlere Dampfdurchlässigkeit; 1K-Silikatfarben: µ = hohe bis mittlere Dampfdurchlässigkeit; Seite 1 von 6

2 Bewertung Natureplus-zertifizierte Produkte andere Bewertungen nach Basiskriterien zertifizierbar RL 0600 Wandfarben - vorh. RL 0602 Innenwandfarben auf mineralischer Basis - vorh. RL 0604 Außenwandfarben auf mineralischer Basis geplant [natureplus] natureplus-zertifiziert: KEIM Biosil, Silikatfarbe für innen (Stand 6/2005) Blauer Engel für emissionsarme Wandfarben (nur Innenbereich) (RAL-UZ 102) [blauer-engel] wenn folgende Anforderungen erfüllt: - max. 700ppm Lösemittel - keine Stoffe, die folgendermaßen gekennzeichnet werden: sehr giftig, giftig, krebserzeugend, erbgutverändernd, fortpflanzungsgefährdend - keine Pigmente mit Blei-, Cadmium und Chrom-VI-verbindungen - keine Alkylphenolethoxylate - Weichmachergehalt höchstens 1g/l Formaldehyd weniger als 10 ppm bei vorgeschriebenem Messverfahren, bzw. während der Verarbeitung und Trocknung 25 ppm und 24 h nach Farbauftrag unter 0,05 ppm [blauer-engel] - Isothiazolone MIT/CIT 1:3, S< 50 ppm [HORN 02] - Titanoxid muss entsprechend EG-Richtlinie hergestellt sein - Wassergefährdungsklass höchstens 1 2K-Silikatfarben gehören zu den wenig umweltbelastenden Produkten. (wenig rohstoff- und herstellungsintensiv) Lediglich Kalkfarben wiesen eine noch geringere Umweltbelastung auf, allerdings mit deutlich schlechteren Gebrauchseigenschaften. In der Praxis weisen 1K-silikatfarben (Organosilikatfarben) ein deutlich besseres Kosten-Nutzen-Verhältnis auf, obwohl sie etwas umweltbelastender sind. 2K- und 1K-Silikatfarben können sich nicht für den Blauen Engel schadstoffarme Lacke qualifizieren, da sie nicht zu den Lacken gehören und für Silikatfarben kein Umweltzeichen vorgesehen ist. Umweltbelastungszahl gemäß BUWAL-Methode: 2K-Silikatfarben 7,5 9,5 1K-Silikatfarben Seite 2 von 6

3 Lebenszyklus Rohstoffe Beschreibung Ressourcenvorrat Schadstofffreisetzung bei Rohstoffgewinnung Eingriffe in die Landschaft 2K-Silikatfarben: % mineralische Rohstoffe, % Wasser 1K-Silikatfarben: 3-9 % fossile Rohstoffe, % mineralische Rohstoffe, 39-47% Wasser Sand Kalk Feldspat Eisenoxid evtl. Pigment Titandioxid (gesundheitlich unbedenklich, wird auch in Lebensmittelindustrie verwendet) [Zwiener 95] Sand, Kalk, Feldspat ausreichend vorhanden Eisenoxid auch als Sekundärrohstoff gut verfügbar Titanhaltige Mineralien - Sand, Kalk, Feldspat Freisetzung mineralischer Stäube Titandioxid Herstellung nach dem Sulfatverfahren Titanerz mahlen und mit Schwefelsäure aufschließen, lösen, klären, Eisenzugabe, Abschleudern von Eisensulfat, Titanoxidsulfat hydrolisieren, filtern, waschen, bleichen, glühen bei C; Abfallprodukte: Grünsalz und Dünnsäure (=20%ige Schwefelsäure u.a. Bestandteile, wie Schwermetalle) Dünnsäure wurde bis 1989 im Meer verklappt, heute wird sie aufbereitet, zurückbleibende Schwermetallsulfate werden auf Sondermülldeponien entsorgt oder in Abwasserreinigung und Schlammbehandlung weiterverwendet. Herstellung nach dem Chloridverfahren - Ti-Mineral Rutil wird in Gegenwart von Kohle chloriert, Titantetrachlorid- Oxidation zu Titandioxid und Chlor, Rückführung des Chlors. Entstehung von chlorierten Kohlenwasserstoffen (viele organische Chlorverbindungen sind toxisch und umweltschädlich) [Zwiener 95] Sand, Kalk, Feldspat Abbau meist im Tagebau Titanhaltige Mineralien Seite 3 von 6

4 Herstellung Transport Herstellungsprozess Schadstoffe bei Herstellung für 2K-Silikatfarben = einfacher und risikoloser Prozess: Zusammenschmelzen von Quarzsand mit Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat bei C; erstarrte Schmelze wird gemahlen und in heißem Wasser gelöst. Herstellung der Kunststoffdispersion (für 1K-Silikatfarben) vorwiegend in großen Chemiebetrieben. Es handelt sich um eine Reihe von chemischen Syntheseprozessen, bei denen auch verschiedene Gefahrstoffe wie Blausäure und Ethylenoxid Verwendung finden. 2K-Silikatfarben-Herstellung ohne Verwendung von Gefahrstoffen Blausäure (Gefahr der Hautresorption, hochentzündlich, sehr giftig beim Einatmen, sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung haben, gasförmige Blausäure wird u.a. im Vorratsschutz als Begasungsmittel in Mühlen, Schiffen und Speichern angewendet [enius]) Ethylendioxid (kann Krebs erzeugen, kann vererbbare Schäden verursachen, giftig beim Einatmen, reizt Augen, Atmungsorgane und Haut, Gefahr der Hautresorption, kann Nervenschäden verursachen, wassergefährdend [enius]) Alle buntpigmentierten Silikatfarben, insbesondere die kräftig leuchtenden Pigmente, können Schwermetalle wie Chrom (Chrom-IV-Verbindungen können Krebs erzeugen beim Einatmen, in trockenem Zustand explosionsgefährlich, giftig beim Verschlucken, verursacht schwere Verätzungen, reizt Augen, Atmungsorgane und Haut, Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich, kann zu schlecht heilenden Wunden k führen, Schädigung von Nieren und Verdauungswegen möglich, stark wassergefährdend [WINGIS 2.5]), Kobalt (Sensibilisierung durch Einatmen und Hautkontakt möglich, kann in Gewässern langfristig schädigende Wirkung haben, möglicherweise Krebs erregende Wirkung beim Menschen, kann Gesundheitsstörungen wie Herzschaden, Lungenschaden verursachen, Kobalt ist ein essentielles Spurenelement [WINGIS 2.5]), Nickel (Nickel-II-oxid kann Krebs erzeugen, Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich, kann in Gewässern langfristig schädigende Wirkung haben, schwach wassergefährdend [WINGIS] ), Blei (Bleiverbindungen Anreicherung im Körper, schwere Gehirnschäden möglich, Schädigung Zentralnervensystem, möglicherweise erbgutverändernd, sehr giftig für Wasserorganismen [enius]) oder Cadmium (kann Krebs erzeugen, sehr giftig beim Einatmen, Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerer Exposition durch Einatmen und Verschlucken, kann möglicherweise die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen, kann das Kind im Mutterleib möglicherweise schädigen, kann möglicherweise erbgutverändernd sein, kann Atemwege, Verdauungswege, Augen und Haut reizen, vorübergehende Beschwerden wie Kopfschmerzen, Übelkeit, Husten, Schnupfen, Metallgeschmack können auftreten, kann Gesundheitsschäden wie Blutbildveränderungen, Leberschaden, Lungenschaden, Nierenschaden, Knochenveränderung verursachen, stark wassergefährdend [WINGIS 2.5] ) enthalten Seite 4 von 6

5 Verarbeitung Nutzung Abriss Primärenergieverbrauch Materialinput pro Serviceeinheit (MIPS) Transport Beschreibung zusätzliche Komponenten bei Verarbeitung mögl. Schadstoffabgabe bei der Verarbeitung mögl. Stoffabgabe im eingebauten Zustand Wirkung auf Raumklima Reinigung Verhalten im Brandfall Verhalten bei Durchfeuchtung Beständigkeit und Lebensdauer Verbundsysteme/ Sortenreinheit mögl. Stoffabg. bei Renovierung/ Abriss 2K-Silikatfarben: 4-5 MJ/m 2, das entspricht 1,1 1,4 kwh/m 2, 1K-Silikatfarben: 9-11 MJ/m 2, das entspricht 2,5 3,0 kwh/m 2, wichtigste Einflussgröße für den Energieaufwand von Silikatfarben ist die Menge der Weißpigmente, aber auch die Bindemittelmenge und art spielt eine Rolle. 35-%ige Wasserglaslösung: MI abiotische Materialien 1,18 t/t MI biotische Materialien 0 MI Wasser 6,3 t/t MI Luft 0,292 t/t MI Boden 0 [Wuppertalinstitut] Voraussetzung für die Anwendung von Silikatfarben ist ein verkieselungsfähiger Untergrund; Wasserglas reagiert mit dem mineralischen Untergrund und bildet so einen festen Verbund; Die Verarbeitung von 2K-Silikatfarben ist sehr anspruchsvoll Farbpulver und Wasserglaslösung von 2K-Silikatfarben werden vor der Verarbeitung gemischt. 1K-Silikatfarben sind gebrauchsfertig und müssen vor der Verarbeitung nicht aus dem Fixativ und dem Farbpulver gemischt werden Glas, Naturstein, Klinker, Aluminiumteile etc. müssen abgedeckt und Spritzer sofort mit Wasser abgewaschen werden. Standard-Anstrichaufbau für eine Fassade: 1K-Silikatgrundierung ca. 200g/m 2 erhöhter Anteil an Bindemittel, keine Pigmente und Füllstoffe 1K-Silikatfarben-Deckanstrich ca. 500 g/m 2 2 Anstriche Standardrezeptur keine Silikatfarben sind stark alkalisch, Haut- und Augenkontakt meiden. Sobald die Aushärtung der 2K-Silikatfarben abgeschlossen ist, sind diese stark ätzenden Eigenschaften verschwunden mögliches Ausgasen von Restmonomeren aus den Kunstharzzusätzen ist eher als unbedeutend zu beurteilen [Zwiener 95] Silikatfarben enthalten keine umweltrelevanten Bestandteile, die durch Abwitterung, Diffusion oder bei der Renovierung in die Umwelt gelangen können. Die Diffusionseigenschaften des Untergrundes bleiben weitestgehend erhalten Reinigung mit Wasser möglich nicht brennbar wetterfest, wasserabweisend; diese Eigenschaften werden mit steigendem Anteil an Kunstharzdispersion verringert [Zwiener 95] Silikatfarben sind auch nach Jahren noch leicht basisch und hemmen die Pilzbildung. lange haltbar [Zwiener], abriebfest, abwaschbar und scheuerbeständig, lichtecht, wetterbeständig, beständig gegen die in der Luft enthaltenen sauren Abgase und ein wertvoller Schutz für säureempfindliche Untergründe (z.b. Sandstein) Silikatfarben bilden immer ein Verbundsystem mit dem Untergrund, das aber aus chemisch ähnlichen Komponenten besteht und daher unproblematisch ist. Trennung nicht möglich. Seite 5 von 6

6 Entsorgung /Verwertung Deponierbarkeit Verhalten bei Verbrennung Biol. Abbaubarkeit Wiederverwendbarkeit Wiederverwertbarkeit / Recycling abhängig vom Untergrund nicht brennbar biologisch nicht abbaubar nicht wiederverwendbar Mit Silikatfarben behandelte Baustoffe werden in ihrer Recyclierbarkeit nicht beeinträchtigt und führen nicht zu Qualitätseinbußen von Sekundärbaustoffen Seite 6 von 6