افزودنی در رنگهای پودری الكترواستاتيک چیست؟
افزودنی‌ها در رنگهای پودری الكترواستاتيک کلا به موادی اطلاق میشوند که به میزان نسبتا اندک (حدود 0.05 تا 2 درصد) به فرمولاسیون رنگها اضافه میشوند تا عملکردهای فنی خاص از سیال رنگ یا سرویس دهی پوشش نهایی آن را کنترل کنند.
هر افزودنی دارای عملکرد ویژه یا ترکیبی از تاثیرات خاص میباشد و هر افزودنی با توجه به عملکردش در پوشش‌نهایی نامگذاری میشود. معمولا هر افزودنی برای استفاده در انواع خاصی از رنگها و گاهی فقط یک نوع رنگ در نظر گرفته میشوند.
باید توجه داشت که بین افزودنی‌های رنگ و اجزاء با عملکرد ویژه که معمولا آنها هم به مقدار کم استفاده میشوند اختلاف وجود دارد به این صورت که بر خلاف اجزاء با عملکرد خاص که به رنگ اضافه میشوند تا خاصیت ویژه‌ای را ایجاد کنند، افزودنی‌های برای کنترل یا تقویت خاصیت ایجاد شده به کار گرفته میشوند.
به عنوان مثال رنگدانههای ضد خوردگی از اجزاء با عملکرد خاص میباشند در حالیکه افزودنی‌های بازدارنده خوردگی کمک میکنند تا پوششها در برابر فرآیند توسعه و افزایش خوردگی مقاومت کنند.
نقش افزودنی‌ها در پوشش‌های پودری
در سال‌های اخیر، تولید پوششهایی پودری به عنوان یک پوشش عاری از آلودگی و مواد فرار به طور قابل توجهی افزایش یافته است. پوشش‌های پودری از نظر صاف بودن سطح فیلم در مقایسه با پوشش‌های پایه آب و حلال ضعیف‌تر میباشند و میتوان گفت که ظاهر خارجی پوشش‌های پودری بزرگترین مشکل آنها میباشد. افزودنی‌ها یک عامل مهم و اساسی در فرمولاسیون پوشش‌های پودری هستند. در اکثر موارد افزودنی‌ها وظایف مشابه‌ای در پوشش‌های پودری همانند پوشش‌های مایع انجام میدهند. به غیر از ترشدن، پراکندگی و عامل کنترل کف، بسیاری از مواد افزودنی مورد استفاده در پوشش‌های مایع در پوشش‌های پودری استفاده میشود.
بیشتر بخوانید: همه چیز راجب رنگ پودری
بنابراین برای بهبود ظاهر خارجی سیستمهای پوشش پودری، عوامل افزودنی مانند عامل پراکندگی (dispersion agent)، عامل کنترل رئولوژی (rheology control agent)، عامل کنترل سطح (surface control agent)، عامل کمکدهنده الکترواستاتیک (electrostatic assistance agent) مورد نیاز است.
همچنین سایر مواد افزودنی که به طور معمول در سیستمهای پوششی پودری مورد استفاده قرار میگیرد میتوان به واکسها (waxes)، گاززداها (degassing)، کاتالیزورها (catalysts)، مات
کنندهها (matting agent)، طرح دارکنندهها (texturing agent) و پایدارکنندههای نوری (Light stabilizer ) اشاره کرد.
افزودنی‌های مورد استفاده در پوشش پودری باید مشخصات زیر را داشته باشد:
• جامد، ترجیحا پودر فاین با یک نقطه ذوب کریستالی یا 50< Tg
• 100% فعال
• موثر در مقادیر پایین
• از نظر شیمیایی غیر قابل واکنش با رزین و عامل پخت
واکسها (Waxes)
واکسها جزء افزودنی‌های فرمدهنده سطح میباشند که فرصت‌های فراوانی را برای دستیابی به خواص سطحی بالاتر مورد نیاز ایجاد میکنند که البته گاهی اوقات رسیدن به آنها بسیار مهم است.
قسمت عمده فرمدهنده های سطح به سه گروه زیر تعلق دارد:
• روغن‌های سیلیکونی
• ترکیبات سیلیکونی اصلاح شده
• واکسها و محصولات پلیمری (به صورت پودر یا دیسپرشن)
برای موثر بودن در پوشش، فرمدهندههای سطح می‌باید:
• لزوما ناسازگار باشند هم با رنگ پایه مایه و هم جامد.
• قادر به مهاجرت باشند و سطح خشک آماده پوشش را غنی کنند.
کاربردهای عمده فرمدهندههای سطح به قرار زیر است:
• پوشش قوطی‌ها (روانکننده)
• پوشش‌های مبلمان (ماتکننده، ضد خراش)
• وارنیش‌ها و لاک‌های رنگی برای چوب (مات کردن)
• مرکب‌های چاپ (توانداری مکانیکی، لیزی)
• رنگهای پودری (تقویت فرآینده، مقاومت در برابر خراش و ماتی)
سیلیکون و واکس چیست؟
سیلیکون‌ها، واکسها و فرمدهندههای سطح پلیمری برای ارتقاء خواص سطحی و ایجاد لیزی بهتر و تقویت مقاومت خراش به کار گرفته میشوند و بر خلاف افزودنی‌های سیلیکونی، واکسها به عنوان ماتکننده نیز عمل میکنند. همچنین قابل ذکر است که همه افزودنی‌های فرمدهنده سطح ممکن است اثرات منفی بر روی سایر خواص پوشش بخصوص دوام چسبندگی داشته باشند.
یا دیسپرسیون‌های پایدار شده در محیط آبی یا آلی در دسترس هستند. با توجه به اینکه ترکیبات سیلیکونی در رنگهای پودری کاربردی ندارند در ادامه به توضیح واکسها و تئوری‌های موجود خواهیم پرداخت.
در مقایسه با سیلیکون‌ها، واکسها معمولا ارزانتر و بسیار مطمئنتر هستند و به ندرت عوارض منفی دارند و راه حل مناسبی برای بهبود آسیب سطحی، خراش، ایجاد سختی، لیزی سطح و کاهش براقیت هستند. میزان مصرف واکسها 3-1 درصد ولی برای سیلیکون‌ها 5/0-2/0 درصد نسبت به کل فرمول رنگ میباشد.
انواع مختلف واکسها را میتوان به دو گروه تقسیمبندی کرد:
• واکسها طبیعی (Carnaba wax، Bees wax، Shellac، Ozokerite wax و غیره )
• واکسهای مصنوعی (واکسهای پلیاتیلن و پلیپروپیلن، پلیتترا فلورو اتیلن، پلیآمیدها، Montana wax و غیره)
واکس ها معمولا خواص زیر را دارا هستند:
• در دمای اتاق جامد، ولی ممکن است از حالت پلاستیک و نرم تا حالت سخت و شکننده تغییر کند.
• در دمای 80-40 درجه سانتیگراد بدون تجزیه شدن ذوب میشوند.
• ساختمان کریستالی، شفاف تا پشت پوش داشته و غیر شیشه‌ای هستند.
• وزن مولکولی پایین (عمدتا در دامنه 6000-1500) داشته و در دمای بالاتر از نقطه ذوب ویسکوزیتهشان پایین است و حلالیت و سازگاریشان به مقدار زیادی به دما وابسته است.
تاثیر نهایی واکسها در پوششها به مقدار زیادی به چگونگی وارد کردن آن بفرمول بستگی دارد که شامل:
الف) شکلی که واکس وارد فرمول میشود.
ب) کدام روش و در کدام مرحله از فرآیند ساخت رنگ اضافه شدن انجام میشود.
سه راه عمده برای وارد کردن واکس به فرمول رنگ وجود دارد:
1. واکسهای مذاب: اگرچه واکسها ضرورتا در دمای اتاق در مقابل حلال مقاومند، بیشتر آنها در حلال‌های داغ قابل حل هستند. وقتی این محلول سرد شود واکس پخش شده به دست میآید. با توجه به بعضی از معایب، این روش بوسیله تعداد زیادی از تامین کنندگان رد شده است چون مثلا یک واکس غیر محلول مانند پلیتترا فلورو اتیلن با این روش قابل استفاده نیست.
2. واکسهای پخش شده: دیسپرسیون‌های واکس در حلال‌های آلی و حامل‌های مختلف بوسیله فرآیند آسیاب با آسیاب گلول‌های یا غلطکی تولید میشود. این روش جهانی است 1. و شرایط تولید سوسپانسیون‌های همه نوع واکس را فراهم میکند.
3. واکسهای میکرونیزه: این نوع واکسها در جت میکرونیزه استوانه‌ای تولید میشوند. اندازه ذرات با مالیده شدن به یکدیگر تحت تاثیر نیروی سانتریفوژ و در منطقه فعال، کاهش مییابد و وقتی به اندازه کافی کوچک شدند تخلیه میشوند. استفاده از واکسهای میکرونیزه شده بهترین روش است، البته اگر نوع میکرونیزه واکس وجود داشته باشد (واکس باید به اندازه کافی ترد و شکننده باشد). واکسهای میکرونیزه ذراتی بسیار ریز با خلوص 100% (بدون حلال‌های سنگین و افزودنی‌ها) موجود هستند. این نوع واکسها برای سیستمهای پوششی پودری مناسب میباشند. همچنین این نوع واکسها توانایی مات کردن بالایی را داردکه در دو مورد قبل بسیار کم و ناچیز میباشد.
نتیجه گیری:
افزودنی‌ها در رنگهای پودری الكترواستاتيک تاثیرات فراوانی دارند و کیفیت رنگهای پودری را بسیار بالا می‌برند. برای استفاده از رنگهای پودری لازم نیست که از افزودنی ها استفاده کنید اما اگر رنگ متفاوت و خاصی میخواهید لازم است که از این نوع رنگهای استفاده کنید.