خانه / انواع رنگ ها / کلیاتی در مورد رنگ قسمت دوم

کلیاتی در مورد رنگ قسمت دوم

● حلالهای مصرفی در صنایع رنگسازی

▪ نقش حلالها

نقش حلالها که مایعات فراری میباشند در سهولت کار و استفاده از رزینها و رنگهای حاصل از آنان بر همگان روشن است زیرا که استفاده از رزینهای صددرصد غیر فرار در هنگام مصرف: کاری بسیار مشکل بوده و شکی نیست که جهت جاری ساختن و امکان برداشت مقدار مورد نیاز از مخازن نقل و انتقال آنان از قبیل بشکه، تانکر و غیره نیاز به حرارت داشته که این خود مستلزم وقت و هزینه سنگینی است . لذا از همین روست که آنان را به کمک حلالها از صددرصد به ۳۰ الی ۸۰ درصد غیر فرار تبدیل می نمایند تا بدین ترتیب حلال اضافی نه تنها رزین یا رنگ مورد نظر را در خود حل نماید و بلکه همچنین وسیکوزیته را کاهش و در نتیجه قدرت جاری شدن را نیز افزایش و خلاصه امر اینکه کار با آنانرا بسیار ساده تر نمایند. کاربرد حلال و کاهش درصد غیر فرار در صنایع رنگسازی بسیار مهمتر از دیگر صنایع بوده زیرا که برس زدن، اسپری کردن، تشکیل فیلم یکنواخت، براقیت، زمان خشک شدن و سخت شدن همگی تابع درصد غیر فرار رنگ مورد نظر بوده و این حلال است که با قدرت انحلال کنندگی خود رنگ را به درصد مورد نیاز، دلخواه و قابل مصرف میرساند. انتخاب درست یک حلال از عوامل مهم بوده و بر خواص ویسکوزیته، برس خوری، زمان خشک شدن و غیره اثر مستقیم داشته و از اثرات جانبی آن نیز میتوان بلیدینگ، جوش زدن، فلوئینیگ ضعیف و امثالهم را نام برد. یک حلال در پایان عمل در فیلم یک رنگ باقی نمیماند اما اثرات کارهائی که انجام میدهد باقی میمانند.

یک پلی مر ممکن است به تناسب انتخاب نوع حلال بطور مولکولی در آن پخش شود (Dispersion) و یا اینکه حالت تراکمی و یا تجمعی بخود بگیرد (Aggregation) و درجه پخش پلی مر در یک حلال برویسکوزیته، شفافیت، انعطاف پذیری، سختی و مقاومت فیلم خشک حاصل از آن اثر میگذارد.

▪ خواص فیزیکی حلالها :

از جمله خواصیکه یک حلال بر مبناء آن انتخاب میگردد میتوان قدرت حلالیت، فراریت یا سرعت تبخیر، نقطه جوش، نقظه اشتعال، نقطه آتش سوزی، قیمت، رنگ، بو، وزن مخصوص، مقاومتی ضد خوردگی، طبیعت شیمیائی، عدد هپتان و غیره را نام برد.

۱) نیتروپارافینها

از این حلالها میتوان جهت انحلال پذیری رزینهای وینیلی، آکرلیکی، اپوکسی، نیتروسلولزی، استات سلولز، بیوتایرات، روغنها، چربیها، واکسها و دایها استفاده نمود. نیتروپارافینها در چهار نوع تجارتی در دسترس بوده که نوع ۲- نیتروپرویان با درجه تبخیری برابر با نرمال بیوتیل استات و سمیت کمتر مصرف بیشتری در صنایع رنگسازی دارد. علاوه بر این از نیتروپریان بعلت حلالیت قوی و بوی کم میتوان در رزینهای وینیلی بجای کیتونها در مواقع ایکه بو مسئله مهمی باشد استفاده نمود. حلالهای نیتروپارافینی گرانقیمت و اندکی نیز سمی هستند.

۲) آب

امروزه استفاده از آب چه بصورت تنها یا مخلوطی از الکل و اترالکلها بعنوان یک حلال بدلایل بهداشتی و عدم خطر آتش سوزی و سمی نبودن مصرف فراوانی پیدا کرده خصوصاً جهت انحلال رنگهای پلاستیکی، رزینهای محلول در آب و رزینهای امولسیونی و کلوئیدی؛ بنابراین از مهمترین دلائلی که امروزه آب را بعنوان یک جانشین خوب برای حلالهای آلی توصیه مینمایند میتوان فراوانی، ارزانی، بی بوئی، غیر سمی و اشتعال ناپذیر بودن آنرا نام برد. البته آب یک حلال ایده آلی نمیباشد زیرا که با تمامی دیگر حلالهای آلی امتزاج پذیر نبوده و فیلم حاصل از رنگ محلول در آب براقیت عالی ای نداشته و همیشه نسبت به آب نیز حساس میباشد.

▪ رزینهای سلولزی

۱) رزینهای نیترو سلولزی:

پلی مرهای سلولزی که در رنگهای فوری یا لاکها، پلاستیک، مواد منفجره، فیلم عکاسی، الیاف مصنوعی، هواپیما، شیشه اتومبیل و چسب بکار میروند اصولا از نوع استر یا اتر سلولزی بوده که استرها از قبیل نیترو سلولزو استات سلولز واترها از قبیل اتیل سلولز، بنزیل سلولز و غیره می باشند. لازم به توضیح است که رزین نیترو سلولز در حقیقت نیترات سلولز می باشد که امروزه به غلط و برحسب عادت به همان نیتروسلولز معروف است. پلی مرهای نیترو سلولزی بعلت داشتن خواص ویژه از قبیل سریع خشک بودن، مقاومت خوب فیلم حاصل و سختی مناسب مصرف فراوانی در صنایع رنگ سازی دارند هرچند که انعطاف پذیری و چسبندگی آنان در مقایسه با دیگر رزینها نسبتاً خوب نمی باشد. هرچه وزن مولکولی رزینهای نیترو سلولزی افزایش یابد قدرت فیلم حاصل نیز افزایش و بعکس انحلال پذیری کاهش می یابد و لذا از آنجائیکه وزن مولکولی پلی مرهای سلولزی بالاست چسبندگی آنان بر روی سطوح کم بوده و از اینرو جهت افزایش چسبندگی آنان معمولا از پلاستی سایزرهای رزینی با روغنهای خشک نشونده و یا پلاستی سایزرهای شیمیائی استفاده می نمایند. البته ناگفته نماند که نقش پلاستی سایزرها علاوه بر افزایش چسبندگی و براقیت بیشتر، ایجاد یک محلول قابل اسپری نیز می باشد.

ـ طرز تهیه

رزین نیترو سلولز مصرفی در صنایع رنگسازی که شامل عوامل نیترات می باشد و نه نیترو در اصل همان نیترات سلولز می باشد که به غلط به نیترو سلولز مشهور است و از واکنش سلولز خالص با اسید نیتریک در حضور اسید سولفوریک تهیه میگردد که حضور اسید بدان خاطر است که بتواند آب حاصل از واکنش را از محیط خارج تا عمل نیتراسیون بدلخواه صورت پذیرد.

مکانیزم عمل بدین صورت است که اسید نیتریک با عمل ئیدرو گسیل موجود بر مولکول سلولز واکنش نموده و تشکیل یک استر را می دهد. در صنعت، نیترات سلولز را میتوان با درصد نیتروژنهای متفاوت از قبیل ۵/۱۰ تا ۸/۱۳ درصد تولید نمود و نوعیکه در صنایع رنگسازی مصرف بیشتری دارد نوع با حدود ۷/۱۰ الی ۲/۱۲ درصد نیتروژن می باشد.

در صنعت رزینهای نیترو سلولزی در سه نوع استاندارد RS، AS، SS و در انواع ویسکوزیته یافت میشوند که در صنایع رنگسازی از نوع RS بیشتر از دو نوع دیگر استفاده میگردد و هر سه نوع دارای حدود % ۳ الکل اتانل، ایزوپروپانل و یا نرمال بیوتانل می باشند. با توجه به اینکه حدود % ۳ الکل (الکل اتیلیک) همراه رزینهای نیترو سلولزی می باشد اما از آنجائیکه جامد و پودری می باشند ظاهراً % ۱۰۰ بنظر می آیند. بنابراین بایستی توجه داشت که رزینهای نیترو سلولزی موجود در بازار % ۱۰۰ جامد نمی باشند و لذا می بایستی این مهم را در هنگام فرمولیزاسیون مد نظر داشت.

ـ حلالهای مصرفی در رنگهای نیتروسلولزی

از آنجائیکه مکانیزم سخت شوندگی فیلم حاصل از رنگهای نیتروسلولزی بر اثر تبخیر حلال می باشد لذا یکی از پارامترهای مهم در ارائه فرمول یک رنگ یا کلر فوری همانا انتخاب و تعیین دقیق حلالهای مصرفی می باشد که نیاز به شناخت و تجربه کافی فرمولیست در این زمینه دارد. حلالها اثرات زیادی در یکنواخت شدن فیلم و کیفیت نهائی آن داشته و معمولا یک حلال فوری به خاطر تکنیک پیچیده و قیمت از سه نوع حلال اصلی، کمکی و رقیق کننده تشکیل میشود که حلال رقیق کننده نه تنها باعث کاهش قیمت نهائی میگردد و بلکه انحلال پذیری بهتری نیز به نیتروسلولز در حلال اصلی خود میبخشد. حلالیت نیترو سلولز نسبت عکس با مقدار ازت موجود در آن دارد بطوریکه هرچه مقدار ازت بیشتر باشد حلالیت آن در حلالهای معمولی تجارتی کمتر است.

۱) حلالهای اصلی یا فعال

ـ استرها (اتیل استات، بوتیل استات و …)

ـ کیتونها (استن، متیل اتیل کیتون و متیل ایزو بوتیل کیتون)

نیترو سلولز نه تنها در استرها و بلکهدر کیتونها نیز به خوبی حل می گردد. کیتونها معمولا با قدرت حل کنندگی زیاد ارزانقیمت تر بوده و از طرفی نسبت رقیق شوندگی شان نیز با حلالهای غیر واقعی بطور قابل ملاحظه ای بالاست بطوریکه اگر محلولهائی با دیسکوزیته مساوی از کیتونها و استرها تهیه شوند محلول حاصل از کیتونها قابلیت بیشتری در ایجاد فیلم خواهد داشت. کیتونها براحتی در تهیه محلول نیترو سلولزی با درصد جامد زیاد و با ویسکوزیته پائین بکار میروند و استرها در تهیه محلولهائی با درصد جامد کم یا متوسط و با ویسکوزیته بالا بکار میروند. معمولا استفاده از کیتونها با وزنهای مولکولی کمتر بیشتر ترجیح داده می شود تا استرهای مشابه زیرا که کیتونها امکان استفاده بیشتر از حلالهای غیر واقعی که ارزانتر ند را داده بدون آنکه بر قابلیت حل کنندگی محلول حاصل اثرات محسوسی بگذارند. کیتونها در مواردیکه احتیاج به حداکثر مواد جامد با حداقل ویسکوزیته باشد بکار میروند در صورتیکه از استرها در مواردی استفاده میگردد که احتیاج به حداکثر ویسکوزیته با حداقل و یا حد متوسط درصد جامد باشد.

۲) حلالهای کمکی یا الکلها

رزینهای نیترو سلولزی در الکلها به از متانل قابل حل نیستند و اما افزایش مقدار کمی الکل به حلالهای اصلی افزایش مقدار کمی الکل به حلالهای اصلی افزایش چشمگیری بر قدرت حلالیت حلالهای اصلی خواهد داشت. استفاده مستقیم (یا تنها) از الکل بعنوان یک حلال نیترو سلولزی بنا بدلائل ذیل امکان پذیر نمی باشد:

ـ الکلها به تنهائی نمی توانند محلول روشنی از نیتروسلولز ایجاد نمایند.

ـ الکلها به تنهائی نمی توانند نیترو سلولز را در خود حل نمایند.

ـ تبخیر الکلها به تنهائی نمی تواند در ایجاد فیلم یکنواخت و رضایت بخش نقشی داشته باشد.

۳) حلالهای رقیق کننده یا غیر فعال

– ئیدرو کربنهای آلفتیک یا غیر فعال

از عمده حلالهای رقیق کننده میتوان حلالهای ئیدرو کربنی آلفتیک و آروماتیک مثل تولوئن، زایلن و نفتا با نقطه اشتغال بالا را نام برد که به هیچ وجه به تنهائی قادر به انحلال رزینهای نیتروسلولزی در خود نمی باشند و اما از آنجائیکه استفاده از حلالهای فعال و نیمه فعال جهت انحلال رزینهای فوق باعث افزایش قیمت نهائی تولید حاصل خواهد گشت از اینرو جهت کاهش قیمت نهایی از حلالهای غیر فعال نیز جهت رقیق کردن محلول حاصل از انحلال رزینهای نیترو سلولزی در مخلوط حلالهای فعال و نیمه فعال استفاده می نمایند. معمولا حلالهای رقیق کننده را بر مبناء نسبت رقیق کنندگی آنان انتخاب می کنند. نسبت رقیق کنندگی دو حلال بهم عبارتست از نسبت آن مقدار مینیمم یک حلال رقیق کننده به مقدار حلال واقعی که ایجاد یک محلول کدری را نماید.

▪ رزینهای اپوکسی

رزینهای اپوکسی از همان اوایل پیدایش جای پای خود را در میان دیگر موارد گوناگون صنایع رنگسازی به عنوان یکی از مواد مهم این صنعت باز نمودند که این موفقیت بیشتر به خاطر خصائص فراوان و متنوع این رزینها می باشد. در حقیقت دست یک فرمولیست را در ارائه فرمولهای مختلف رنگ از قبیل انواع رنگهای سخت شونده با آمین و کراس لینک شونده براثر حرارت که مقاومت بسیار خوبی در مقابل حلالها و مواد شیمیائی دارند باز میگذارد. از مصارف مهم رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهای اپوکسی، چسبها، دوغاب و مواد درزگیر آب می باشد.

ـ طرز تهیه رزینهای اپوکسی:

دو نوع مهم و پر مصرف رزینهای اپوکسی عبارتند از رزینهای اپوکسی اترگلسیدی و رزینهای اپوکسی اولیفینی که چگونگی روش تهیه هر یک متفاوت بوده و به شرح ذیل می باشد.

۱) رزینهای اپوکسی اتر – گلسیدی

رزینهای اپوکسی ایکه از واکنش بیسفنل A (دی فنل پروپان) و اپی کلروئیدرین تهیه میگردند از مرغوبترین نوع رزینهای اتر-گلسیدی می باشند که از واکنش کندانسیونی بسیفنل A واپی کلروئیدرین در حضور یا قلیا بدست می آیند. البته بیسفنل دیگری بنام بیسفنل F نیز در صنع یافت میشود که ویسکوزیته کمتری از بیسفنل A دارد.

عامل فنلی که در رزینهای فنلیک باعث افزایش رنگ میگردد بعکس در رزینهای اپوکسی به خاطر تبدیل به عامل اتری باعث کاهش رنگ رزینهای اپوکسی میگردد. وجود حلقه های بنزنی در رزینهای اپوکسی باعث سختی بیشتر و در نتیجه شکنندگی پلی مر حاصل گشته و می بایستی آنان را جهت رسیدن به خواص لازم با رزینهای دیگری اصلاح و یا کراس – لینک نمود. عمل کراس – لینک از طریق عوامل اپوکسی و یا ئیدروگسیل صورت می پذیرد و از آنجائیکه این عوامل به فواصل زیادی ازهم قرار دارند لذا پلی مر حاصل فیلمی با انعطاف پذیری مناسبی را تشکیل خواهد داد. بعلت وجود حلقه های آروماتیک جاذب نور ماوراء بنفش خورشید در رزینهای اپوکسی و در نتیجه مقاومت ضعیف فیلم آنان در مقال چاکینگ یا گچ شوندگی نبایستی از رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهای مصرفی بر سطوح بیرونی استفاده نمود.

رزینهای اپوکسی از مایع غلیظ گرفته تا جامد در دسترس می باشند و اگر چنانچه در فرمول تهیه آنان مقدار بیفنل A از مقدار اپی کلروئیدین کمتر باشد رزین حاصل مایع و در صورتیکه برابر و یا زیادتر باشد جامد است. در انواع مایع آن ۰ = n و وزن مولکولی تقریبی ۳۴۰ می باشد و در انواع جامد ۲۶ تا = n و وزن مولکولی ۷۰۰ الی ۸۰۰ می باشد. رزینهای اپوکسی جامد سخت، شکننده و زرد کمرنگ می باشند.

۲) رزینهای اپوکسی – اولیفینی:

این نوع رزینها از طریق اپوکسی نمودن بندهای دوگانه کربن به کربن اولیفینها ساخته می شوند که در پروسس ساخت آنان از اسید پراستیک به عنوان عامل اپوکسی کننده استفاده می شود. بعنوان مثال رزین گلسدیل متا کریلات یک رزین اپوکسی متا کریلات می باشد:

فیلم حاصل از رزینهای اپوکسی – اولیفینی مقاومت بهتر و بیشتری از فیلم حاصل از رزینهای اپوکسی – اتر گلسیدی در مقابل آب و هوا دارد و اما بعکس مقاومت ضعیف تری در مقابل مواد شیمیائی از خود نشان میدهد و به همین مناسبت هم کمتر از رزینهای اثر گلسیدی در ساخت رنگهای حفاظتی استفاده میگردد. اختلاف دیگر آنان در اینست که رزینهای اپوکسی – اولیفینی با مواد سخت کننده اسیدی سریعتر از مواد سخت کنده آمینی وارد واکنش میگردند.

▪ نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ و رزین:

نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ و رزین را بطور کلی میتوان بدو قسمت تقسیم نمود. یکی به عنوان یک پلی الکل و دیگری به عنوان یک رزین تشکیل دهنده فیلم .

▪ رزین های فنلیک

رزینهای فنلیک از زمره رزینهای سخت می باشند که امروزه بطور وسیعی خصوصاً در صنایع رنگسازی بکار میروند. پروسس ساخت رزینهای فنلیک کندانسیونی بوده و عموماً از واکنش فنل و آلدئید با تولید آب به عنوان یک تولید جانبی بدست می آیند که نوع رزین فنلیک حاصله شدیداً تابع PH محیط می باشد. رزینهای فنلیک در برابر اسیدهای رقیق مقاومت زیادی دارند و بعلاوه مقاومت قابل ملاحظه ای نیز در برابر آب از خود نشان میدهند و اما از عیوب آنان اینست که در معرض نور تمایل به زرد گرائی یا یلوئینگ شدید دارند.

ـ مشخصات مواد اولیه مصرفی در ساخت رزینهای فنلیک مختلف

۱) آلدئیدها

از نقطه نظر تئوری از آلدئیدهای بسیاری میتوان در تهیه رزینهای فنلیک آلدئیدی استفاده نمود، اما در عمل تقریباً تمامی رزینهای فنلیک – آلدئیدی مصرفی در صنایع رنگسازی از فرم آلدئید بصورت یکی از فرمهای موجود در بازار تهیه میگردند. فرم آلدئید خودش بتنهائی بصورت گاز می باشد و از اینرو در بازار بصورت محلول آبی ۳۷، ۴۴ و یا % ۵۰ وزنی یافت میگردد. ناگفته نماند که جهت تهیه محلول آلی فرم آلدئید از پلی مر جامد فرم آلدئید بنام پارافرم آلدئید نیز میتوان استفاده نمود.

از هگزامتیلن تترا آمین که جسم جامد حاصل از واکنش فرم آلدئید با آمونیاک می باشد نیز میتوان بعنوان یک منبع آلدئیدی استفاده نمود البته مشروط به اینکه حضور و یا وجود نیتروژن در رزین تولیدی حاصل مجاز باشد. معمولا در ساخت رزینهای فنلیک – آلدئیدی مصرفی در صنایع رنگسازی از پارا فرم آلدئید که یک پلی مر استآلدئید می باشد استفاده می نمایند.

۲) فنلها

تنها فنلی که در اوایل بطور تجارتی در بازار در دسترس بود فنلی بود که از تقطیر کول تار یا قطران ذغال سنگ بدست می آمد و از آنجائیکه انواع فنل موجود درکول تار تقریباً نقطه جوش مشابه ای داشتند لذا در عمل جدائی و یا تهیه یک فنل بخصوص بکمک روش تقطیر مشکل و یا غیر ممکن به نظر میرسید تا اینکه بعدها بموازات افزایش تولید رزینهای فنلیک، فنلهای مصنوعی با درجه خلوص بیشتر به بازار آمدند: پارا – فنیل فنل تولید جانبی روش تهیه فنل مصنوعی می باشد و بیسفنل A از کندانس فنل با استن در حضور یک کاتالیزور اسیدی بدست می آید. سه نوع دیگر از کندانس فنل با مقدار مناسبی از یک ئیدروکربن غیر اشباع با استفاده از کاتالیزور اسید سولفوریک یا برون فلوراید بدست می آیند بعنوان مثال پارا – ترشیری بیوتیل فنل از کندانس با ایزوبیوتیلن بدست می آید. تمامی فنل های مصنوعی فوق الذکر خواص مشترکی دارند مثلا همه آنان در گروه قسمت پارای خود کربن نوع سوم دارند.

از جمله موارد استعمال رزینهای فنلیک میتوان سیستمهای ذیل را نام برد. وارنیشهای رزینی روغنی هوا خشک و کوره ای.

۱) وارنیشهای مربوط به عایقهای الکتریکی.

۲) ترکیب با اپوکسی رزینها جهت ساخت پوششهای مربوط به قسمتهای داخلی و خارجی صفحات فلزی، قوطی های صنعتی و ظروف غذائی در صنایع بسته بندی و مواد غذائی.

۳) اصلاح رزینهای آلکیدی جهت پوشش سطوح ماشین آلات کارخانجات، تانکرها، خطوط لوله و غیره.

▪ رزینهای آمینو:

لغت آمینو فقط به رزینهای یوریا و ملامین – فرم آلدئید و مشتقات آنان اطلاق میگردد که حاصل واکنش محلول فرم آلدئید و یک ترکیبی مثل اوره و یا ملامین با گروه می باشند و یا به عبارت دیگر آمینو به کوپلی مرهای منومری اوره، ملامین، آکریلامیدومتاکریلامید با فرم آلدئید گفته می شود. رزینهای آمینو مایع، بیرنگ، بودار، شفاف و زلال می باشند که در ساخت رنگهای ترموست، بعضی از رنگهای هوا خشک، چسب کاغذ، پارچه و قالب های پلاستیکی بکار میروند.

وقتیکه در ساخت یک رنگ فقط از رزینهای آمینویوریا و ملامین فرم آلدئید بعنوان تنها بایندر بکار رونده استفاده شود فیلم حاصل بسیار شکننده بوده و چسبندگی کمی بر روی یک سطح فلزی خواهد داشت و لذا رزینهای آمینو به تنهائی برای ساخت یک رنگ کوره ای مناسب نمی باشند. و اما از آنجائیکه خوشبختانه بارزینهای آلکیدی، آکرلیک ترموست، و اپوکسی محتوی گروه های فعال کربو کسیل و ئیدرو کسیل امتزاج پذیری خوبی دارند لذا مخلوط آنان به نسبتهای مختلف فیلی با خواص عالی ایجاد خواهد نمود.

معمولا از رزینهای آلکیدی کوتاه روغن خشک نشونده بهمراه رزینهای آمینو بعنوان پلاستی سایزر بمقدار ۱۵ الی ۳۰ درصد وزن جامد کل رزین فرمول بکار گرفته می شود که البته این مقدار در رنگهای اتومبیلی از ۵ الی ۱۰ درصد و در رنگهای مصرفی بر سطوح در تماس با محلولهای دترجنی ۳۵ الی ۴۰ درصد و در کلرهای چوبی کاتالیزوری تا ۵۰ درصد در نوسان می باشد.

▪ رزینهای آلکیلیتدیوریا – فرم آلدئید

رزینهای آلکیلیتدیوریا – فرم آلدئید به سال ۱۹۳۶ به بازار عرضه گردیدند و همانطوریکه از اسمشان پیداست حاصل واکنش اوره، فرم آلدئید و یک الکل می باشند که اوره و فرم آلدئید هر دو در آب قابل حل هستند اوره با وزن مولکولی ۶۰، یک کریستال سفید رنگ با نقطه ذوب می باشد و به نسبت در آب قابل حل است. فرم آلدئید معمولا بصورت محلول ۳۷ درصد در آب تحت عنوان فرمالین و یا بصورت پودر تحت عنوان پارا – فرم آلدئید در بازار بفروش می رسد.

یک مول اوره ممکنست با یک یا دو مول فرم آلدئید وارد واکنش گردد و نوع تولیدات حاصل تابع محیط واکنش می باشد بطوریکه تولیدات محیط بازی کاملا با هم متفاوت می باشند. در محیط اسیدی یک جسم انحلال ناپذیر در آب تولید میشود که بدرد صنایع رنگ سازی نمی خورد و اما در محیط بازی یک جسم انحلال پذیر در آب حلالهای آلی بایستی از قطبیت آن بکمک حلالهائی از قبیل بیوتانل کاست.

جهت تهیه دی متیلول اوره مقادیر دقیقی از اوره و فرمالین را در PH (۷) الی (۵/۸) و درجه حرارت یا بیشتر در حضور یک کاتالیزو بازی مثل ئیدروکسید سدیم حرارت میدهند و وقتیکه واکنش تکمیل شد جسم حاصل را در خلاء غلیظ و بعد بطرق مختلف خشک می نمایند.

▪ رزینهای آلکیلیتد ملامین – فرم آلدئید

رزینهای آلکلیلیتد ملامین – فرم آلدئید به سال ۱۹۴۰ به بازار عرضه گردیدند و همانطوریکه از اسمشان پیداست حاصل واکنش ملامین، فرم آلدئید و یک الکل می باشند. ملامین با وزن مولکولی ۱۲۶ یک پودر کریستال سفید رنگ با نقطه ذوب در آب بسیار اندک انحلال پذیر بوده است.

▪ حلالهای مصرفی

حلال مخصوص رزینهای آمینو مخلوطی از نسبتهای مساوی بیوتانل و زایلن می باشد که البته برای تعدادی از رزینهای آمینو نسبت بیوتانل به زایلن افزایش می یابد. در بعضی از مواقع در ساخت بعضی از رنگهای ملامینی از نفتا با نقطه اشتعال بالا که سرعت تبخیر کندتری از مخلوط بیوتانل و زایلن دارد استفاده می نمایند زیرا که باعث جریان بهتر رنگهای مخصوص رولر کوتینگ میگردد. در بعضی از موارد مثل مواقعیکه نمیتوان بعلت بوی زیاد بیوتانل از مخلوط بیوتانل – زایلن استفاده نمود و یا جهت انحلال پذیری بهتر رزینهای آلکیدی مصرفی بهمراه رزینهای ملامینی از نفتا و یا مخلوط بیوتیل سلوسلووماینرال اسپریت استفاده می نمایند. البته خود رزینهای آمینو نیز بو دارند که احتمالا بوی آنان علاوه بر حضور بیوتانل از بیوتیل فرمال موجود در آنان ناشی میگردد.

ـ موارد مصرف

در رنگهای کوره ای از رزینهای آمینو بهمراه رزینهای آلکیدی جهت کاهش سخت شدن و افزایش سختی فیلم استفاده می نمایند. در ضمن ذکر تمامی موارد مصرف رزینهای آمینو از حوصله این کتاب خارج است و در اینجا فیلم به ذکر تعدادی که بیشتر از همه مصرف دارند پرداخته میشود.

مصرف رزینهای آمینو در ساخت رنگهای سفید که خود نیز به چهار دسته تقسیم میشوند:

– رنگ سفید عمومی

– رنگ سفید یخچالی

– رنگ سفید ماشینهای شستشو

– رنگ سفید مقاوم در مقابل گرما

هر گروه شرائط و قیمت مخصوص بخود را دارد مثلا اولین گروه شامل رنگ کابینت، آشپزخانه و غیره می باشد که بایستی از قیمتی ارزانتر و قابل رقابت تر برخوردار باشد. در دومین گروه علاوه بر اینکه فام سفید و بقاء آن در فیلم رنگ حاصله جهت پوشش یخچالها بسیار مهم می باشد همچنین می بایستی مقاومت خوبی در مقابل آب صابون، سایش و خراشهای عمومی نیز داشته باشد. از اینروست که در رنگهای یخچالی از درصد بیشتری از ملامین رزین استفاده می نمایند تا نه تنها ثبات فام رنگی فیلم حاصل خوب شود و بلکه مقاومت شیمیائی آن نیز افزایش یابد. و در گروه سوم همانند گروه دوم نه تنها فام سفید و پایداری آن مهم می باشد و بلکه فیلم حاصل می بایستی مقاومت بسیار عالی ای در مقابل آب ولرم و گرم صابونی (دترجنی) داشته باشد.

▪ رزینهای آکرلیک

انواع رزینهای آکرلیک در سیستم حلالی

رزینهای آکریلیک بدو گروه عمده ترموپلاست و ترموست تقسیم میگردند:

۱) رزینهای آکریلیک ترموست

رزینهای آکریلیک ترموست همو – پلی مریا کو – پلی مر استرهای اسید آکریلیک و یا اسید متا آکریلیک می باشند که با خود و یا با یک کو – پلی مر دیگری که داریا عامل فعال ئیدرو گسیل (-OH) کربوکسیل (-CooH)، متیلول آمید و یا اپوکسی می باشد تحت حرارت کراس لینک نموده و تشکیل یک سختی را میدهند.

اصولا کاربرد رزینهای در ساخت رنگها معمولا بمنظور تامین حد متوسط خواص مطلوب و ایجاد غلظت مناسب از نقطه نظر مصرف عملی می باشد. از اینرو محققین کوششهائی زیادی بعمل آورده اند تا رزینهائی با مواد جامد زیاد توام با کاربرد عملی بهتر تهیه نمایند لذا براساس همین طرز تفکر، پلی مرهائی با زنجیره های نسبتاً کوتاه تهیه گردیده اند که قادرند با دیگر رزینهای فعال تحت شرائط و حرارت معین ترکیب شوند. تهیه اینگونه رزینها با طول زنجیر کوتاه منجر به تامین درصد جامد زیاد و کاربرد عملی مناسب تر رزین میگردد و از طرفی ایجاد گروههای فعال لازم هم به کمک واکنشهای شیمیائی روی این زنجیرها منجر به تشکیل فیلمی با خواص بسیار عالی خواهد شد که بطور مطلوب و دلخواه سخت میشود. و براساس همین اصول بود که رزینهای آکریلیک ترموست ساخته شدند.

رزینهای آکریلیک ترموست پلی مرهائی با زنجیر نسبتاً کوتاه (وزن مولکولی کم) و گروههای فعال متنوعی می باشند که تحت شرائط و حرارت معین با دیگر رزینهای فعال (کو – رئاکتنتها) که دارای عوامل و گروههای فعال می باشند وارد واکنش میگردند.

لازم به توضیح است که کمی وزن مولکول متناسب با کوتاهی زنجیر پلی مر می باشد که در نتیجه مقدار درصد جامد بیشتر و لذا کاربرد عملی بهترخواهد شد. در ساختمان رزینهای آکریلیک معمولا گروههای فعال ذیل وجود دارند:

۱) گروه فعال کربو کسیل

جهت ایجاد چنین گروه فعالی بر مولکول یک رزین آکرلیک از اسید آکریلیک و یا متا آکریلیک بهمراه استرهای آکریلیک و یا متا آکریلیک و اصلاح کننده ای از قبیل استایرین استفاده میگردد.

۲) گروه فعال ئیدروگسیل

۳) گروه فعال آمیدی

آکریلامید در کنار مونومرهای دیگر از قبیل اتیل آکریلات استایرین با فرم آلدئید و یک الکل مانند بیوتانل واکنش می نماید تا یک پلی مر تولید شود.

۴) گروه فعال اپوکسی

در آکریلیکها گروه فعال اپوکسی را میتوان با استفاده از گلسدیل متا آکریلات بوجود آورد.

۵) گروه فعال آلکیلی با بند دو گانه

استفاده از این گروه فعال هنوز در ساخت پوششهای سطحی معمول نگردیده است.

البته به غیر از مونومرهائی که در فوق ذکر گردید، مونومرهای دیگر نیز در ترکیب با مونومرهای آکریلیکی جهت ایجاد خواص متفاوت دیگر بکار میروند که از آن میان میتوان استات وینیل، استایرین، وینیل تولوئن، متا آکریلامید و غیره را نام برد. تمامی گروه های مذکور میتوانند با هم دیگر وارد واکنش بگردند که در اینصورت میگویند واکنش همو-پلی مریاسلف رئاکنتت می باشد و هم میتوانند با گروههای فعال رزینهای دیگری از قبیل یوریا-فرم آلدئید، ملامین فرم آلدئید و یا اپوکسی وارد واکنش بگردند که در اینصورت واکنش کو-پلی مریا کورئاکتنت نامیده میشود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال کربوکسیل می توان از رزینهای اپوکسی استفاده نمود.

ـ بهمراه رزیتهای آکریلیک با گروه فعال ئیدروگسیل میتوان از رزینهای یوریا و یا ملامین – فرم آلدئید و اپوکسی استفاده نمود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال متیلول آمید میتوان از خودش یا رزینهای اپوکسی، آلکید و وینیل استفاده نمود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال اپوکسی میتوان از اسیدهای دو ظرفیتی، انیدریدها و پلی آمین استفاده نمود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال عامل آلکیلی با بند دوگانه میتوان از کاتالیزورهای پراکسیدی استفاده نمود.

رزینهای آکریلیک ترموست با رزنیهای آمینو، اپوکسی و وینیلی امتزاج پذیر بوده اما با آلکید رزین بلند روغن امتزاج پذیر نمی باشد. با آلکید رزین کوتاه روغن و نیترو سلولز اندگی خاصیت امتزاج پذیری دارند. رزینهای آکریلیک ترموست در ماینرال اسپریتها قابل حل نیستند ولی در ئیدرو کربنهای آروماتیک، استرها و کیتونها بطور کامل قابل حل بوده و کمی نیز در الکلها انحلال پذیرند.

رنگهای آکریلیکی ترموست نه تنها براقیت و حفظ براقیت خوبی دارند و بلکه ر محلول قابل اسپری از درصد جامع مناسبی برخوردار بوده و مقاومت شیمیائی بیشتری نیز از آکریلیکهای ترموپلاست دارند هرچند که مقاومت بیرونی آنان ممکنست که بخوبی رزینهای ترموپلاست نباشد. رزینهای آکریلیکی ترموست در بازار معمولا بصورت محلولهای % ۵۰ در مخلوط حلالهای زایلن، بیوتانل و سلوسلو استات ارائه میگردند.

از رزینهای آکریلیکی با عامل فعال کربو کسیل معمولا بهمراه رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهائیکه انتظار میرود فیلم آنان محکمی و انعطاف پذیری، سختی و مقاومت شیمیائی خوبی داشته باشد از قبیل رنگهای وسایل آشپزخانه و وسایل تزئینی فلزی استفاده میشود. از این نوع پوشش معمولا جهت پوشش ورقهای استیلی نیز استفاده می شود بدین ترتیب که ورق استیلی را ابتدا رنگ آمیزی و سپس به شکل دلخواه در می آورند.

رزینهای آکریلیک با عامل فعال ئیدروگسیل معمولا بهمراه رزینهای یوریا و یا ملامین – فرم آلدئید و اپوکسی مصرف میگردد تا فیلمی سخت، براق و محکمی را بوجود بیاورند. از آنان معمولا بیشتر جهت ساخت رنگهای اتومبیلی استفاده می گردد. و از دیگر موارد مصرف آنان میتوان یخچالها، وسایل آزمایشگاهی، مبلهای فلزی و کلر جهت پوشش ورقهای مسی و برنجی را نام برد. ناگفته نماند که این قبیل پوشش ها بهترین مقاومت در هوای آزاد را بهمراه مقاومت یلوئینگ خوب در میان دیگر انواع پلی مرهان آکریلیکی ترموست دارند.

رنگهائیکه از رزینهای آکرییکی با گروههای فعال آکریلامید ساخته میگردند وقتیکه در درجه حرارت بمدت ۳۰ دقیقه حرارت ببینند براقیت، انعطاف پذیری و مقاومت شیمیائی خوبی دارند. این قبیل پوششها بیشتر جهت ماشینهای شستشو، خشک کن ها، کولرها و غیره استفاده میگردد. خواصیکه رنگهای کوره ای آکریلیکی در بر دارند عبارتند از؛

ـ ایجاد پوشش با فیلمی سخت و محکم.

ـ حفظ و بقاء رنگ خوب.

ـ مقاومت خوب در برابر ایجاد لکه و آلودگی.

ـ چسبندگی خوب بر روی فلزات در معرض واکنش شیمیائی.

ـ قابل استعمال بصورت یک لایه یعنی عدم نیاز به آستری.

ـ سهولت کاربرد روی پارچه همراه با سختی مطلوب.

ـ قابل استعمال در حرارتهای بالا.

▪ رزینهای آکریلیک ترموپلاست

این رزینها همو-پلی مراسترهای اسید آکریلیک و یا اسید متا آکریلیک می باشند و از آنجائیکه مونومرهای آکریلیک و متا آکریلیک امتزاج پذیری خوبی با هم دارند از اینرو میتوان آنانرا به هر نسبتی کو-پلی مرایز نمود. رزینهای آکریلیک ترموپلاست ساختمانی مشابه رزینهای ترموست دارند با این تفاوت که برخلاف آنان فاقد هرگونه گروه فعال بوده بو بعلاوه دارای وزن مولکولی نسبتاً زیادی حدود ۱۰۰،۰۰۰ می باشند و در ضمن بوسیله مکانیزم تبخیر حلال خشک و سخت میگردند. با استفاده از این رزینها میتوان پوششهای رنگی برای فلزات، پلاستیکها، وسایل ساختمانی، کاغذ، پارچه و دیگر سطوح تهیه نمود، و هم اینکه بعنوان ماده اولیه ساخت رنگهای فوری جهت لکه گیری اتومبیلی، لاکهای روشن و لاکهای پیگمانته شده فوری بکار برد. این رزینها دارای رنگ روشنی مثل آب بوده، ترانسپارنتی عالی داشته و مقاومت زادی در مقابل یلوئینگ و میل به و واکنش بسیار کمی با پیگمانها دارند. در برابر مواد شیمیائی مقاوم بوده و چسبندگی و دوام بیرونی خوبی نیز در مقابل آب، باز و غیره دارند.

با توجه به ساختمان مونومر بکار رفته، پلی مریزاسیون استرهای آکریلیکی تولید رزینهائی را می نماید که از حالت چسبناکی و نرمی به حالت سفتی و الاستیکی و بالاخره بحالت سخت و شکنندگی تبدیل میشوند. یادآور میشود که پلی متاآکریلاتها فیلم هائی سخت تر از آکریلاتها ایجاد می کنندد و هرچه طول زنجیر کربنی حاصل از استریفکاسیون الکلی بیشتر باشد رزین مربوطه نیز نرمتر میگردد. بنابراین پلی متا آکریلات سخت ترین نوع بوده و در حالیکه پلی ۲- اتیل هگزیل متا آکریلات فیلمی چسبناک را ایجاد مینماید. علاوه بر طبیعت ساختمان شیمیائی مونومر بکار رفته، وزن مولکولی نیز تاثیر قابل ملاحظه ای برخواص مکانیکی و شیمیائی رزین حاصله دارد. با تغییرات نسبی نسبت اسیدهای آکریلیک و متا آکریلیک در آغاز (قبل از واکنش) و با تغییر طول و درجه شاخه زنجیر کربنی رادیکال الکل، رزینهائی تولید میشوند که سختی و قابلیت انحلالشان در حلالهای زنجیری به نحو دلخواه قابل تنظیم است.

حلالهای مصرفی بهمراه رزینهای آکریلیک ترموپلاست تقریباً مشابه با حلالهای رزینهای آکریلیک ترموست می باشند. رزینهای آکریلیک ترموپلاست با رزینهای نیترو سلولزی، وینیلی و اپوکسی امتزاج پذیرند ولی با رزینهای آلکیدی بلند روغن، آمینو و کلر رینیتد را بر امتزاج پذیر نمی باشد و امتزاج پذیری آنان با آلکید رزین کوتاه روغن اندک می باشد.

همانطوریکه قبلا نیز ذکر شد در صنایع رنگسازی پلی مرهای آکریلیکی چه بصورت محلول و یا جامد چه بعنوان محلول کلرهای روشن و یا رنگهای پیکماندار مصرف فراوانی دارند. تعدادی از موارد مصرف آنان عبارتست از:

ـ رنگهای آلومینیومی

ـ رنگهای اتومبیلی

ـ رنگهای هواپیما

ـ رنگهای رویه

ـ رنگهای فلورسنت

ـ رنگهای استریپ شونده

ـ کلر جهت پنجره های آلومینیوم

ـ رنگ جهت وسایل برقی

ـ لاک جهت کاغذ

ـ کلر چوبی

ـ مرکب چاپ

فرمولیزاسیون کلرهای آکریلیکی ترموپلاست بسیار ساده می باشد. رزین جامد در صورتیکه بصورت محلول نباشد در یک حلال حل میگردد و ممکنست که از پلی مرهای سنگین دیگری از قبیل نیترو سلولز، وینیل یا استات بوتیرات سلولز و پلاستی سایزر جهت اصلاح خواص سختی و چسبندگی بهمراه رزینهای آکریلیکی استفاده گردد.

در ساخت رنگی با فام سفید یا فام رنگی ابتدا پیگمان را در رزین آکریلیک و یا پلاستی سایزر بکار رفته بهمراه آن پخش می نمایند و یا اینکه مستقیماً از چیپس رنگی که حاصل پخش پیگمانها در یک بایندر امتزاج پذیر با رزین آکریلیک می باشد استفاده می نمایند. سپس دیگر مواد مورد نیاز را به مخلوط اضافه می کنند. از آنجائیکه رزینهای آکریلیکی قدرت مرطوب کنندگی خوبی ندارند از اینرو می بایستی از آسیابهائی با راندمان کار خوب استفاده گردد.

اشکالات احتمالی در رسیدن به یک رنگ فوری آکریلیکی براق ممکنست که ناشی از آسیاب و یا استفاده بیش از حد پیگمان باشد. جهت پوششهای آکریلیکی برای ماگزیمم نسبت پیگمان به بایندر میتواند باشد.

● سیستم امولسیونی

▪ انواع رزینهای آکریلیک در سیستم امولسیونی

۱) آکریلیکهای امولسیونی ترموپلاست

پلی مرهای امولسیونی ویسکوزیته پائینی دارند اما وزن مولکولی آنان حتی به یک ملیون نیز برسد. همانند دیگر سیستمهای امولسیونی دارای خواص سهولت استفاده با برس و رولر بوده و خطر آتش سوزی نیز ندارند و از مزایای استفاده از آنان میتوان زمان خشک شدن سریع بطوریکه بتوان در عرض ۳۰ الی ۶۰ دقیقه لایه دوم را بر روی آنان زد، مقاومت قلیائی بهتر، چسبندگی عالیتر، سختی و انعطاف پذیری بهتر را نام برد. با توجه به خواص مذکور آکریلیکهای امولسیونی ترموپلاست جهت پوشش سطح خارجی از قبیل سطوح گچی و سیمانی واقع در آب و هوا بسیار بد مناسب می باشند.

در مقایسه با رنگهای آکریلیکی ترموپلاست روغنی (حلالی) مقاومت خوبی در مقابل جوش زند، گچ شوندگیف رنگ تینت و مقاومت بهتری نیز در مقابل ترک و چسبندگی بر روی فیلم قدیمی حاصل از زنگهای روغنی در شرائط آب و هوای رطوبتی از خود نشان میدهند و در عوض مقاومت ضعیفی در مقابل یلوئینگ دارند. از سال ۱۹۶۱ ببعد از این رنگها به جای رنگهای روغنی جهت پوشش سطوح چوبی استفاده گردیده است. تا کنون اصطلاحاتی بر روی پلی مر های آکریلیکی با استایرین و استات وینیل جهت ارزانتر نمودن قیمت صورت گرفته که متاسفانه این عمل اغلب اثرات منفی ای بر بعضی از خواص داشته است.

معمولا جهت ساخت یک رنگ آکریلیکی ترموپلاست امولسیونی مراحل ذیل انجام می پذیرد:

ـ پخش پیگمان در آب

ـ اختلاط رزین امولسیونی و اضافه شونده ها بدان

ـ تینت

ـ آزمایش خواص و تنظیم آن مطابق استاندارد در صورت نیاز

موادیکه در ساخت رنگهای امولسیونی آکریلیکی بکار میروند شبیه به همان مواید هستند که در سیستمهای امولسیونی دیگر بکار میروند. پیگمانها می بایستی نسبتاً در آب حل نشود و تا PH برابر با ۵/۹ مقاومت داشته باشند. دی اکسید تیتانیم پیگمان سفیدی است که معمولا بیشتر از همه استفاده میگردد. فنالوسیانیتها، اکسید آهن، پیگمانهای سیاه آلی نیز جهت استفاده در این سیستم مناسبند.

در ارائه فرمول رنگهای آکریلیکی از مواد ضد کف و ضخیم کننده از قبیل ئیدروکسی اتیل سلولز جهت بالا بردن ویسکوزیته و جلوگیری از ته نشینی پیگان استفاده نمائید. جهت رنگهای امولسیونی مات درصد جامد را حدود ۴۰ الی %۴۲ در نظر بگیرید.

از آنجائیکه رنگهای امولسیونی در درجه حرارتهای پائین مصرف میگردند لذا به مواد کئولسنس کننده از قبیل تری بیوتیل فسفات، روغن کاج و اتیلن گلیگول منو بیوتیل اتر (بیوتیل سلوسلو) مورد نیاز است. PH فرمول را با ئیدرو کسید آمونیوم حدود ۵/۹ تنظیم نمائید. از یک ماده ضد فاسد شوندگی مثل نمک فنیل جیوه ینز جهت جلوگیری از رشد قارچ و باکتری استفاده شود.

جهت ساخت رنگهای امولسیونی آکریلیکی مصرفی بر سطوح خارجی معمولا بهمراه رزینهای اکریلیکی امولسیونی حدود ۳۵ الی ۴۰% از رزین پلی وینیل کلراید (PVC) استفاده نمائید و برای سطوح چوبی مقدار PVC کمتری یعنی حدود ۳۰ الی %۳۵ جهت افزایش مقاومت در مقابل آب پیشنهاد میگردد. در ساخت رنگهای سفید از پیگمان دی اکسید تیتانیم نوع روتایل و حدود ۵ تا%۱۰ از نوع آناتاز جهت کنترل و مقاومت بهتر در قبال گچ شوندیگ استفاده شود و از اکستندرهای مصرفی بهمراه آنان میتوان طوری ارائه نمود که پرس، رولرو یا اسپری قابل مصرف باشند.

رنگهای آکریلیکی امولسیونی ترموپلاست بعلت سریع خشک شدن و ایجاد یک فیلم سخت با مقاومت بهتر در مقابل آب قادر به رقابت با رنگهای حاصل از پلی وینل استات و بوتا دائین استایرین ارزانقیمت می باشند و از آنجائیکه رنگهای مصرفی بر سطوح داخلی نیازی به مقاومت زیاد در مقابل آب و هوا همانند رنگهای مصرفی بر سطوح خارجی ندارند از اینرو میتوان درصد PVC آنانرا تا %۵۵ افزایش داد.

پیچمان سفید آنان نیز دی اکسید تیتانیم واکستندرشان کربنات کلسیم و یا تالک می باشد. همانند رنگهای مصرفی بر سطوح خارجی در ساختشان از مواد ضد کف، ضخیم شونده و ضد فاسد شوندگی نیز استفاده می شود.

آکریلیکهای انحلال پذیر در آب که بصورت پلی مرهای آکریلیکی در فرم اسیدی، یا بصورت نمکهای سدیم یا آمونیاک در آب انحلال پذیرند بعنوان مواد ضخیم کننده رنگهای امولسیونی و لاتکس بکار میروند و از آنجائیکه اسید و نمک هر دو در آب انحلال پذیر است لذا همیشه در فیلم باقی خواهد ماند. بنابراین جهت ایجاد فیلمی که می بایستی مقاومت خوبی در مقابل آب داشته باشد بایستی از حداقل مقدار ضخیم کننده استفاده شود. نوع پر مصرف آن نمک سدیم اسید پلی آکریلیک می باشد که به نسبت % ۵ آب ویسکوزیته ای برابر با ۱۱۰۰ الی ۱۲۰۰ سانتی پو آز ایجاد می نماید.

۲- آکریلیکهای امولسیونی ترموست

پلی مرهای آکریلیکی امولسیونی که ذکرشان به میان آمد از نوع ترموپلاست بوده که نوع ترموست آنان با اضافه شدن مونومرهای آکریلیک و متا آکریلیک کراس- لینک کننده که شامل گروههای فعال ئیدروگسیل، کربو کسیل، آمید و یا اپوکسی می باشند بدست می آید.

در ساخت آکریلیکهای امولسیونی ترموست درصد PVC حدود % ۱۵ بدون استفاده از اکستندر جهت ایجاد براقیت زیاد می باشد. رنگ حاصل یک فیلم سخت و براقی را وقتیکه در ۱۰۰ الی حرارت بیند ایجاد می نماید. آستریها و رنگهای رویه فلزاتی که با پلی مرهای آکریلیکی امولسیونی ترموست تهیه میگردند فیلمی با چسبندگی، مقاومت شیمیائی و بیرونی عالی ایجاد می نمایند و سمیت و خطر آتش سوزی کمتری دارند.


▪ رزینهای وینیلی

پلی مرها و کو-پلی مرهای وینیلی از زمره بایندرهای مهم مصرفی در صنایع رنگسازی می باشند که در انواع مختلف جهت مصارف گوناگون در دسترس می باشند. علاوه بر مصرف زیاد در صنایع رنگسازی در صنایع پلاستیک، پارچه، مرکب، نقاشی، چسب، بسته بندی و غیره نیز مصرف فراوانی دارند. رزینهای وینیلی از نقطه نظر شیمیائی شامل تمامی پلی مرهائی میشوند که از مونومرهای محتوی گروه وینیلی تشکیل شده باشند مثل پلی اتیلن، پلی استایرن، پلی آکریلات، پلی وینیل کلراید، پلی وینیل استات و کو-پلی مرهای آنان.

ـ مونومرهای مصرفی در ساخت رزینهای وینیلی

۱) مونومر وینیل کلراید

وینیل کلراید یا مونومر مونو کلر واتیلن که یک گاز بی رنگ و آتش زا در حرارت و فشار معمولی می باشد دارای نقطه جوش ۹/۱۳- سانتی گراد است در صنعت تحت فشار بصورت مایع در آمده و سپس حمل میگردد. مونومر وینیل کلراید یکی از پر مصرف ترین مونومرهای تجارتی می باشد و در صنعت آنرا به چند طریق تهیه می نمایند.

۲) مونومر وینیل استات

وینیل استات یک مایع آتش زا، بیرنگ با بوی زیاد می باشد که در صنعت بعد از وینیل کلراید مصرف فراوانی دارد و در صنعت روشهای گوناگونی جهت تهیه وینیل استات وجود دارد که در ذیل به یکی از آنان اشاره می گردد.

۳) وینیل آیدین کلراید

وینیل آیدین کلراید یا ۱ و ۱- دی کلرو اتیلن یک مایع فرار، آتش زا، روشن و سمی با طعم شیرین می باشد که نقطه جوش آن ، نقطه اشتعال آن ، وزن مخصوص آن ۲۱۳/۱ و انحلال پذیری آن در آب کم می باشد.

▪ رزینهای پلی وینیل استات

شیمیستهای رنگ به خوبی به خواص پلی وینیل استات و کو-پلی مر وینیل استات به خاطر موارد مصرف فراوان آنان در ساخت رنگهای لاتکس یا امولسیونی مصرفی بر سطوح درونی و بیرونی آگاهند بطوریکه ارزان قیمت بودن، قابلیت اصلاح و خواص عالی دیگر باعث مصرف زیاد آنان شده است. و همچنین بدلائل مشابه مصرف فراوانی نیز در ساخت چسب های لاتکس، پوشش های کاغذی و غیره پیدا نموده اند.

تفاوت زرین پلی وینیل استات و رزین پلی وینیل کلراید در این است که گروه استات آن خواص متفاوتی را بر روی زنجیر مولکولی کربن به کربن ایجاد می نماید. مولکول رزینهای وینیل استات منشعب تر از بسیاری از مولکولهای رزینهای وینیل کلراید میب اشد و همانند وینیلها ترموپلاست بوده مگر آن دسته که گروه های فعال کراس – لیکن کننده دارند و از این عوامل از همان ابتدا در ساختشان بکار گرفته شده است . رزینهای پلی وینیل استات بی رنگ، بی بو و غیر سمی می باشند و چسبندگی خوبی دارند و مقاومت فیلم حاصل از آنان بستگی به میانگین وزن مولکولی و نوع خواص کومونومرهای مصرفی دارد.

خود پلی وینیل استات همانند پلی متیل آکریلات یک پلی مر شکننده است که جهت تشکیل یک فیلم سخت می بایستی بهمراه آن از یک پلاستی سایزری مثل دی بیوتیل فتالات استفاده نمود و یا از کو-پلی مریزاسیون وینیل استات با مونومرهائی مثل اتیل آکریلات، ۲- ایتل هگزیل آکریلات و غیره استفاده شود.

۱) رزین پلی وینیل استات مصرفی در پوششهای لاتکس

دو نوع همو و کو-پلی مر موجود است که نوع آخری خواص بهتری را در رنگ ایجاد می نماید. از مهمترین مونومرهای اصلاح کننده میتوان وینیل استات، دی بیوتیل مالئیت، بیوتیل ۲- اتیل هگزیل و ایزودسیل آکریلات و غیره را نام برد. کو-پلی مرها ممکنست ۲۵ الی ۳۰% دی بیوتیل فرمارات و ۱۲ الی ۱۵% ۲- اتیل هگزیل آکریلات داشته باشند. لاتکس های موجود در بازار ممکنست در ویسکوزیته، درصد جامد، وزن مولکولی، اندازه ذرات، سهولت تشکیل فیلم و دیگر خواص متفاوت باشند. از دیگر مواردی که در ساخت رنگهای پلاستیک با لاتکس بکار میروند میتوان پیگمان، اکستندر، مواد مرطوب کننده، مواد پخش کننده، ضخیم کننده، ضد کف، پلاستی سایزر، مواد کئولسنس کننده، ضد باکتری، فریزتااستابلیتی (ضد یخ)، مواد مرطوب کننده کناره ها، با فرها و ضد زنگ را نام برد. مصرف بیش از حد مواد مرطوب کننده و یا پخش کننده باعث ایجاد کف بیشتر و کاهش مقاومت فیلم در مقابل آب میگردد.

۲) رزین پلی وینیل الکل

رزین پلی وینیل الکل از ئیدرولیز رزینهای استری پلی وینل خصوصاً پلی وینیل استات بدست می آید که بیشتر در صنایع پارچه، کاغذ و چسب مصرف میگردد تا صنایع رنگ سازی. آب تنها حلال آن می باشد و چسبندگی بسیار قوی بر روی بسیاری از سطوح دارد و یک بایندر خوبی برای بسیاری از سیلرها می باشد.

۳) رزینهای پلی وینیل آلدئیدی

در تجارت سه نوع رزین پلی وینیل آلدئیدی وجود دارد که از کندانسه شدن فرم آلدئید، استا آلدئید و یا بوتیر آلدئید با پلی وینیل الکل حاصل میشوند.

این مطلب را بصورت دیگری نیز بیان میدارند مثلا استالیزه کردن پلی وینیل الکل (ترکیب یک آلدئید با یک پلی وینیل الکل را که منجر به ایجاد پلی وینیل استال گردد را اصطلاحاً استالیزه کردن گویند).

در نهایت پلی وینیل استال یا پلی وینیل آلدئید حاصل را خنثی و بعد از شستشو با آب خشک میکنند.

ـ اگر : H=R باشد در آنصورت پلی مر حاصل را پلی وینیل فرمال میگویند.

ـ اگر : باشد در آنصورت پلی مر حاصل را پلی وینیل استال میگویند.

ـ اگر : باشد در آنصورت پلی مر حاصل را پلی وینیل بوتیرال میگویند.

با توجه به تغییر بنیانهای R خواص رزینها نیز با همدیگر فرق خواهد کرد. طول زنجیر و وزن مولکولی پلی وینیل استات اولیه مصرفی در ساخت پلی وینیل الکل میتواند در ویسکوزیته پلی وینیل آلدئید موثر باشد. با زیاد شدن نسبت پلی وینیل استات در ساخت پلی وینیل الکل قابلیت انحلال پذیری پلی وینیل آلدئید زیاد میشود و درصورتیکه با زیاد شدن گروههای ئیدروگسیل قابلیت انحلال پذیری آن در حلالها کم میشود.

▪ پلی وینیل فرمال

پلی وینیل فرمال بمقدار زیادی در ساخت رنگهای مربوط به روپوش سیمها بکار میرود. پوششیکه در اینمورد بکار میرود مخلوطی از پلی وینیل فرمال با ویسکوزیته زیاد و رزینهای فنلیک آلکیل میباشد. فیلم حاصل فاقد هدایت الکتریکی بوده و در برابر سایش و بیشتر حلالها مقاومت خوبی دارد. حلال مصرفی در این زمینه معمولا فورفورال می باشد. اصلاح رزین پلی وینیل فرمال با اپوکسی ایزوسیانات خواص بهتری را از اصلاح آن با پلی وینیل فرمال – فنلیک آلکیل میدهد. پلی وینیل فرمال گرانقیمت بوده و از اینرو در صنایع موارد مصرفش کم بوده و فقط در موارد مخصوصی بکار میرود.

▪ پلی وینیل استال

پلی وینیل استال که از آلدئید استیک مشتق میگیرد دارای حلالهای انحلال کننده بیشتری از پلی وینیل فرمال و پلی وینیل بوتیرال می باشد. استفاده از این رزین با لاکهای انحلال پذیر در الکل یک فیلم محکم و سخت با مقاومت خوب در مقابل سایش و هدایت الکتریکی ایجاد می نماید.

این رزین قابلیت امتزاج پذیری خوبی با رزین نیتروسلولز دارد و در حلالهائی نظیر الکل، بنزین، تولوئن، استن و ئیدرو کربنهای کلرینه شده حل میشود و وقتی با نیترو سلولز مخلوط میشود، ثبات شیمیائی و مقاومتش در برابر نور و هوا بیشتر میگردد.

▪ پلی وینیل بوتیرال

فیلمهای پلی وینیل بوتیران نمونه ای از رزینهای وینیلی آلدئیدی هستند که وقتی در حرارتهای مابین ۱۴۰ الی برای مدت یک ساعت حرارت ببینند حاصبت ترموستینگی نشان میدهند. مخلوط پلی وینیل بوتیرال با رزینهای فنلیک، یوریا و ملامین فرم آلدئید در ساختمان بسیاری از پوششهای رنگی بکار میرود. این پوششها مقاومت خوبی در مقابل سائیدگی و حلالهای آلی داشته و بیشتر بمصرف پوشاندن قوطیهای حلبی بکار میروند. بعلاوه رزینهای پلی بوتیرال بمقادیر زیادی در ساخت واش – پرایمرها حاصله از کرومات روی، اسید فسفریک و یک حلال الکلی استفاده میگردند. واش پرایمرها دارای خاصیت ضد خوردگی بوده و قدرت چسبندگی بسیار زیادی دارند، و وقتیکه فیلم بسیار نازک آنان به ضخامت ۲/۰ الی ۳/۰ میکرون تشکیل گردد علاوه بر خاصیت ضد زنگی، چسبندگی بسیار قوی نیز بر روی بسیاری از فلزات از جمله استیل، آهن گالوانیزه، آلومینیوم، منیزیم، قلع، کادمیم، استین لس استیل و حتی شیشه ایجاد خواهد نمود. واش پرایمرها دوقلو بوده به صورتی که اسید فسفریک در ظرف جداگانه ای حمل میگردد و اخیراً نوع یک قلوی واش پرایمر نیز تولید شده است.

البته تمامی آستریها و رنگهای رویه بطور عالی بر فیلم واش پرایمرها نمی چسبند مگر فیلم رزین آلکید و رزین فنلیک که چسبندگی بسیار خوبی دارند. در میان وینیل ها فقط تر- پلی مر در بردارنده گروه ئیدروگسیل چسبندگی خوبی بر واش برایمرها دارد. فیلم حاصل از یک رنگ رویه آلکیدی بر آستریهای زینک ریچ چسبندگی خوبی ندارد و از اینرو از واش پرایمر جهت تحقق این امر کمک گرفته میشود. در صنعت رنگسازی ساخت واش پرایمر به سال ۱۹۴۰ یعنی زمانیکه نیاز به چسبندگی بهتر و بیشتر فیلم رنگهای دریائی ضرورت پیدا کرد توسعه یافت.

پلی وینیل بوتیرال نرمی و انحلال پذیری بیشتری از پلی وینیل فرمال دارد و بعلت قیمت بالا معمولا مصرف کمتری دارد و بیشتر در موارد مخصوص بکار برده میشود. پلی وینیل بوتیرال بسادگی در الکل خصوصاً اگر مقدار کمی آب وجود داشته باشد حل میگردد. امتزاج پذیری پلی وینیل بوتیرال با اکثر رزینها خوب نمی باشد اما با این وجود در موارد لزوم جهت ایجاد بعضی از خواص مخصوص بهمراه آن رزینها بکار برده میشود. برای مثال، بمقدار بسیار کمی بهمراه رزینهای فنلیک جهت جلوگیری از حالت کریترینگ (Crate ring) در هنگام مصرف محلول فنلیک و هم افزایش انعطاف پذیری فیلم بکار میرود. استفاده از آن بهمراه شلاک یا نیترو سلولز محلول حاصله را یک بایندر مناسبی برای ساخت سیلر چوبی می سازد و فیلم حاصل سختی و مقاومت سایش بسیار خوبی خواهد داشت.

▪ رزینهای پلی اورتان

اگرچه رزینهای پلی اورتانی عملا در خلال جنگ دوم جهانی بوسیله اتوبایر آلمانی و همکارانش تولید و جهت رنگ کردن هواپیما بکار برده شدند اما در اوایل سال ۱۹۵۰ به ایالات متحده آمریکا معرفی شدند. با وجود این هنوز هم یک رزین نسبتاً جدید و عالی جهت پوششهای سطحی محسوب میشوند. خواص ویژه آنان از قبیل سختی، انعطاف پذیری، مقاوت شیمیائی و حلالی باعث شده است که روز به روز مصرفشان فزونی یابد و نقش مهمی را در صنایع رنگسازی ایفا نمایند. تنها عیب و ضعفی که این رزینها دارند وجود بخارات نسبتاً زیاد ایزوسیانات است که برای اعضاء تنفسی بدن انسان بسیار خطرناک می باشند. در این اواخر در روش تهیه این رزینها پیشرفتهای زیادی حاصل شده است بطوریکه مقدار بسیار کم و ناچیزی از این بخارات در تهیه رزینهای پلی اورتانی بوجود می آید. از موارد مصرف مهم آنان در ساخت رنگهای صنعتی ضد زنگ، رنگهای دریائی، کلرهای چوبی، پوشش سیمهای مغناطیسی، سیمان، چرمها، پارچه، چسبها و غیره را میتوان نام برد.

رزینهای پلی اورتانی از واکنش ایزوسیانات با مواد در بردارنده گروه ئیدروگسیل از قبیل روغنهای خشک شونده الکلایز شده، پلی استر، پلی اتر، روغن کرچک و غیره بدست می آیند. این تولیدات پلی اورتانی ممکنست که گروههای دیگری بغیر از گروههای اورتانی داشته باشند ولی آن دسته از پلی اورتانهائی که فقط شامل گروههای اورتانی هستند به رزینهای اورتانی معروفند.

▪ حلالهای مصرفی

در انحلال رزینهای پلی اورتانی نبایستی از حلالهائی که دارای گروههای فعال نسبت به ایزو سیانات هستند مثل الکلها و حلالهائیکه دارای مقادیر زیادی آب هستند استفاده شود. از حلالهائیکه معمولا استفاده میشود عبارتند از کیتونها و استرها نظیر متیل ایزو بیوتیل کیتون، سیکلوهگزانون، استات بیوتیل یا آمیل و غیره. هر چند که ئیدروکربنهای حلقوی حلالهای واقعی رزینهای پلی اورتانی نیستند اما از آنان میتوان بعنوان رقیق کننده یا حلالهای غیر واقعی جهت کاهش قیمت تولیدات حاصله استفاده نمود. توجه داشته باشید که از ئیدروکربنهای زنجیری یا آلفتیک نمیتوان به عنوان حلال رزینهای پلی اورتانی استفاده نمود.

▪ خواص رزینهای پلی اورتانی

پوششهائیکه براساس رزینهای پلی اورتانی تهیه میگردند دارای شفافیت عالی، دوام زیاد رنگ و حفظ رنگ بیشتر، مقاومت عالی در برابر آب و مایعات موجود در هواپیما و نیز مقاومت عالی در برابر سایش از خود نشان میدهند.

▪ انواع رزینها یا پوششهای پلی اورتانی:

رزینهای پلی اورتانی مناسب با مکانیزم سخت شوندگی به پنج گروه تقسیم میشوند از قبیل روغنهای اورتانی، ۲- نوع سخت شونده با رطوبت، ۳- نوع بلوکه سخت شونده با رطوبت بهمراه کاتالیزور، ۴- نوع بلوکه شده و ۵- نوع دوقلو.

۱) روغنهای اورتانی

این روغنها از واکنش دی ایزوسیانات با روغنهای خشک شونده الکلایز شده بدست می آیند که پروسس ساخت آنان شباهت زیادی به پروسس ساخت آلکید رزین دارد. مکانیزم سخت شوندگی شان اکسید اسیونی بوده که از طریق اکسیداسیون بندهای غیر اشباع روغن های خشک شونده صورت می پذیرد. این سیستم بسیار سریع خشک بوده و ایجاد فیلم سخت، محکم، با دوام و عالی ای را کرده که مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیائی و سایش دارد. روغنهای اورتانی بصورت پوششهای یک بسته ای (یک ترکیبی) تهیه میشوند.

۲) نوع دوقلو

این سیستم خود دو نوع بوده کی یکی نوع سخت شونده با رطوبت بهمراه کاتالیزور می باشد و در بخش سیستم سخت شونده با رطوبت ذکری از آن به میان آمد و دیگری رزین پلی ئیدروگسیل / ایزو سیاناتی می باشد که در ذیل مورد بحث قرار میگرید.

ایزو سیانات با پلی اویلهای با وزن مولکولی کم از قبیل الکلها واکنش می نماید تا تشکیل یک آدداکت که یکی از دو جزء سیستم دوقلو می باشد را بدهد. سخت شوندگی و تشکیل بندهای کراس – لینک کننده از طریق واکنش آدداکت با جزء دیگر که میتواند هر رزینی با گروه ئیدروگسیل مانند روغن کرچک، آلکید، ملامین و یریا فرم آلدئید، اپوکسی، مشتقات سلولزی، پلی استر یا پلی اترها اشباع شده باشد صورت می پذیرد. و در صورتیکه از مخلوط دو و یا چند رزین گروه ئیدروگسیل دار فوق الذکر استفاده گردد می بایستی حتماً امتزاج پذیری مخلوط چک گردد.

ـ موارد استعمال رزینهای پلی اورتانی

۱) پوششهای فلزی

۲) پوششهای هواپیمائی

۳) پوششهای لاستیکی

۴) در ساخت رنگهای مربوط به پوشش سیمها

۵) رنگ کردن پارچه

۶) پوششها یا کلرهای چوبی مخصوصاً در جاهائیکه مقاومت در برابر سائیدگی، الکل، تاول زدگی و سیاه شدن بر اثر سوختگی حاصل از ته سیگار و غیره از اهمیت ویژه ای برخوردار باشند.

▪ رزینهای سیلسکونی

ـ ساختمان شیمیائی و طرز تهیه رزینهای سیلیکونی:

همانطوریکه گفته شد ساختمان شیمیائی رزینهای سیلیکونی بطور یک در میان از ارتباط سیلیسیم و اکسیژن بطور زنجیر وار تشکیل شده است که یک نمونه از آن بصورت ذیل است:

گروه جانبی R میتواند هر گروه آلی نظیر متیل، اتیل، آمیل، وینیل و یا فنیل باشد. مهمترین خاصیتی را که این گروه ها به یک رزین سیلیکونی میدهند عبارتند از قابلیت انحلال بیشتر در حلالهای آلی، قابلیت امتزاج پذیری بهتر با دیگر رزینها و قابلیت دفع آب بیشتر. لازم به توضیح است که بنیانها ی متیل از میان دیگر بنیانهای بهترین خواص را به یک رزین سیلیکونی میدهند.

رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر گروه فنیلی مقاومت حرارتی، مقاومت اکسیداسیونی و عمر قانونی قابل مصرف بیشتر و بعکس حالت ترموپلاستیکی کمتری از رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر گروههای متیلی دارند. و از طرفی رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر متیل در خواص ذیل بهتر از رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر فنیل هستند.

ـ سختی، در گرمای زیاد

ـ انعطاف پذیری

ـ دفع آب یا نفوذ پذیری در قبال آب

ـ مقاومت شیمیائی

ـ سرعت سخت شوندگی

ـ شوک حرارتی

از آنجائیکه در صنایع رنگسازی مجموعه نسبی از تمامی خواص فوق الذکر جهت یک فیلم سیلیکونی مد نظر است لذا ترجیح داده میشود که از کو-پلی مرهای متیل – فنیل سیلیکونی بجای همو-پلی مر متیل یا فنیل سیلیکونی استفاده شود و خواص رزین حاصل تابع درصد هر گروه و یا درصد جانشینی آنان در رزین خواهد بود. کلا هرچه تعداد گروههای آلی نسبت به هر اتم سیلیسیم در یک رزین سیلیکونی افزایش یابد رزین حاصل نرمتر، انعطاف پذیرتر، زمان سخت شدن طولانی تر، حالت ترموپلاستیکی و چسبندگی بیشتری خواهد داشت.

حلالهای رزینهای سیلیکونی

بسیاری از رزینهای سیلیکونی بصورت محلولهای ۵۰ الی ۸۰% در حلالهای ئیدروکربنی آروماتیک تهیه میگردند. معمولا از حلالها در هنگام تولید رزینهای سیلیکونی جهت افزایش کنترل ئیدرولیزو جلوگیری از ژله شدن استفاده می نمایند.

رزینهای سیلیکونی در حلالهای آروماتیک، ئیدروکربنهای کلرینه شده، استرها و کیتونها بطور کامل حل میگردند و در الکلها بمقدار کم و در ئیدرو کربنهای زنجیری خطی بطور محدود حل میشوند. محلول رزینی آن مایع، با رنگ روشن، ویسکوزیته پائین حدود ۱۰ الی ۲۰۰ سانتی پو آز، عدد اسیدی پائین و وزن مولکولی بین ۱۰۰۰ الی ۵۰۰۰ می باشد.

درباره mahanchemical.co

مهندس شیمی پانزده سال تدریس شیمی تولید کننده مواد شیمیایی در قم متولد تیر چهل وسه

پاسخ بدهید