افزودنی ­های ارتقا دهنده عملکرد در صنعت پوشش

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر در این  مقاله با تعدادی از تامین کنندگان اصلی افزودنی­های ارتقا دهنده عملکرد مصاحبه شده است. این تامین کنندگان شامل: Shiona Stewart مدیر بازاریابی صنعت حمل و نقل و پوشش­های کف و مبلمان شرکت BASF، Mary Ellen Gustainis مدیر کسب و کار و افزودنی­های عملکردی و فرمولاسیون شرکت BASF، دکتر Joerg Hinnerwisch مدیر فنی توسعه و تحقیق شرکت BYK، مدیر گروه فناوری افزودنی­های تر و پایدار کننده­ها، Dave Grabacki مدیرعامل شرکت keim addict  آمریکا، Richard Czarnecki مدیر توسعه تجارت پودرهای میکرونیزه و جوهر، Joon Choo معاون شرکت Shamrock، Robert Ruckle مدیر بازاریابی Siltech، Erin Bellomy  از شرکت Solvay و دکتر Ismael Colon معاون ارشد علوم و فناوری در Troy Crop.

پرسش: افزودنی­هایی که مجموعه شما برای بهبود و ارتقا عملکرد ارائه می­دهد، چیست؟

Stewart: BASF محصولات زیادی از فناوری پایدار کننده های نوری و جاذب فرابنفش، افزودنی­های بهبود عملکرد فرمولاسیون در خواص نهایی، خواص جریان پذیری، زیبایی و ظاهر و رنگ را برای انواع شیمی پوشش­ها ارائه می­دهد. فناوری جاذب فرابنفش و پایدار کننده­های نوری شامل طیف وسیعی از مواد مانند بنزوتری آزول، تری آزین و بازدارنده­های آمینی می­شود، هم­چنین کاتالیست­های فلزی نورساخت(photolatent metal catalyst) جدید و منحضربفرد را که برای سامانه­های پلی یورتان طراحی شده­اند، ارائه می­دهد.

Hinnerwisch: شرکت BYK نیز طیف متنوعی از افزودنی­های بهبود دهنده عملکرد را که فرصت جدیدی برای پوشش و فرمول­های جوهر بوجود می­آورد، ارائه می­دهد. این افزودنی­ها شامل تر و پایدار کننده ­ها بر پایه شیمی نوین بوده که باعث کاهش گرانروی و خواص ضد انعقاد برای رنگدانه­های آلی و معدنی می­شوند و کمترین تاثیر عملکردی را در برابر آب، خوردگی و  لکه پذیری دارند.

Grabacki: گروه keim با شرکت­های تولیدکننده وابسته خود محصولات متنوعی از مواد افزودنی واکس مانند ULTRALUBE، افزودنی­های پوشش SILCO با کارایی بالا و انواع مختلفی از واکس­های جامد/میکرونیزه تحت نام­های تجاری CERALENE و mju:wax را تولید می­کند.

Choo: Shamrock نیز محصولات زیادی از پودر­های میکرونیزه و پراکنشگر برای انواع سامانه­های پوششی جهت ارتقاء و بهبود لغزش سطح، دفع آب، مقاومت مالشی و هم­چنین کنترل براقیت و بافت و ظاهر پوشش­ها عرضه می­کند.

Ruckle: شرکت Siltech طیف وسیعی از سیلیکون­های اصلاح شده شیمیایی را تولید و عرضه می­کند. تنوع و سازگاری سیلیکون­ها اجازه اتصال به گروه­های مختلف را می­دهد که حلالیت در روغن یا آب، واکنش پذیری و سایر ویژگی­های منحصربفرد را ایجاد می­کند. Silech تعداد بی­شماری از سیلیکون­های واکنش پذیر silmer را در اختیار شما قرار می­دهدکه با گروه­های واکنش پذیر موجود در رزین سازگاری داشته باشد. برای مثال افزودنی silmer  برای رزین اپوکسی شامل گروه­های هیدروکسیل یا آمین­های اولیه بوده که هر یک از این­ها می­تواند با سامانه­های اپوکسی واکنش دهد. شرکت Siltech هم­چنین سیلیکون­های شامل گروه­های ایزوسیانات که امکان واکنش با سامانه­های یورتان را دارد، ارائه می­دهد.

Bellomy: Solvay یکسری از افزودنی­های پوشرنگ را برای فرمولنویس­های پوشرنگ فراهم آورده­است که شامل ضدکف­ها، تر کننده­ها، پراکنشگر­ها، عامل انعقاد با نقطه جوش بالا و افزودنی­های خاص مانند عامل انجماد بدون ترکیبات آلی فرار[1] می­شوند.

Colon: شرکت Troy بعنوان یک تامین کننده ویژه مواد افزودنی پیشرفته، طیف وسیعی از محصولات بهبود دهنده و تقویت کننده پوشش­ها مانند ضدکف­ها، اصلاح کننده­های خواص جریان پذیری، عوامل روان کننده، تر کننده­های زیرآیند، یکنواخت کننده­های جریان، مقاومت مالشی، لغزشی و انواع پراکنشگر­ها را عرضه می­نماید. این افزودنی­ها برای اغلب سامانه­های آبی و غیرآبی فراهم  شده­اند.

پرسش: با توجه به انواع این افزودنی­ها، فواید آن­ها برای مشتریان و مصرف کنندگان چیست؟

Gustainis: مشتری در واقع عاملی است که به تولید کننده برای خلق و ایجاد محصولات با ارزش و جدید، خط مشی می­دهد. پوشش­های با کارایی بالا وظیفه محافظت در برابرعوامل آب و هوایی و سایر عوامل شبیه سازی شده مانند تابش نور خورشید، تغییرات دمایی و برهمکنش­های شیمیایی را دارند.

تخریب گرمایی در حین فرایند و تولید، و عمر مفید نیز از دیگر نگرانی­های اصلی در مورد پوشش­هاست. نمونه محصولات آنتی اکسیدان شرکت BASF بر پایه Irganox با استفاده از فنل، فسفیت و تیو اتر­ها بعنوان عامل محافطتی پوشش­، الیاف، چسب­ و درزگیر­ها در برابر اکسیداسیون گرمایی عمل می­کند.

Hinnerwisch: افزودنی­های تر کننده و پراکنشگر چند منظوره BYK، نه تنها زیبایی ظاهری پوشش و فرایند پذیری آن­ها را از طریق کاهش گرانروی ارتقا می­دهند، بلکه مقاومت در برابر آب و لکه پذیری  را نیز بهبود می­بخشد. به همین ترتیب این افزودنی­ها نقش مهمی در بهبود طول عمر پوشش­ها داشته و فرمول نویس­ها می­توانند با افزودن آن­ها به محصولات خود، به ماندگاری پوشش خود بیفزایند.

Grabacki: سبد گسترده محصولات شرکت­های مختلف امکان تنظیم بسیار دقیق ویژگی­ها و خواص مورد نظر را فراهم می­کند.

Czarnecki: ما می­توانیم نشان دهیم که با طراحی مناسب ذرات افزودنی، می­توان عملکرد بهتر و اقتصادی­تری را از یک افزودنی گران اما با مقدار مصرف کمتر نسبت به یک واکس با عملکرد پایین، ارائه داد.

Choo: بعضی از این افزودنی­ها  سطحی ایجاد می­کنند که بسیار منحصربفرد است.

Ruckle: افزودنی­های سیلیکونی باعث کاهش لغزش، کاهش COF، رهاسازی و ایجاد سختی مدادی می­گردند که این­ها از انرژی سطحی پایین پلیمر سیلیکون نشآت می­گیرد. بسیاری از این موارد هم­چنین می­توانند باعث کاهش کشش سطحی شده که موجب تر شدن، رها سازی هوا و رفع عیوب و نواقص می­شود. بعلاوه محصولات واکنش پذیر Silmer  خواص مکانیکی فیلم را تغییر خواهند داد که بطور معمول انعطاف پذیری، ازدیاد طول، استحکام و مقاومت در برابر ضربه را افزایش می­دهند. خواص ذاتی زنجیر و اسکلت سیلیکونی  تراوایی نسبت به گاز و آب گریزی را نیز بهبود میبخشد.

Colon: استفاده از افزودنی­های با ارزش بهبود دهنده عملکرد برای فرمولاسیون، تولید و کاربرد در پوشش­های با کیفیت بالا، ضروری است. چه این استفاده برای مصارف ساختمانی و صنعتی باشد چه سامانه­های آبی و غیرآبی. مواد افزودنی تر کننده و یکنواخت کننده جریان مانند محصولات Troysol Troy طیف گسترده ای از خواص نهایی محصول را مرتفع می­کند. ظاهر و یکنواختی سطحی را بهبود بخشیده و نقایص فیلم را برطرف می­کند. این مواد افزودنی امکان ساخت فیلم­هایی با مقاومت عالی در برابر خش و خراش  و لغزندگی سطحی را فراهم می­کنند. پراکنشگر­ها مانند Troysperse قدرت و یکنواختی بهینه رنگی را تضمین می­کنند. ضد کف­ها مانند Troykyd هوای محبوس شده در فیلم را از بین برده تا حباب و سوراخ­ها، فیلم پوششی را تخریب نکنند. عوامل تیکسوتروپ  کننده و اصلاح کننده­های جریان پذیری، پایداری و ظاهر پوشش را در زمان انبارداری، بهبود می­دهند. محصولات تنظیم جریان پذیری  و تیکسوتروپ کننده قادر به کنترل گرانروی، مقاومت در برابر شره و ته نشینی هستند.

پرسش: چه الزاماتی را فرمول نویس­های پوشش زمان انتخاب یک افزودنی بهبود دهنده عملکرد باید در نظر بگیرند؟

Stewart: ملاحظات اساسی زمان انتخاب مواد افزودنی وجود دارد که بایستی در نظر گرفته شوند. اینکه آیا پوشش مورد نظر آب پایه یا حلال پایه است؟ قادر به پخت با تابش فرابنفش هست یا نه؟ در زمینه زیرآیند و بستر، آیا بستر مورد نظر ماهیتی مشخص داشته یا مشتمل بر چند نوع بستر مانند فلز، چوب، پلاستیک، بتن یا کامپوزیت است؟ هم­چنین برای تعیین نوع افزودنی، مقاومت در برابر تابش نور فرابنفش بویژه برای مصارف بیرونی، باید در نظر گرفته شود. این موارد زمانی خیلی مهم می­شوند که انتخاب افزودنی برای مصرف پوشش­های خودرویی  باشند. حفظ یکپارچگی و یکنواختی رنگ، مقاومت در برابر تغییر و محو شدن رنگ و خواص مکانیکی زیرآیندهای آلی و هم­چنین جلوگیری از لایه لایه شدن و کاهش براقیت پوشش، پس از قرار گیری طولانی در برابر عوامل محیطی ناسازگار مانند تابش فرابنفش، جایی است که BASF به مشتریان خود بها می­دهد.

Gustainis: یکی دیگر از عواملی که فرمول نویس­ها باید در انتخاب افزودنی در نظر داشته باشند، توجه به نوع فعالیت­هایی است که برای تولید محصول مورد نیاز است. برای مثال تخریب حرارتی که در طی مراحل پردازش مانند اختلاط، پخت و یا چرخه های پخت در حرارت بالا، رخ می­دهد، می­تواند باعث زردی، ورقه ورقه شدن و یا از دست رفتن خواص مکانیکی مانند استحکام کششی در بستر­های آلی شود.

Hinnerwisch: پراکنش رنگدانه­ها در پوشش­های آب پایه، فقط یکی از چالش­های پیش روی فرمول نویسر­های پوششی است. به منظور بهبود عملکرد کلی پوشش­های آب پایه، آن­ها باید تمام اجزای فرمول مانند اصلاح کننده­های جریان، اصلاح کننده­های سطحی، امولسیفایر یا غلظت دهنده­ها و برهمکنش بین آن­ها را با هم به خاطر داشته باشند.

Grabacki: علاوه بر برآورده کردن نیازهای فنی عمومی با قیمت نسبتآ مناسب، هدف مهمتر برای ما رسیدن به افزودنی­های قابل قبول محیط زیستی “سبز” است. با ارائه محصولاتی برای مثال فاقد ترکیبات آلی فرار، بدون آمین یا سایر مواد خطرناک، با این چالش رو به رو هستیم.

Czarnecki: برخی از عواملی که ما هنگام توصیه افزودنی در نظر می­گیریم، شامل نوع سامانه (آب پایه، حلال پایه، پخت با فرابنفش) ، ضخامت فیلم خشک و استفاده نهایی است. ما بطور روزانه از طریق وبگاه خود به مشتریان برای انتخاب بهترین افزودنی برای یک پروژه معین مشاوره می­دهیم.

Choo: چون همه افزودنی­ها مشابه هم تولید نمی­شوند، لذا آن­ها نمی­توانند همان درجه کیفیت و بازده را ارائه دهند. فرمول نویس­ها باید سهولت استفاده، تطبیق و سازگازی، ثبات با سامانه مصرفی خود و هم­چنین ویژگی­های عملکردی بلند مدت را نیز در نظر داشته باشند.

Runckle: متغیرهای زیادی در طراحی افزودنی­های سیلیکونی وجود دارد که شامل وزن مولکولی، معماری مولکولی، درجه و نوع عاملیت و شبکه ای شدن است که خواص نهایی را تحت تاثیر قرار می­دهد. بویژه باید مطمئن بود که افزودنی از حلالیت مناسبی برخوردار است. بنابراین انتخاب ماده افزودنی مناسب بدر هر موقعیت خاص، بسیار حائز اهمیت است. چرا که بعضی از ویژگی­ها مانند کنترل و رهایش کف بعلت ناسازگاری بیش از حد می­تواند باعث ایجاد مشکل از کاهش براقیت تا عیوب دیگر گردد.

Bellomy: معمولا فرمولنویس­ها باید عملکرد کلی پوشش مانند قدرت رنگ همانندی، کارایی کاربری نهایی و دوام فیلم پوششی را در نظر بگیرند. هزینه نیز عاملی قابل توجه است.

Colon: در هنگام انتخاب یک افزودنی بهبود خواص، فرمولنویس­ها باید نوع سامانه اعم از آبی/غیر آبی/pH، دمای کاربری، نوع ترکیب افزودنی و فرآیند­های تولیدی را در نظر بگیرند. بعلاوه به الزامات VOC و APEO نیز باید توجه شود.

پرسش: آخرین فناوری که برای توسعه افزودنی­ها در پوشش و پوشرنگ­ها بوجود آمده­، چیست؟

 

 

مترجم: فهیمه رفیعی، کارشناسی ارشد مهندسی رنگ

 

 

(ادامه دارد…)

 

متن کامل این مقاله را در شماره 206 دوماهنامه پوشرنگ که در پایان آبان ماه منتشر شده است، بخوانید. 

 

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق فیدیبو قابل دسترسی است.