اختصاصی بسپار/ پوششهای آب پایه: همه چیز در شیمی نهفته است…
بسپار/ ایران پلیمر تفاوت بین پوشش های آب پایه و پوشش های حلال پایه ی مرسوم، در ماده ی روان کننده ی استفاده شده در فرمولاسیون است. در پوشش های آب پایه، به جای یک حلال شیمیایی، آب حامل رزین است. این تمایز پوشش های آب پایه را ایمن تر و سازگارتر با محیط زیست می کند، زیرا VOCهای(مواد فرار آلی) کمتری نسبت به پوششهای حلال پایه منتشر میکنند. پوشش های آب پایه دارای عملکرد بالا، هزینه معقول و مهم تر از همه، زیست پایداری و تحلیل چرخه عمر هستند.
مقالات زیادی پیرامون موضوع پوشش های آب پایه نوشته شده است. به جای تکرار کردن آنچه نوشته شده است، به مقالاتی که در همین زمینه هستند، استناد شده است. توصیه می شود با “Formulating Waterborne Coatings: a Checklist” که توسط Dave Fuhr هفت سال پیش نوشته شده است، شروع کنید. او با پرسیدن سوالات فوق العاده ای مانند: چه چیزی را فرموله می کنید؟ فناوری مورد استفاده چیست؟ روی چه سطوحی کار می کنید؟ چه ویژگی هایی مورد نیازند و خواص و روش های کاربرد چه هستند، به شما کمک خواهد کرد.
اندازه بازار جهانی پوششهای آبپایه در سال 2022، 57.67 میلیارد دلار آمریکا ارزشگذاری شده است و پیشبینی میشود که از سال 2023 تا 2030 با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) 5.6 درصد رشد کند. این رشد ناشی از توسعه فعالیتهای ساختمانی در سطح جهان است. پیشبینی میشود که با افزایش پروژههای ساختمانی به دلیل صنعتی شدن سریع و شهرنشینی در سراسر جهان، تقاضای محصول در دوره پیشبینی شده افزایش یابد. تغییر نامتناسب در روند پوششها از حلالهای آلی با فراریت کم یا زیاد به پوششهای کاملاً بدون حلال که انتشار کمتری دارند، احتمالاً به افزایش الزام به استفاده از پوششهای آبپایه در پوشش مسکونی و همچنین تجاری کمک خواهد کرد. فرمولاسیون پوشرنگهای ساختمانی برای دیوارهای داخلی و خارجی عمدتاً به پوششهای آبپایه متکی هستند.
انواع پوشش های پایه آب
انواع پوشش های آب پایه که در بازار موجودند عبارتند از:
- پوشرنگ های محلول در آب – شامل رزین های محلول در آبی هستند که مولکول های آنها به تنهایی در آب حل می شوند/ مولکول های آنها به تنهایی نیز دارای این خاصیت هستند. این رزینها معمولاً از طریق واکنشهای بسپارش تراکمی یا بسپارش در یک محیط آلی تولید میشوند. بنابراین، آنها عمدتاً حاوی کمک حلالهای آلی مانند الکلها، گلایکول اترها یا سایر حلالهای حاوی اکسیژن که در آب محلول یا قابل امتزاج هستند، می باشند، اگرچه برخی از حلالهای منعقدکننده یا نرمکنندهها به صورت نسبی با آب غیر قابل امتزاج هستند. رزینهای مورد استفاده شامل پلیاسترها، پلیآکریلاتها، آلکیدها، اپوکسیها و اپوکسی استرها هستند. این پوشرنگ ها براقیت بسیار بالا، محافظت بالا در برابر خوردگی، قابلیت ترکنندگی ذرات رنگدانه و پایداری مناسبی را فراهم می کنند.
- پوشرنگ های پراکنده در آب یا پوشش های کلوئیدی- دارای گروه هایی از ذرات نامحلول هستند که fبه روش همزدن مکانیکی در آب معلق می مانند. مقادیر کمی از حلال های آلی به عنوان مواد منعقد کننده استفاده میشوند که در اثر خشک شدن، تبخیر می شوند. رزین های استفاده شده در این نوع پوشرنگ های پراکنشی شامل کوپلیمرهای وینیل پروپیونات، وینیل استات، اکریلات – متاکریلات و استایرن – بوتادی ان و پلیمرهای آن می باشند. پراکنه های کلوئیدی عموما در مواد متخلخل مثل بتن و کاغذ کاربرد دارند.
- امولسیون ها/ پوشرنگ های لاتکس – به پوشرنگ های قابل پراکنش در آب شباهت دارند. تفاوت اصلی ای که با آنها دارند این است که گروه های رزین در امولسیون معمولا اندازه ی بزرگتری دارند و برای معلق نگه داشتن این گروه ها به یک امولسیفایر نیاز است. رزین های مورد استفاده شامل کوپلیمرها استایرن بوتادی ان، اکریلیک ها، آلکیدها، پلی وینیل استات و پلی استایرن می شوند. در این پوشرنگ ها، تراوایی افزایش یافته است.
- آلکیدهای آب پایه- معمولا نسبت به آلکیدهای حلال پایه زمان طولانی تری برای خشک شدن نیاز دارند؛ با این حال محصول نهایی دارای براقیت، جریان پذیری و همترازی سطح مشابهی است. آنها بسیار تطبیق پذیرند چرا که میتوانند تقریبا تا هر گرانروی توسط آب رقیق شوند. آلکیدهای آب پایه می توانند به صورت اسپری یا غوطه وری اعمال شوند. آنها یکی از پوشش های ارزانتر سازگار با VOC هستند.
مزیت های پوشش های آب پایه در مقایسه با پوشش های حلال پایه:
- پوشرنگ آب پایه برای محیط زیست پاک تر است چرا که شامل VOCهای کمتر یا بدون VOC است. هنگام فرایند خشک شدن بیشتر پوشرنگ ها، VOCها به صورت بخار آزاد می شوند و می توانند پس از استفاده برای مدت طولانی، در محیط باقی بمانند. در پوشرنگ آب پایه ، VOCها برای مدت کوتاه تری باقی می مانند در نتیجه با محیط زیست مهربان ترند.
- پوشرنگ آب پایه اشتعال پذیری کمتری از پوشرنگ حلال پایه دارد.
- این دو، مزیت های اولیه پوششهای آب پایه هستند و مستقل از تمام پیچیدگیهای فرمولاسیون آنها محسوب میشوند.
اکنون لازم است تفاوتهای بین اصطلاحات زیر را توضیح دهیم. میان VOCها، HAPها(آلاینده های خطرناک هوا) و حلال های exempt تفاوت هایی وجود دارد. با اینکه VOCها معمولا به عنوان ساخته ی دست بشر در نظر گرفته می شوند، نمونه های زیادی از VOCهای طبیعی نیز وجود دارد.
پوشرنگهای با VOC کمتر، پوشرنگهایی هستند که طبق استانداردهای Green Seal، کمتر از ۵۰ گرم ترکیبات فرار در یک لیتر پوشرنگ دارند و پوشرنگهای با VOC صفر، کمتر از پنج گرم ترکیبات فرار در یک لیتر پوشرنگ دارند. برخی پوشرنگ ها ترکیبات آلی فرار ندارند، مانند پوشرنگ های گچی یا شیری.
به دلیل اثرات نامطلوب ترکیبات آلی فرار، تولیدکنندگان پوشرنگ اکنون بیشتر بر تولید پوشرنگهای با VOC کم تمرکز دارند. همچنین از مواد طبیعی برای تولید پوشرنگها استفاده میشود زیرا هیچ گونه اثر مضری بر سلامت انسان ها ندارند.
(ادامه دارد …)
مترجم: هلیا رستگار دانشجوی کارشناسی مهندسی پلیمر/ دانشگاه صنعتی امیرکبیر
متن کامل این مقاله را در شماره 275 دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در پایان شهریورماه 1404 منتشر شده است، می خوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
