اختصاصی بسپار/ ظهور پوشش هاي آب پايه

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر پيش بيني مي شود كه در دهه آينده بازار جهاني پوشش هاي آب پايه نرخ رشد مركب ساليانه (CAGR) ثابتي را تجربه نمايد. مطابق با تحقيقات تاييد شده، اندازه بازار جهاني پوشش هاي آب پايه در سال 2023 به 65/68 ميليارد دلار رسيده است و پيش بيني مي شود كه تا سال 2030 به 16/99 ميليون دلار افزايش يابد كه با توجه به اين امر در طول دوره 2030-2024 ميزان نرخ رشد مركب ساليانه به 21/5 درصد خواهد رسيد. نيروي محركه اصلي اين امر ناشي از تاكيد بر افزايش زيست ماندگاري در راستاي قوانين سختگيرانه زيست محيطي و همچنين افزايش تقاضا براي مصرف هر چه بيشتر محصولات سازگار با محيط زيست مي باشد. با توسعه فناوري هاي مرتبط با رزين، رنگدانه ها و مواد افزودني، پذيرش پوشرنگ‌ها و پوشش هاي آب پايه رو به افزايش است.

حركت به سوي افزايش زيست ماندگاري، محدود به منطقه خاصي نبوده و در حال حاضر به يك ابتكار جهاني تبديل شده است كه بر كاربردهاي مختلفي تاثير گذاشته است. در چين اين روند به دليل مقررات سختگيرانه به ميزان زيادي مشاهده مي شود اما انگيزه اصلي، تمايل جهاني در راستاي ارتقاي سلامت انسان و كيفيت هوا از طريق كاهش گازهاي گلخانه اي است. لذا كارشناسان صنعتي بر توليد محصولات ايمن تر و پايدارتر با تمركز بر نوآوري مستمر تاكيد دارند.
افزايش آگاهي مشتري از تاثيرات زيست محيطي محصولات، صنعت پوشش را به سمت توسعه و استفاده از گزينه هاي پايدارتر با استفاده از مواد اوليه زيست سازگار و تجديدپذير سوق داده است. عرضه محدود منابع سنتي و ردپاي محيطي مرتبط با آنها، صنعت را به سمت يافتن منابع جايگزين و استفاده از اقتصاد دوار هدايت مي نمايد.
پوشش هاي آب پايه فراتر از تامين ملاحظات زيست محيطي، داراي فوايد ديگري نيز مي باشند. به عنوان مثال در كاربردهاي صنعتي، كاهش خطرات انفجار و هزينه هاي بيمه مي تواند به عنوان يكي از مزاياي قابل توجه استفاده از پوشش هاي آب پايه در نظر گرفته شود. به علاوه در پوشش هاي ساختماني بي بو بودن اين محصول نسبت به پوشش هاي حلال پايه مي تواند بسيار حائز اهميت باشد.

علاوه بر اين با پيشرفت در عملكرد پوشش هاي آب پايه، كاربردهاي آن توسعه مي يابد. فرمولاتورها در مواردي كه استفاده از پوشش هاي حلال پايه غالب است مانند پوشش هاي اعمال شده بر روي فلز و يا كاربردهايي كه به عنوان مثال به براقيت بالا نياز دارند، لازم است كه با توسعه مواد اوليه شامل شيمي رزين و افزودني هاي مناسب به ارائه فرمول مناسب پوشش هاي آب پايه بپردازند.

كارشناسان صنعت پوشش بر اين باور متفق القول هستند كه فناوري هاي فعلي پوشش هاي آب پايه نسبت به سيستم هاي حلال پايه داراي برتري هستند. بر خلاف تصور عمومي، پوشش هاي آب پايه داراي عملكرد رقابتي و بهتري در كاربردهاي سهل گيرانه تر (lighter-duty applications) هستند در حاليكه چالش ها در خصوص حفاظت در كاربردهاي سخت گيرانه تر (heavy-duty protection) داراي اهميت بيشتري بوده و با توسعه در فناوري رزين بخصوص در افزايش آبگريزي، راه را براي دستيابي به عملكرد قوي در سيستم هاي آب پايه هموار مي نمايد. اين امر اين تصور غلط را كه پوشش هاي آب پايه قادر به برآوردن الزامات عملكردي دقيق نيستند، به چالش مي كشد.
پوشش هاي كف پلي يورتان دو جزئي آب پايه و پوشش هاي اپوكسي آب پايه دو مثال از پوشش هاي آب پايه داراي عملكرد عالي هستند. اين پوشش ها زماني كه بر روي زيرآيندهاي مناسبي اعمال شوند، داراي عملكرد قابل مقايسه و يا بهتري نسبت به سيستم هاي حلال پايه هستند. پوشش هاي ساختماني آب پايه به خصوص پوشرنگ‌هاي لاتكس مورد استفاده در داخل ساختمان، به دليل عملكرد عالي، سهولت در استفاده، ظاهر جذاب، بوي كم و عدم زرد شوندگي، داراي محبوبيت هستند.

با وجود اين پيشرفت ها در سيستم هاي آب پايه، در كاربردهاي خاصي مانند پوشش هاي شفاف خودرويي و پوشش هاي مقاوم در برابر خوردگي بالا عمدتا از پوشش هاي حلال پايه استفاده مي شود. در خصوص پوشش هايي كه نياز به مقاومت شيميايي و آب و هوايي بالا دارند نيز هنوز نمي توان به پوشش هاي آب پايه اتكا نمود. علاوه بر چالش هاي موجود در زمينه پوشش هاي خودرويي آب پايه و استثنائات ديگر شامل پوشش هاي دريايي مورد استفاده در زيردريايي ها، در خصوص پوشش هايي كه قرار است در محيط هاي داراي دماي پايين اعمال شوند و همچنين در مواردي كه پوشش ها در فضاهاي محدود مانند خطوط لوله نفت و فضاي داخلي مخازن استفاده مي شوند نيز استفاده از پوشش هاي آب پايه داراي محدوديت است. آلكيدهاي آب پايه با كيفيت بالا به منظور پوشش دهي چوب و فلز و كاربردهايي كه نياز به براقيت بالا و چسبندگي بالا به زيرآيندهاي مختلف دارند مورد استفاده قرار مي گيرند. در غياب مقررات سختگيرانه، استفاده از پوشش هاي آب پايه در صورتي انجام خواهد شد كه از نظر هزينه، كمتر و يا معادل با سيستم هاي حلال پايه باشند. حتي در صورت وجود مقررات سختگيرانه و محدوديتها نيز، در صورتيكه از نظر هزينه داراي اختلاف زياد باشند، استفاده از آنها در صنعت تداوم نخواهد داشت.

بهبود عملكرد پوشش هاي آب پايه، به پيشرفت قابل توجه در فناوري رزين، مورفولوژي هاي جديد و مكانيزم هاي شبكه اي شدن آنها در دماي محيط نسبت داده مي شود. فناوري هاي جديد پراكنش و اصلاحات انجام شده به منظور حداقل كردن ميزان آبدوستي، به پايداري و قابليت پراكنش در آب كمك نموده و پيونده هاي آب پايه را براي ساخت تركيبات يك جزئي در غياب مواد داراي VOC بالا مناسب مي نمايد.

در بازار پوشرنگ‌هاي ساختماني، در جاييكه استفاده از پوشش هاي آب پايه غالب مي شود، تقاضاي مستمر توليد رزين هاي آب پايه افزايش يافته و همواره تلاش مي گردد تا از رزين هايي استفاده شود تا فيلم هايي با براقيت بالا و قابل اعمال بر روي زيرآيندهاي مختلف، با حداكثر چسبندگي و بدون نياز به آماده سازي سطح حاصل شوند. اخيرا شركت Arkema آلكيدهاي آب پايه جديدي را با عنوان SYNAQUA® 4804 به بازار معرفي كرده است كه مشابه با آلكيدهاي ساختماني حلال پايه، داراي ظاهري براق بوده و به دليل آب پايه بودن داراي حداقل VOC و بو هستند.
بهبود در سيستم هاي پليمري امولسيوني وينيلي و اكريليكي منجر به افزايش مقاومت در برابر آب پيونده، بوي كم و كاهش انتشار آلدئيد شده است. مونومرهاي وينيل استر شاخه دار شركت Hexion اين پليمرها را اصلاح كرده و منجر به افزايش مقاومت در برابر قليا و آبگريزي عالي آنها شده وآنها را براي كاربرهاي متفاوت مناسب نموده است. سيستم هاي اپوكسي آب پايه مانند پراكنه اپوكسي شركت Hexion با نام AQUAREOUS، تركيبات با حداقل VOC را ارائه مي دهند كه مشابه با سيستم هاي حلال پايه مي توانند در توليد آستريهاي مقاوم در برابر خوردگي و كفپوش هاي اپوكسي مورد استفاده قرار گيرند. شركت Hexion پراكنه اپوكسي با نام AQUAREOUS را ارائه داده است كه تركيبات با حداقل VOC هستند كه مشابه با سيستم هاي حلال پايه مي توانند در توليد پرايمرهاي مقاوم در برابر خوردگي و كفپوش هاي اپوكسي مورد استفاده قرار گيرند.

توسعه پوشش هاي پلي يورتان آب پايه يك جزئي كه داراي خواصي مشابه با پوشش هاي دو جزئي سنتي است بسيار قابل توجه است. Bayhydrol® UH 2874 و Bayhydrol A 2846 XP كه از محصولات شركت Covestro مي باشند در ساخت كفپوش هاي چوبي مورد استفاده قرار مي گيرند در حاليكه فرمولاسيون هاي محتوي Bayhydrol UH XP 2592 و Impranil® DL 2077 در ساخت درزگيرهاي بتني پلي يورتان يك جزئي با عملكرد بالا مورد استفاده قرار مي گيرند كه در كف هاي بتني و سنگ فرش هاي آجري كه در برابر حملات شيميايي و لكه مقاوم هستند كاربرد دارند.
شركت Lubrizol فناوري پلي يورتان پلي آميد Aptalon™ را به بازار عرضه كرده است كه در ساخت پوشش هاي آب پايه يك جزئي با عملكرد بالا استفاده شده كه در رقابت با پوشش هاي حلال پايه داراي شفافيت، سختي و مقاومت شيميايي عالي مي باشند. امولسيون هاي اكريليك آب پايه در پوشش هاي حفاظتي مانند پوشش هايي كه به طور مستقيم بر روي فلز اعمال مي شوند و داراي VOC پايين به ميزان 50 گرم در ليتر هستند مورد استفاده قرار مي¬گيرند.

در حال حاضر پوشش هاي دو جزئي آب پايه با عملكرد توسعه يافته در حال ظهور هستند. اين سيستم ها عبارتند از فناوري هيبريدي اكريليك اپوكسي MAINCOTE AEH شركت DOW و روش شركت Hexion براي توليد رزين هاي دو جزئي پلي يورتان آب پايه مورد استفاده در پوشش هاي رويه خودوريي. همچنين شركت Evonik پيونده هاي پلي استر سيليكون آب پايه را معرفي كرده است كه در ساخت پوشش هاي مورد استفاده در جعبه هاي شيريني دوستدار محيط زيست و پرايمرهاي غني از روي آب پايه مورد استفاده قرار مي گيرد كه مي توانند نيازهاي نظارتي را در سطح جهاني برآورده نمايند.

مترجم: دکتر نعيمه شيراكبري  گروه صنعتي ايران خودرو معاونت كيفيت

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 263 دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در پایان شهریور ماه 1403 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.