رنگ و رزین
رنگ و رزین دو ماده شیمیایی هستند که کاربردهای گسترده ای در صنعت و هنر دارند. رنگ ها ابزاری قدرتمند هستند که می توان برای بهبود ایمنی، افزایش بهره وری و ایجاد محیطی جذاب تر در محل کار از آن ها استفاده کرد. رنگ‌ها می‌توانند طبیعی یا مصنوعی باشند. رنگ ها از مواد مختلفی مانند رنگدانه‌ها، رزین‌ها، حلال‌ها و افزودنی‌ها ساخته می‌شوند. رنگ ها معمولا به‌صورت مایع بوده و با انواع فرایند‌های شیمیایی پس از قرارگیری روی سطوح به یک جامد خشک تبدیل میشود.
رنگ‌ها بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی می‌شوند، از جمله:
- پایه رزین: رنگ‌های روغنی، لاتکس و اپوکسی
- پایه حلال: رنگ‌های پایه آب و پایه حلال
- کاربرد: رنگ‌های داخلی، خارجی و تخصصی
رزین نوعی ماده شیمیایی است که از ترکیب رزین‌های طبیعی یا مصنوعی با هاردنر (سخت کننده) به دست می‌آید. رزین ماده‌ای چسبنده و شفاف یا نیمه شفاف است که در بسیاری از صنایع مانند پوشش، چسب و کامپوزیت استفاده میشود. رزین‌ها معمولاً به صورت مایع بوده و پس از ترکیب با هاردنر، سفت و سخت می‌شوند.
رزین‌ها می‌توانند بر پایه طبیعی یا مصنوعی باشند و از مواد مختلفی مانند اپوکسی، پلی اورتان، وینیل استر و اکریلیک ساخته می‌شوند. رزین‌ها نیز بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی می‌شوند، از جمله:
- نوع: رزین‌های اپوکسی، پلی اورتان، وینیل استر و اکریلیک
- کاربرد: رزین‌های پوششی، چسب و کامپوزیت
انواع رزین
رزین پلیمری پودری (Dispersible Polymer Powder)
رزین پلیمری پودری با قابلیت دیسپرس شدن مجدد (RDP) به صورت پودر نرم و سفید و بر پایه پلیمرهای وینیل استات بوده و به راحتی در آب پخش میشود.
رزین پودری RDP در تولید ملات‌های ساختمانی، اغلب به همراه افزودنی‌های دیگر از جمله غلظت دهنده‌های سلولزی برای ایجاد خاصیت کشسانی (الاستیسیته) و همچنین برطرف کردن مشکلاتی چون چسبندگی پایین بین بایندر و سیلیس (و یا ماسه) و نیز ملات و بستر یا روان بودن بیش از حد ملات به کار می‌روند.
استفاده از رزین پلیمری پودری RDP در انواع ملات‌های تک‌جزئی و دوجزئی مانند چسب کاشی، ملات‌های بندکشی و آب‌بندی، ملات‌های ترمیمی، ملات‌های خشک، همتراز کننده‌ها و پوشش‌های تزئینی، سبب حفظ آب در ملات و بالا بردن توان اتصال و چسبندگی، افزایش پایداری مکانیکی، استقامت در مواجه با سایش و ترک‌خوردگی می‌گردد
غلظت‌دهنده پلی یورتانی (Polyurethane Thickener)
غلظت‌دهنده پلی یورتانی نوع جدیدی از غلظت‌دهنده‌ها هستند که با پیشرفت دانش رئولوژی به بازار عرضه شدند و استفاده از آن در پوشش‌ها و رنگ‌های پایه آب رایج گردیده است.
در قیاس با غلظت‌دهنده‌های سلولز اتر و آکریلیک، غلظت‌دهنده‌های پلی یورتانی، خواص سیالی و سطحی بهتری از خود نشان می‌دهند. همچنین با توجه به نتایج بهتر این نوع غلظت‌دهنده‌ها در بحث براقیت رنگ، استفاده از آنها در صنعت رنگ فزاینده بوده است.
از جمله مزایای کاربرد این نوع غلظت‌دهنده می‌توان به: پاشش کمتر به هنگام کار با غلطک، بهبود مقاومت سایشی رنگ و پوشش بهتر رنگ اشاره نمود.
به طور کلی و با توجه به قابلیت‌های هر کدام از غلظت‌دهنده‌های پایه آب در رنگ‌ها، با انتخاب صحیح مواد غلظت دهنده و ترکیب مناسب آنها، می‌توان به مزایا و قابلیت‌های بیشتری دست یافت و محصول نهایی با کیفیت‌تری را ارائه داد.
غلظت دهنده سلولزی (Cellulose Ether)
سلولز اترها (غلظت دهنده سلولزی – تیلوز) مشتق غیریونی سلولز و به صورت پودر سفید رنگ و محلول در آب هستند که عمدتا از چوب و پنبه استخراج شده و باعث بهبود قوام و پایداری محصولات پایه آب می‌گردند. ساز و کار غلظت‌دهندگی در این مواد براساس انحلال در آب و آماسیدن است.
از جمله قابلیت‌هایی که این نوع از غلظت‌دهنده‌ها ایجاد می‌نمایند می‌توان به تنظیم گران‌روی (ویسکوزیته)، ایجاد خاصیت ضدشره، شرایط ضدرسوبی مناسب و درنتیجه افزایش زمان انبارداری، نگهداری آب، Open Time و ایجاد جریان پذیری(تیکسوتروپیک) بهتر در محصول اشاره نمود.
انواع غلظت‌دهنده‌های سلولزی عبارتند از:
- کربوکسی متیل سلولز (CMC)
- هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)
- متیل هیدروکسی اتیل سلولز (MHEC)
- متیل هیدروکسی پروپیل سلولز (MHPC)
- هیدروکسی پروپیل سلولز (HPC)
- اتیل هیدروکسی اتیل سلولز (EHEC)
امروزه با توجه به ارزش و اهمیت مسائل زیست محیطی، تولید رنگ‌های پایه آب گسترش زیادی یافته و به همین سبب استفاده از غلظت دهنده سلولزی رشد چشمگیر داشته است.
همچنین این مواد در انواع چسب و ملات‌های ساختمانی، صنایع آرایشی بهداشتی و مواد شوینده کاربرد فراوان دارند.
پیگمنت (pigment)
مواد رنگی به طور کلی به دو گروه رنگ ها و رنگدانه ها یا پیگمنت ها طبقه‌بندی می‌شوند. همانطور که می‌دانید پیگمنت ها با رنگ‌ها متفاوت هستند. رنگ دانه‌ها فقط سطح اجسام را رنگی می‌کنند و در آب حل نمی‌شوند، در حالی که رنگ ها باید جذب ماده مورد رنگرزی شوند. رنگ دانه‌ها بصورت جامد هستند و اشکال و اندازه‌های گوناگونی دارند. رنگ های مختلف آنها شامل رنگ‌های سیاه، سفید و چندرنگ هستند. رنگدانه ها در رنگرزی انبوه، رویه زدن و دیسپرسیون در هوا مورد استفاده قرار می‌گیرند.
امروزه پیگمنت ها در صنایع مختلفی کاربرد دارند. از پوشش سطوح وسایل فلزی و چوبی گرفته تا بناها و وسایل نقلیه، در همگی از رنگ دانه ها استفاده می شود. با پوشش دادن سطوح وسایل مختلف توسط رنگ دانه‌ها می توان از آنها در برابر ترکیبات شیمیایی، رطوبت و شرایط جوی مختلف محافظت کرد. همچنین، رنگ زدن به اشیا موجب زیباتر شدن آنها میشود. در ساخت مستربچ های رنگی نیز از پیگمنت استفاده میشود بدین صورت که پیگمنت با رزین پلیمری به داخل دستگاه گرانولساز دو مارپیچ ریخته میشود و با هم ترکیب میشود.
- تولید لاک
• تولید رنگ‌های روغنی
• تولید ورنی‌ها
• تولید رنگ‌های سلولزی
• تولید رنگ‌های پلاستیکی
• تولید مرکب‌های چاپ
• رنگرزی کاغذ و تاسیسات آهنی
رنگ دانه ها از نظر شیمیایی به دو گروه پیگمنت‌های آلی و معدنی تقسیم می‌شوند و این دو گروه رنگ دانه‌های آلی و معدنی ممکن است طبیعی یا مصنوعی (سنتزی) باشند.
پیگمنت های آلی
این روزها رنگ دانه های آلی بیشتر از انواع معدنی وجود دارند. فتالوسیانین‌ها از جمله مهمترین انواع این محصول هستند که در رنگ های آبی و سبز وجود دارند. فتالوسیانین مس که رنگ دانه های آبی رنگ است، به دلیل دارا بودن مقاومت بالا در برابر عوامل گوناگون، جزو با ارزش‌ترین رنگدانه‌ها محسوب میشود.
برخی از رنگ دانه های جدید، ساختار آلی فلزی دارند. اغلب پیگمنت‌های آلی ، مواد شیمیایی آلی هستند که روی یک هسته معدنی هیدروکسید آلومینیوم رسوب داده شده‌اند.
رنگدانه های طبیعی و رنگدانه های مصنوعی
رنگ دانه های طبیعی پس از استخراج شدن از پوسته زمین، خرد، شسته و در اندازه های مختلف رتبه بندی می‌شوند.
رنگ دانه‌های مصنوعی در اثر یک فرایند شیمیایی و از اجزای دیگری ساخته می‌شوند. رنگ دانه های مصنوعی از نظر شیمیایی مشابه رنگ‌دانه‌های طبیعی هستند، اما خواص و ویژگی های متفاوتی دارند. رنگ دانه مصنوعی به دلیل دارا بودن شکل بلوری و دانه‌بندی مطلوب‌تر و خلوص بیشتر، معمولا از رنگ دانه طبیعی بهتر و مرغوب‌تر هستند.
تفاوت پیگمنت های آلی و رنگ دانه معدنی
به دلیل این کهپیگمنتآلی، درخشندگی و روشنی بالایی دارند، با استفاده از آنها می‌توان روشن‌ترین و جالب‌ترین رنگ‌ها را تولید کرد.
- به دلیل این که رنگ دانه سیاه و سفید آلی وجود ندارد، خالص‌ترین رنگ دانه سفید و براق‌ترین و سیاه‌ترین ها، جزو رنگ دانه های معدنی هستند.
- مقاومت در برابر یو‌وی و قابلیت ضد خورندگی در رنگ دانه معدنی بهتر از رنگ دانه آلی است.
- ترکیبات معدنی در حلال‌های آلی نفوذ نمی‌کنند و حلالیت ناچیزی دارند.
- مقاومت حراراتی ترکیبات آلی در دمای 300 درجه سانتی گراد و بالاتر، بهتر از پیگمنت معدنی است، اما ترکیبات آلی، در دماهای پایین تجزیه یا ذوب می‌شوند.
• ساختار کریستالی
• ماهیت شیمیایی
• مقاومت بالا در برابر حرارت
• مقاومت بالا در برابر اسیدها و بازها
• مقاومت در برابر عوامل جوی و نوری مختلف
• در ابعاد و اشکال مختلف موجود هستند
• رنگ‌بندی متنوع
• پخش شوندگی
اندازه ذرات پیگمنت ها بستگی به نوع رنگدانه دارد. اندازه ذرات آنها، در ويژگي‌هاي رنگ از جمله براق بودن و درخشندگی رنگ، قدرت پوشش‌دهی و جلوگيري از ته نشين شدن رنگ تاثیر بسیاری دارد.
پیگمنت ها علاوه بر متفاوت بودن از نظر اندازه ذرات‌شان، از نظر شكل ذرات هم متفاوت هستند. رنگ دانه ها در شکل‌های مختلفی از جمله سوزنی، مكعبي، كروي، گره گره يا ورقه‌اي موجود هستند. برخی رنگ دانه ها به شکل تیغ یا سوزنی هستند و به دلیل قدرت چسبندگی که دارند، در لایه‌های زیرین رنگ از آنها استفاده میشود. جالب است بدانید ذرات کربن به شکل کروی و رنگ دانه های آلومینیوم و میکا، به شکل ورقه‌ای هستند.
هر رنگ دانه ، وزن مخصوص به خود را دارد و دانستن وزن آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. هنگام فرموله کردن رنگ، باید از میان پیگمنت های موجود، رنگ‌دانه‌ای را انتخاب کنیم که وزن کمتری دارد، زیرا این رنگ دانه ها حجم بیشتری را اشغال می‌کند و رنگ تولید شده نیز از نظر اقتصادی مقرون به‌صرفه خواهد بود.