اخبار صنعت
بینش صنعت · شیمی پوشش
افزودنی های پوشش توضیح داده شده: شیمی عملکردی پشت پوشش های با کارایی بالا
هر پوشش با کارایی بالا متکی به گروه کوچک اما قدرتمندی از مواد است که به نام آنها شناخته می شود افزودنی های پوششی . این ترکیبات کاربردی به ندرت از چند درصد از وزن کل فرمول تجاوز می کنند، با این حال تعیین می کنند که آیا یک پوشش تمام شده در برابر خوردگی مقاومت می کند، رنگ خود را در زیر نور خورشید نگه می دارد، به طور یکنواخت در سطح زیرلایه پخش می شود، یا سال ها در معرض قرار گرفتن در فضای باز بدون ترک خوردن زنده می ماند. برای سازندگانی که پوششها را در مقیاس تولید میکنند، درک نحوه رفتار این افزودنیها در یک دسته تولیدی به اندازه انتخاب سیستم رزین مناسب مهم است.
چرا مواد افزودنی پوشش در طبقه تولید اهمیت دارند؟
در خط تولید، رزین خام، خمیر رنگدانه و حلال به تنهایی به ندرت پوششی را تولید می کنند که با مشخصات تجاری مطابقت داشته باشد. ویسکوزیته در طول ذخیره سازی تغییر می کند، رنگدانه ها در درام ها ته نشین می شوند، در هنگام پراکندگی با سرعت بالا فوم تشکیل می شود، و نقص فیلم در طول آزمایش های کاربرد ظاهر می شود. بسته های افزودنی به طور خاص برای اصلاح این مشکلات مرحله تولید قبل از اینکه محصول به تفنگ اسپری یا غلتک مشتری برسد، مهندسی شده اند.
یک بسته افزودنی با طراحی خوب نه تنها در لیوان های آزمایشگاهی، بلکه در شرایط اختلاط واقعی، از جمله پراکندگی با برش بالا، رنگ آمیزی، بسته بندی و نگهداری طولانی مدت در قفسه در دماهای متغیر آزمایش می شود. اینجاست که تجربه فرمولبندی، پوششی را که بهصورت دستهای پشت سر هم عمل میکند، از پوششی که بهطور غیرقابل پیشبینی در زمینه شکست میخورد، جدا میکند.
چهار سیستم پوشش تولید شده در مقیاس
پوشش ها به طور کلی در چهار سیستم اصلی تولید می شوند که هر کدام به یک استراتژی افزودنی مجزا نیاز دارند. جدول زیر چگونگی تفاوت این سیستم ها در رفتار پخت، مشخصات محیطی و خروجی معمولی تولید را نشان می دهد.
| سیستم پوشش | مکانیسم پخت | زمان درمان معمولی | نمایه VOC | نیازهای افزودنی اولیه |
| پوشش مبتنی بر حلال | تبخیر حلال | 30 دقیقه - 2 ساعت | بالا | عوامل تسطیح، عوامل ضد ته نشینی |
| پوشش بر پایه آب | ادغام تبخیر آب | 1-4 ساعت | کم | ضخیم کننده ها، کف زدا، عوامل ادغام کننده |
| پوشش پودری | جریان مذاب حرارتی و اتصال متقابل | 10-20 دقیقه (پخت) | صفر | محرک های جریان، عوامل گاززدایی |
| پوشش قابل درمان با اشعه ماوراء بنفش | پلیمریزاسیون با شروع نور | ثانیه تا ده ها ثانیه | خیلی کم | آغازگرهای نوری، عوامل تراز کننده |
تولیدکنندگانی که در چندین سیستم تولید میکنند، معمولاً موجودیهای افزودنی جداگانه را نگهداری میکنند، زیرا یک کفزدا بهینهسازی شده برای امولسیون مبتنی بر آب در یک آلکید مبتنی بر حلال یا ماتریس رزین پودری رفتار متفاوتی دارد.
دسته های اصلی افزودنی مورد استفاده در فرمول های تولید
پراکنده کننده ها
انرژی سطحی ذرات رنگدانه را کاهش دهید تا جدا از هم بمانند تا اینکه پس از آسیاب به هم برگردند. پخش کننده های پلی کربوکسیلات و پلی اورتان بسته به قطبیت رنگدانه و سازگاری با رزین رایج هستند.
اصلاح کننده های رئولوژی
نحوه رفتار پوشش در حالت استراحت در مقابل تحت برش را کنترل کنید. ضخیمکنندههای پلی اورتان و عوامل رئولوژی ارگانیک، رنگدانهها را در قوطی معلق نگه میدارند و در عین حال اجازه میدهند تا کاربرد نرمی داشته باشند.
کف زدا
حباب های هوا را که در حین اختلاط و استفاده با سرعت بالا ایجاد می شود، بشکنید. کف زداهای مبتنی بر سیلیکون به سرعت عمل می کنند اما در صورت مصرف بیش از حد می توانند باعث ایجاد دهانه های سطحی شوند. کف زدای روغن معدنی ملایم تر و سازگارتر با طیف وسیع تری از رزین ها هستند.
بیوسیدها و نگهدارنده ها
از فرمول های مبتنی بر آب در هنگام نگهداری از آلودگی باکتریایی و قارچی محافظت کنید. نگهدارنده های مبتنی بر ایزوتیازولینون از جمله پرمصرف ترین مواد نگهدارنده در قوطی هستند.
تثبیت کننده های UV
کاهش سرعت تخریب فیلم ناشی از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور خورشید. تثبیت کننده های نور آمین مانع اغلب با جاذب های UV جفت می شوند تا محافظت لایه ای در برابر گچ شدن و از بین رفتن براقی ایجاد کنند.
عوامل تسطیح
کشش سطحی را کاهش دهید تا لایه مرطوب به طور یکنواخت پخش شود و آثار برس و بافت پوست پرتقال از بین برود. پلی سیلوکسان و عوامل تراز کننده اکریلیک بسته به بستر، ویژگی های جریان متفاوتی را ایجاد می کنند.
عوامل ادغام کننده
به ذرات پلیمری در سیستمهای لاتکس مبتنی بر آب اجازه دهید تا در دمای کاربرد پایینتر به یک فیلم پیوسته تبدیل شوند، که برای پوششهایی که در تولید خنکتر یا شرایط محل کار استفاده میشود، حیاتی است.
عوامل مرطوب کننده
بهبود خیس شدن بستر روی سطوح دشوار مانند فولاد گالوانیزه یا فلز روغنی، کاهش احتمال ایجاد چشم ماهی و چسبندگی ضعیف در طول اولین عبور پوشش.
محدوده دوز افزودنی معمولی در فرمول های تولید
| نوع افزودنی | دوز معمولی | مرحله فرمول اضافه شد | بررسی عملکرد مشترک |
| متفرق کننده | 0.3٪ - 1.5٪ | مرحله سنگ زنی رنگدانه | ظرافت ذرات (هگمن سنج) |
| غلیظ کننده | 0.2٪ - 1.0٪ | مرحله رها کردن | ویسکوزیته (بروکفیلد / ICI) |
| کف زدا | 0.05٪ - 0.5٪ | مرحله سنگ زنی و رها کردن | ارتفاع فوم پس از آزمایش برشی |
| بیوساید | 0.1٪ - 0.3٪ | مرحله اختلاط نهایی | تست چالش میکروبی |
| تثبیت کننده UV | 0.5٪ - 2.0٪ | مرحله پیش میکس رزین | هوازدگی سریع QUV |
| عامل تسطیح | 0.1٪ - 0.8٪ | مرحله اختلاط نهایی | بازرسی پانل رو به پایین |
این محدوده ها بسته به شیمی رزین، سطح براقیت هدف و روش کاربرد متفاوت است، به همین دلیل است که آزمایش فرمولاسیون روی مخلوط کن های در مقیاس تولید قبل از تایید یک دسته برای بسته بندی ضروری است.
در داخل فرآیند تولید
تامین مواد اولیه
رزینها، رنگدانهها و مواد شیمیایی افزودنی از برگههای مشخصات ثابت تهیه میشوند و دستههای ورودی قبل از ورود به تولید، از نظر ویسکوزیته، pH و محتوای جامد بررسی میشوند.
پراکندگی برشی بالا
خمیرهای رنگدانه تحت سرعت برشی و دمای کنترل شده آسیاب می شوند تا به ظرافت ذرات مورد نظر برسند و در عین حال از ایجاد حرارت بیش از حد که می تواند مواد افزودنی حساس را تخریب کند، جلوگیری می کند.
Le-Down و Blending
رزین، حلال یا آب باقیمانده و افزودنیهای کاربردی به تدریج تحت اختلاط با برش کم وارد میشوند تا کفزدا و اصلاحکنندههای رئولوژیکی را از قیچی شدن از کارآیی محافظت کنند.
تست کنترل کیفیت
هر دسته از نظر ویسکوزیته، براقیت، تطابق رنگ، زمان خشک شدن، و معیارهای چسبندگی قبل از انتشار بررسی میشوند و نمونههای باقیمانده برای مراجعات بعدی ذخیره میشوند.
پر کردن و بسته بندی
دسته های تایید شده به خطوط پرکننده خودکار منتقل می شوند، جایی که دقت وزن پر و آب بندی ظروف برای جلوگیری از نفوذ رطوبت یا پوسته شدن زودرس کنترل می شود.
قابلیت ردیابی دسته ای
هر کانتینر به یک دسته تولید خاص کدگذاری شده است، که امکان ردیابی کامل را به مقدار زیادی مواد خام در صورت بررسی فنی یا بررسی عملکرد می دهد.
پشتیبانی از فرمولاسیون برای پروژه های پوشش سفارشی
فراتر از خطوط تولید استاندارد، تیمهای فرمولاسیون اغلب با مهندسان پروژه کار میکنند تا بستههای افزودنی را برای شرایط کاربردی خاص تنظیم کنند - محیطهای مرطوب ساحلی، تجهیزات صنعتی با دمای بالا، یا بسترهایی که به سختی خیس میشوند مانند آلومینیوم آنودایز شده یا پلاستیکهای بازیافتی. این فرآیند معمولاً شامل چندین دور آزمایش دستهای کوچک قبل از مقیاسبندی تا حجم کامل تولید میشود که اجازه میدهد سطح براقیت، سرعت خشککردن و سختی فیلم بر اساس مشخصات هدف تنظیم شوند.
برگههای اطلاعات فنی، برگههای اطلاعات ایمنی و دستورالعملهای کاربرد معمولاً در کنار هر فرمول نهایی صادر میشوند و به اعمال کننده پاییندست راهنمایی روشنی در مورد ضخامت فیلم، فواصل پوشش مجدد و الزامات آمادهسازی سطح میدهند.
صنایع متکی بر فرمول های پوشش پیشرفته
ساخت و ساز معماری
پوشش های دیوار بیرونی برای مقاومت در برابر آب و هوا، مقاومت قلیایی و حفظ طولانی مدت رنگ فرموله شده اند.
قطعات خودرو
سیستم های پخت سریع برای حفظ براقیت بالا و مقاومت در برابر تراشه سنگ بر روی قطعات فلزی و پلاستیکی طراحی شده اند.
سازه های دریایی و فراساحلی
پوشش های ضد خوردگی مهندسی شده برای مقاومت در برابر پاشش نمک مداوم و سایش مکانیکی.
تجهیزات صنعتی
پوشش های محافظ فرموله شده برای مقاومت شیمیایی و تحمل حرارت بر روی سطوح ماشین آلات.
چوب و مبلمان
روکش های شفاف و رنگدانه ای که انعطاف پذیری فیلم را با مقاومت در برابر خراش و لکه متعادل می کند.
بسترهای بسته بندی
روکش هایی با خشک شدن سریع و کم بو مناسب برای خطوط چاپ و بسته بندی با سرعت بالا.
سوالات متداول فرمولاسیون
چگونه افزودنی های پوششی بر عمر ماندگاری تاثیر می گذارند؟
اصلاحکنندههای رئولوژی و نگهدارندهها دو نوع افزودنی هستند که مستقیماً با پایداری قفسه مرتبط هستند. انتخاب غلیظ کننده مناسب از ته نشین شدن رنگدانه در طول ذخیره سازی جلوگیری می کند، در حالی که دوز بیوسید از فساد میکروبی در فرمول های مبتنی بر آب که در شرایط انبار برای مدت طولانی نگهداری می شوند، جلوگیری می کند.
چرا دو پوشش با رزین یکسان عملکرد متفاوتی دارند؟
شیمی رزین ویژگیهای لایه پایه را تعیین میکند، اما انتخاب افزودنی تعیین میکند که چگونه این ویژگیها در طول کاربرد به دست میآیند. دو فرمول ساخته شده بر روی رزین یکسان می توانند میزان جریان، براقیت و عیب متفاوتی را صرفاً بر اساس نوع افزودنی و دوز نشان دهند.
آیا بسته های افزودنی را می توان برای اقلیم های مختلف تنظیم کرد؟
بله. سطوح عامل ادغامکننده، اصلاحکنندههای سرعت خشک کردن و بارگذاری تثبیتکننده UV معمولاً بر اساس آب و هوای هدف تنظیم میشوند، زیرا رطوبت و شدت نور خورشید مستقیماً بر تشکیل فیلم و دوام طولانیمدت تأثیر میگذارد.
چه چیزی باعث نقص های مربوط به فوم در طول تولید می شود؟
اختلاط با برش بالا، به ویژه در سیستم های مبتنی بر آب، هوا را وارد فرمول می کند. بدون یک کفزدا با دوز مناسب، این هوا در حین استفاده به عنوان سوراخها یا دهانههایی در فیلم خشک شده به دام میافتد.
چگونه سازگاری افزودنی قبل از تولید انبوه آزمایش می شود؟
آزمایشهای دستهای کوچک ابتدا اجرا میشوند و پانلهای پایینکشنده از نظر براقیت، تراز کردن و چسبندگی ارزیابی میشوند. تنها پس از اینکه این آزمایشها عملکرد پایدار را تأیید کردند، فرمول تا حجم کامل تولید مقیاس میشود.
تضمین کیفیت پشت هر دسته
عملکرد یکنواخت افزودنی به ذخیره سازی کنترل شده مواد شیمیایی افزودنی خام، اندازه گیری دقیق در طول تولید، و روش های اختلاط قابل تکرار در شیفت ها بستگی دارد. آزمایشگاههایی که تولید را پشتیبانی میکنند معمولاً تجهیزات را برای اندازهگیری ویسکوزیته، آزمایش براقیت، هوازدگی تسریعشده، و تست چسبندگی متقاطع نگه میدارند و به هر فرمول اجازه میدهند تا قبل از ارسال بر اساس مشخصات اولیهاش اعتبارسنجی شود.
این ترکیبی از کنترل دقیق مواد خام و آزمایش سیستماتیک چیزی است که به فرمول پوشش اجازه می دهد تا عملکرد یکسانی فیلم را ارائه دهد، چه بر روی یک پانل آزمایشی کوچک اعمال شود و چه در طول تولید کامل.
