بخشی از مقاله
تصفيه آّب
در سيستم هاي نوين پوششي، به دليل معضلات زيست محيطي تلاش در جهت کاهش مصرف حلالها (براي سيستم هاي پوششي) است. زيرا اين حجم از حلال پس از خشک شدن فيلم از آن خارج و در محيط پراکنده مي شود. VOC معياري است که براي توصيف اين مقدار، بيان مي‌شود.
يکي از روشهاي کاهش VOC (براي سيستم هاي پوششي) آن است که حلال را با آب جايگزين کرده و يا اينکه مقدار حلال آلي را کاهش دهيم .
براي تحقق اين هدف در روش اول رزينهايي تهيه شدند که محلول در آب بوده و يا بصورت امولسيونهاي آبي و يا ديسپرس در آب مي باشند، در روش دوم نيز سيستم هاي پرجامد که بيش از 80 درصد مواد دارند و يا پوششهاي پودري که مقدار حلال در آنها کمتر از 5% است، ابداع شده‌اند.
هدف در اين پروژه بررسي نوع اول از پوششهايي است که در بالا ذکر شد. از آنجايي که پايه پوشش از روي رزين مربوطه به آن تعيين مي شود، اين سيستم هاي را پوششهاي پايه آبي گويند که داراي مقدار VOC پايين تر از lb/gal 0/2 مي باشند.
با توجه به انواع مختلف از اين نوع رزين ها، مي توان طيف گسترده‌اي از خواص شيميايي و فيزيکي را بدست آورد. براي مثال سيستم هاي پايه آبي مي توانند خواص مثبت زيادي از جمله استقامت و سختي ، مقاومت در برابر لکه دار شدن ، انعطاف پذيري و مقاومت در برابر خوردگي را تأمين کرده و همچنين مقاومت بالايي نيز در برابر مواد شيميايي و رطوبت از خود نشان دهند.
از طرف ديگر، با توجه به فرمول بندي آنها، مي توان دو نوع هوا خشک يا کوره‌اي از رزين هاي پايه آبي بدست آورد.
پايه آبي
Basecoat پايه حلالي
basecoat
20 – 13 20 – 13 درصد جامد
حداکثرتا 15 87 – 80 درصد حلال
420 > 800 - 650 VOC (g/L)
جدول شماره 1
انواع پوششهاي پايه آبي:
تنوع اين سيستم ها از روي حالتي که رزين آنها با آب ايجاد مي کند، مي باشد.
پوششهاي پايه آبي از نوع امولسيونهاي آبي:
اين سيستم ها شامل پليمرهاي امولسيوني مي باشند که به صورت ذرات کروي با وزن مولکولي بالا در آب پراکنده و ديسپرس مي شوند. در اين سيستم ها مي توان وزن مولکولي پليمر را به منظور بهبود خواص فيلم، افزايش داد و از آنجايي که بين کره هاي پليمري توسط آب فاصله‌ايجاد شده است، اين امر تغييري روي ويسکوزيته بوجود نمي آورد. به همين دليل، مزيتهاي حاصل از بالا بودن وزن مولکولي پليمر در سيستم امولسيوني نسبت به دو سيستم ديگر رزين از پوششهاي پايه آبي، خواص سختي و مقاومت شيميايي بهتري را حاصل مي
کند. فيلم حاصل از اين پوشش مي تواند هوا خشک و يا ترموست (که در اين حالت، مقاومت شيميايي در برابر حلال افزايش يافته و در بعضي حالات که چغرمگي فيلم تنها با افزايش وزن مولکولي بالا نرود، تشکيل فيلم کوره‌اي آن را جبران مي کند) باشد. اين پوششها به طور گسترده‌اي روي سطوح با کارآيي بالا، اعم از سطوح فلزي و ... بکار مي رود.
پوششهاي پايه آبي از نوع حلال در آب:
اين سيستم ها نيز شامل ذرات کروي مي باشند که در آب ديسپرس شده اند. اندازه‌اين ذرات کروي شکل، نسبت به سيستم هاي امولسيوني آبي کوچکتر بوده و در آب حالت متورم پيدا مي کنند. بنابراين وزن مولکولي، مابين پليمرهاي امولسيوني و حالت حلالي قرار دارد. اين اجزاء که پليمرهاي کلوئيدي ديسپرس شده ناميده مي شوند، داراي گروههاي قطبي اعم از اسيدي يا بازي مي باشند که درجه حلاليت را افزايش مي‌دهد. اين پليمرهاي کلوئيدي به عنوان يک حالت مياني از دو نوع پليمرهاي امولسيوني و محلولي در نظر گرفته مي شوند، زيرا خواص هر دو نوع را از خود نشان مي دهند. به طور مثال، از خواص سيستم حلال در آب، خصوصيات جلاي بالا، چغرمگي و مقاومت در برابر آب و مواد شيميايي برآورده مي شود. اين نوع پوشش نيز براي بسياري از کاربردهاي صنعتي استفاده مي شود.
پوششهاي آب کاهنده:
اين پوششها شامل کوپليمرهايي مي باشد که با عمل پليمريزاسيون حاصل شده اند پليمريزاسيون در حلالهاي آلي که در آب تشکيل توده مي دهند،(مانند الکلها و استرها) صورت مي گيرد. گروههاي قطبي روي پليمر، عامل ايجاد يک حلال واقعي از پليمر در آب مي باشند. بر خلاف نوع پليمرهاي امولسيوني، در اين سيستم، ويسکوزيته و خواص پوشش بطور مستقيم به جرم مولکولي پليمر وابسته است. اين سيستم حاصلي با شفافيت بالا، وضوح عالي، خاصيت تر شدن و ديسپرسي پيگمنت بالا، و خواص کاربردي مناسب خواهد داد و معمولاً براي مصارف صنعتي و اعمال روي سطوح فلزي کاربرد دارد.
پس بطور کلي مي توان گفت که رزين هاي مورد استفاده مي توانند سه حالت محلولي، امولسيوني، ديسپرس شده در آب را داشته باشند که در اينجا از روي اين مورد به بررسي گونه ها مي‌پردازيم:
محلولي:
به حالتي گفته مي شود که يک يا چند ماده بصورت هموژن در ماده ديگري ديسپرس شده باشند. بنابراين پوششهاي حلال در آب و آب کاهنده در اين دسته جاي مي گيرند. رزين هاي حلالي پايه آبي شامل گروههاي شيميايي فعال هستند که با افزودن ترکيبات آبي آميني، گروههاي يوني تشکيل مي دهند تا خاصيت قطبي ايجاد شود و رزين حلال در آب شود. بدليل اينکه‌اين رزينها وزن مولکولي پاييني دارند، داراي مزيتهايي از قبيل پايداري مکانيکي و هيدروليکي و زمان انبارداري طولاني مي باشد.
امولسيوني:
امولسيون، يک سوسپانسيون کلوئيدي از دو مايع غيرقابل امتزاج مي باشد که يکي از آنها به صورت کره هاي بسيار ريز است که با يک صابون يا ماده فعال کننده سطح ديگري، پوشانيده شده و در ميان مايع دوم ديسپرس شده اند. ماده فعال کننده سطح امولسيفاير است که کشش سطحي بين دو مايع غيرقابل امتزاج را کاهش مي دهد. پوششهاي امولسيوني پايه آبي، پوششهاي لاتکسي نيز نامده مي شوند. طبيعت شيميايي آنها اين اجازه را به‌ايشان مي دهد که در حجم جامدهاي بالا، فرمول بندي شوند بدون آنکه ويسکوزيته آنها بي جهت اضافه گردد. اين دسته از پوششها وزن مولکولي بالا (100،000 تا 3،000،000) را دارا مي باشند ولي رسيدن به نقطه انجماد، خواص آنها را مورد تهديد قرار مي دهد.
ديسپرسيوني:
ديسپرسيون در يک مايع، سيستمي است که در آن ذرات بصورت معلق در يک مايع مي باشند. يک رزين ديسپرس شده از ترکيب حلالهايي با قطبيت پايين کمک مي گيرد تا مولکولهايش وارد کلوخه هاي نرم موجود شوند. تفاوت اين سيستم با حالت امولسيوني در اين است که کلوخه هاي رزين(1)، در اينجا کوچکتر بوده و سيستم براي تشکيل يک مخلوط سيالي پايدار، نيازي به امولسيفاير پيدا نمي کند ولي اين سيستم به حدي به سيستم امولسيوني نزديک است که گاهي جزء يک طبقه محسوب مي گردند.
سيستم آب کاهنده سيستم حلال در آب سيستم امولسيون آبي خواص
شفاف، بدون انتشار نور نيمه شفاف، انتشار دهنده نور پشت پوش، انتشار دهنده نور خواص ظاهري
m005/0> nm 100 – 20 = m 1/0≥ اندازه ذرات
50،000 – 20،000 200،000- 20،000 106 × 1 وزن مولکولي
وابستگي شديد به وزن مولکولي پليمر تا حدي وابسته به وزن مولکولي پليمر پايين، بدون وابستگي به وزن مولکولي ويسکوزيته
پايين متوسط بالا ميزان جامد در ويسکوزيته اعمال
بسيار خوب عالي عالي دوام
خوب خوب - عالي عالي خصوصيات مقاومتي
با وزن مولکولي پليمر، قابل کنترل است با افزودن کمک حلال ضخيم مي شوند به ضخامت دهنده خارجي نياز دارند کنترل ويسکوزيته
ساده واسطه‌اي ترکيبي فرمولاسيون
عالي خوب – عالي ضعيف توانايي ديسپرس کردن پيگمنت
بالا متوسط پايين براقيت و جلا
کم مقدار متوسط بسيار زياد مشکلات اعمال
جدول شماره 2 (تصويري شماتيک از رزين در سيستم هاي مختلف پوششهاي پايه آبي)
جدول شماره 3 پس از بررسي انواع اين رزينها، نگاهي کلي بر معايب و مزاياي سيستم هاي پايه آبي مي اندازيم:
مزايا معايب
از نظر آيين نامه هاي آلودگي هوا، مورد تأييدند هزينه بالاتر نسبت به مقدار معادل خود از سيستم هاي قديمي
پوشش، فيلم نازکي حدود1 – 8/0 mils را هم مي سازد کاربردهاي محدود
ايمني در کارکردن با آن حساسيت بالا نسبت به آماده سازي صحيح سطح
ايده آل براي پوشش دهي با روش غوطه وري نياز به کنترل دقيق در طي پروسه عمليات
قابليت داشتن براقيت بالا بعضي از آنها داراي خواص تيکسوتروپ اند
پايداري در برابر ذوب و انجماد به افراد با تجربه جهت اعمال نياز است
حداقل مسدود کردن دهانه نازل و امکان پاک کردن آسان آن از تجهيزات و وسايل نياز به کمک حلال دارد و فرآيند خشک شدن آنها طولاني تر مي باشد
وزن مولکولي پايين براي اندازه حوضچه غوطه وري، مقدار بحراني داريم
کاهش خطر آتش سوزي کنترل رطوبت محيط، از جهت مکانيسم خشک شدن حائز اهميت است.
از اغلب تجهيزات موجود در سيستم حلالي، مي توان براي پوششهاي پايه آبي نيز استفاده کرد بايد به درستي اعمال گردد تا از مشکلاتي از قبيل حفره زايي و مشکل لبه ها جلوگيري به عمل آيد
معايب ظاهري از قبيل پوست پرتقالي شدن ، جوشيدگي حلال ، غير يکنواختي پوشش و براقيت مشکلات عمده‌اي ايجاد نمي کنند. بعضي از اين پوششها، مقاومت کمي در برابر شوينده ها دارند که البته‌اين معضل با حلال کردن آنها از طريق خنثي سازي گروههاي کربوکسي با آمين ها، برطرف مي شود
کاهش ميزان سميت و بالا رفتن ايمني در کار با آن همه رزين هايي که مي توانند با آب، در اين سيستم ها به کار روند، پايداري کمي در زمان انبار داري از خود نشان مي دهند
خواص سطحي و ظاهري خوب تا عالي، از جمله براقيت، مقاومت در برابر سايش و غير زرد شوندگي اغلب تمايل به کفي شدن دارند
آماده سازي کامل سطح و پاک شدن آن از انواع روغن و گريس بسيار حائز اهميت مي باشد
رزين هايي که مي توانند در سيستم هاي پايه آبي به کار برده شوند، محدودتر هستند
اتميزه کردن آنها اغلب دشوارتر مي باشد
با توجه به آنچه گفته شد براي مطابقت با آيين نامه هاي جلوگيري از آلودگي، پوششهاي نوين بايد با حداقل ميزان مواد فرار فرموله شوند که بر اين اساس دو سيستم پايه آبي و سيستم پرجامد، کاربردي ترين مي باشند. بنابراين بين اين دو سيستم موجود، مقايسه‌اي انجام مي دهيم:
جدول شماره 4
پوششهاي پايه حلالي پوششهاي پايه آبي خواص
اغلب مقدارvoc آنها بيشتر از سيستم‌هاي پايه آبي است به جز سيستم‌هاي 100% جامدي که تهيه شده اما اين سيستم ها نيز چون براي پخت به دماي 0F 350 – 250 نياز دارند، کاربرد دشواري خواهند داشت اين سيستم ها اغلب مقدار vocمجاز را دارا مي باشند تا جايي که حتي از اين سيستم ها، voc صفر نيز مي توان بدست آورد مقدارvoc
در اغلب موارد خشک شدن آنها سريع‌تر صورت مي گيرد و همچنين غالباً خشک شدن آنها به رطوبت هوا بستگي ندارد انواع هوا خشک، تک جزئي و به خصوص بعضي امولسيونها، سريع تر از سيستم هاي پرجامد پايه حلالي خشک مي شوند ولي در اکثر موارد، سيستم‌هاي پايه حلالي سريع تر خشک مي شوند پارامتر هاي خشک شوندگي
از جايي که سيستم هاي پرجامد ويسکوزيته پايين ندارند، تجهيزات اعمال قادر به اتميزه کردن کامل آنها نبوده و در نتيجه نمي توان از آنها فيلم نازک بدست آورد درصد جامد نسبي کم اين سيستم‌ها که حداکثر حدود %30 – 25 است، ايجاد فيلمي با ضخامت کم حدود mil 1 – 8/0 را ميسر مي سازد و اين امر مزيت اصلي اين سيستم ها در برابر سيستم هاي پرجامد است ضخامت فيلم
وجود حلال، احتمال بروز آتش سوزي را در حين اعمال زياد مي کند. همچنين پتانيسيل آن را دارا مي باشد که براي سلامتي افراد اعمال کنده که با آن سروکار دارند، ايجاد مشکل کند. اين سيستم ها عموماً ايمني بيشتري دارند زيرا ايجاد خطر آتش سوزي نکرده و بقايا و پسابهاي سمي از خود بر جاي نمي گذلرند ايمني در کارکردن با آن
به دليل ويسکوزيته بالاي اين پوششها، معايبي از قبيل پوست پرتقالي شدن و جوشيدگي حلال، احتمال بروز بالايي دارد. در سطوح با اشکال پيچيده با نايکنواختي ضخامت فيلم در نواحي مختلفف رو به رو هستيم که‌ايجاد تفاوت پوششي و تفاوت براقيت در سطح مي گردد. معايب ظاهري از قبيل پوست پرتقالي شدن، جوشيدگي حلال و نايکنواختي پوشش و براقيت در اين سيستم هاکم است ولي در عوض حفره زايي و زنگ زدگي اين سيستم ها بالاتر است. معايب ظاهري
در بسياري از موارد، کنترل ويسکوزيته براي اين سيستم ها آسان تر از سيستم هاي پايه آبي است. پوششهاي پايه آبي اغلب تيکسوتروپ بوده و به همين دليل اعمال آنها به کنترل بيشتري نياز دارد کنترل ويسکوزيته
اجزاء پوششهاي پايه آبي:
در يک تقسيم بندي کلي، سيستم ساختاري اين پوششها، متشکل از اجزاء زير در نظر گرفته مي شود:
دانه هاي پوششي پيگمنت
افزودني ها (با توجه به سيستم پايه آبي، همچنين خواص نهايي مورد انتظار از پوشش)
- پر کننده ها
- کمک حلالها
- ترکيب رزيني
با توجه به سامانه پوشش، براي پوششهاي اتومبيل که نقش نزئيني و محافظتي را برعهده دارند، لايه هاي پوششي و ضخامت حدودي هريک از لايه ها به قرار زير است:
در پوششهاي خودرويي، مطابق تصوير سيستم از چند لايه تشکيل يافته است. ابتدا يک لايه براي پوشانيدن سطح به روش غوطه وري روي سطح بدنه اعمال مي گردد (لايه ED). پس از خشک شدن اين لايه، يک لايه مياني روي سطح اسپري مي شود. لايه روية نهايي يا بصورت تک مرحله‌اي و از يک سيستم پوششي دو جزئي تشکيل شده و يا در پوششهاي متاليک که يک پوشش اصلي با يک لايه دو جزئي ديگر و در دو مرحله اعمال مي گردد، در کل مي توان براي بررسي وظايف عمده هريک از اين لايه ها گفت:
وظايف عمومي وظايف خاص وظيفه عمده لايه پوششي
ايجاد چسبندگي بين لايه‌ايجاد پيوستگي در لايه داشتن مقاومت
ايجاد انعطاف پذيري در فيلم
ايجاد پيوندهاي درون لايه‌اي چسبندگي روي سطح ايجاد پيوند با لايه بعدي چسبندگي ED
ايجاد پيوستگي از طريق پيوندهاي درون لايه‌اي ايجاد ضخامت براي فيلم ايجاد استحکام فيلم مقاومت شيمياي
مقاومت الکتريکي ايجاد پيوند با لايه زيرين
ايجاد پيوند با لايه رويه ضخامت دادن به لايه و همچنين بالا بردن ساختار آستري
مقاومت، استحکام، انعطاف پذيري، خواص ظاهري، چغرمگي مقاومت در برابر عوامل اتمسفري و محيطي
ايجاد اتصال با لايه آستري مقاومت جوي لاية رويه
جدول شماره 5
در ترکيب اجزاء بکار رفته براي هريک از اين لايه ها بايد توجه داشت که با تغيير در لايه ها از زيرين به رويي، کاهش درصد پيگمنت و بالعکس افزايش درصد رزين را داريم. لايه هاي مياني تر نيز نقش حفظ قدرت مکانيکي فيلم را برعهده دارند. در لايه نهايي از پرکننده استفاده نمي شود زيرا خواص ظاهري فيلم، تحت تآثير آن قرار گرفته و از کيفيتشان کاسته مي شود.
ترکيب اجزاء تشکيل دهنده در فرمولاسيون بايد به گونه‌اي باشد که محدوده وسيعي از پوششها را ايجاد کند، همچنين از نظر ويسکوزيته بايد در حدي باشند که تنظيم ويسکوزيته آنها براي اعمال ايجاد مشکل نکند. علاوه بر اين عوامل ايمني و غيرسمي بودن نيز بايد در نظر گرفته شود. فرمول بندي بايد به گونه‌اي باشد که حال با در نظر گرفتن اين عوامل و همچنين تفاوتهاي سيستم پايه آبي با سيستم هاي پايه حلالي، هريک از اين اجزاء را جداگانه بررسي مي کنيم:
پيگمنت ها در سيستم پوششي پايه آبي:
اکثر پيگمنت هايي که در سيستم هاي پايه آبي به کار مي روند، مشابه سيستم هاي پايه حلالي مي باشند (با اين تفاوت که در اين حالت به صورت ديسپرس در آب يا ديسپرسيون رزيني مي باشند) مگر موارد اندکي که از جهت پايداري قليايي پايين و يا مقاومت در برابر هيدروليز کم، براي کاربرد در سيستم هاي آبي ايجاد مشکل کنند.
ولي در هر صورت، وجود اجزاء و عوامل حلال در آب در ساختار پيگمنت به ميزان زياد، مي توان موجب تجمع محمل در زمان انبار داري شود و يا در محيط مرطوب و مواجهه با آب، ايجاد تاول زدگي در پوشش کند. ولي در هر حال براي همة پيگمنت هايي که به کار مي روند، ديسپرسيون پيگمنت، بايد قبلاً پايدار سازي (از طريق تشکيل دهنده هاي فيلم حلال در آب) شده باشد. برحسب نوع پوشش مورد نياز اعم از جامد، متاليک و يا پرلسنت، نوع و اندازه ذرات پيگمنت تغيير خواهد کرد.
کمک حلال در سيستم پوششي پايه آبي:
حلال اصلي در پوششهاي پايه آبي، آب است ولي از حلالهاي آلي نيز با غلظتهاي کم به عنوان کمک حلال استفاده مي شود که در اين حالت نسبت آب به کمک حلال 1: 4 است. اين موارد به منظور کنترل خواص رئولوژيکي و جريان پذيري پوشش به سيستم افزوده مي شوند. در انتخاب نوع کمک حلال براي يک سيستم، بايد به سازگاري آن با ترکيب رزيني و سيستم موجود توجه نمود. در کل از آنجايي که نمي توان ويژگيهاي فيزيکي آب (از جمله انرژي زياد براي تبخير شدن) را تغيير داد، يکي از راهکارهايي که براي افزايش سرعت خشک شدن پوششهاي پايه آبي وجود دارد، از حلالهايي استفاده کرد که با آب تشکيل مخلوط هاي آزئوتروپي داده تا در دماي کمتر به سرعت تبخير مورد نظر دست پيدا کنند.
مواد افزودني در سيستم پوششي پايه آبي:
در اين قسمت، با توجه به مواد افزودني که براي اين سيستم ها مورد نياز است به بررسي مکانيسم عمل هريک مي پردازيم.
مواد افزودني ضدکف کنندگي :
کف کردن و حباب دادن، مشکلي است که در پوششهاي پايه آبي بيشتر از حلالي ديده مي شود و وجود آن نه تنها سبب نايکنواختي پوشش مي شود. بلکه، در حاليکه پوشش درون قوطي است ممکن است حبابهاي هواي موجود، پوشش را ترک کنند و قوطي نيمه پر بماند. ايجاد کف يا مکانيکي است و يا شيميايي، ايجاد کف مکانيکي يا از طريق ميکسر رخ مي دهد و يا به دليل خاصيت مويينگي پمپ به‌اين صورت که هنگام چرخش ميکسر با سرعت بالا، فشار حاصل مقداري از هوا را وارد حجم پوشش نموده و از آنجايي که وزن مخصوص هوا نسبت به پوشش خيلي کمتر است، لذا هواي موجود ميل به فرار از فيلم پوشش را دارد که‌اين عامل حباب و يا کف را به وجود مي آورد.
از طرف ديگر، واکنش هاي شيميايي نيز مي توانند ايجاد گاز در پوشش کنند و يا به دليل لزوم مصرف مواد فعال کننده سطح يا مواد کمک کننده در پخش پيگمنت در محمل هاي امولسيوني و آبي، که ريشه صابوني دارند، کف بوجود آيد.
بنابراين براي رفع اين مشکل از مواد ضدکف يا کاهش دهنده کف استفاده مي شود. از مواد ضدکف در مواردي که هدف جلوگيري از تشکيل کف باشد استفاده مي شود و در صورتيکه از کاهش دهنده کف در مواردي استفاده مي شود که هدف از بين بردن يا کاهش کفي باشد که توليد شده است. براي انتخاب يک ضدکف مناسب حتماً بايد توجه شود که‌اين ماده در مراحل ساخت، تينت کردن، انبارداري و زمان مصرف از تشکيل کف جلوگيري به عمل آورد و امتزاج پذيري آن با محمل پوششي، پايداري امولسيوني و عدم اثرات منفي بر فام نهايي، کنترل شوند.
(مکانيسم خروج گاز از سطح و ايجاد کف)
هنگامي که حبابها شکل گرفته و به سطح مايع مي آيند، مواد فعال کننده سطح شروع به آرايش يافتن در جهتي مي کنند که ترموديناميک سيستم کاهش پيدا کند و حالت پايدارتري ايجاد شود. به‌اين ترتيب که سر آب گريز اين مواد به طرف بيرون و جايي که گاز موجود است مي مانند و سر آب دوست آنها نيز به طرف آب آرايش مي يابد. اثر بارهاي همنام در سر آب
دوست ايجاد نيرويي به سمت بيرون و به سمت حباب مي کند، از طرف ديگر فشار اتمسفري روي سطح خارجي، حباب را به سمت تودة سيال مي راند در اين حالت هنگامي که ماده ضد کف به سيستم افزوده شود فوراً تشکيل لايه‌اي روي سطح مي دهد. هنگامي که مايع در سطح زيرين ماده ضدکف توسط فشار حاصل از پخش اين ماده روي سطحشان، پاره شود ديواره خارجي لايه بعدي نيز نازک مي شود تا جايي که پاره شود و ماده ضدکف به لايه دروني راه پيدا مي کند و از تغيير شکل اين ديواره جلوگيري به عمل مي آورد.
مواد ضدکف، روغنهاي سيليکوني و يا مخلوطي از مواد آلي فعال سطحي در حضور روغنهاي گياهي و يا حيواني مي باشد.
مواد افزودني ضدقارچ ، کپک و خزه:
طبيعت پوششهاي امولسيوني و محلول در آب که از ضخيم کننده هاي پروتئيني و يا سلولزي در آنها استفاده مي شود، طور است که محيط مساعدي را براي رشد قارچ و کپک ايجاد مي نمايد و از آنجا که قارچ و کپک حاصله در دراز مدت باعث تباهي پوشش شده و اثرات نامطلوبي را بر خواص نهايي پوشش برجاي مي گذارد، از موادي استفاده مي کنيم که باعث جلوگيري اين مشکل شوند. عامل اصلي بروز اين مشکل نوعي آنزيم مي باشد که از مواد ريز مولکول توليد مي شوند. کپک زدگي و يا قارچ زدگي برروي فيلم حاصل از يک پوشش، آنها را از بين برده و يا ظاهر آنها را تحت تآثير قرار مي دهد. جهت شناسايي کپک طرق مختلفي ارائه شده که از همه ساده تر مي توان استفاده از يک ماده سفيد کننده را نام برد. بطور
مثال محلول سفيد کننده هيپوکلريد، زيرا اين مواد بر کثافات فيزيکي تأثيري ندارند ولي کپک با مواد شيميايي ديگر را پاک مي کنند. از طرف ديگر لکه هاي حاصل از قارچ و کپک زدگي معمولاً پوشش پريدگي تخم مرغي شکل يکنواختي از خود نشان مي دهند. حال آن که رسوبات فيزيکي گوشه دار و نامنظم اند که روي سطح فيلم باقي مي مانند.
رشد کپک در سطح بيروني بيشتر از سطح دروني است، زيرا که شرايط محيط و نوع پوشش و همچنين آلودگيهاي شيميايي در محيط هاي صنعتي، بستر مناسبي براي اين مورد ايجاد مي کنند.
روغن بزرک در ميان تمامي محمل ها، محيط مناسب تري براي رشد کپک مي باشد اما در صورت اصلاح شيميايي آن مثلاً توليد الکيد رزين، استرهاي اپوکسي و... مقاومت بهتري از خود در برابر رشد کپک و قارچ نشان مي دهند.
براي از بين بردن کپک، محلولي متشکل از تري سديم فسفات – صابون و محلول %5 هيپوکلريد تهيه مي کنند که‌اين محلول کپک را از سطح کپک خورده، مي زدايد ولي براي پوششهاي ضدقارچ که از به وجود آمدن آنها جلوگيري کنند، از مواد استفاده مي شود که عبارتند از مشتقات جيوه‌اي، پيگمنت متابولرات باريم، دي کلروفلوآميد، دي تيوکاربامات، اکسيد روي و اکسيد مس و ... .
مواد افزودني ضد يخ زدگي:
از آنجايي که، آب در دماي صفر رجه سانتيگراد يخ مي بندد و اين عامل مي تواند بسياري از خواص پوشش را تحت تأثير قرار دهد، به خصوص در سيستم هاي امولسيوني و محلول در آب بايستي از مواد ضد يخ استفاده گردد که از آنجمله مي توان گليکول ها خصوصاً اتيل گليکول را نام برد که اولاً حلال ضعيفي براي ذرات پليمري بوده و ثايناً به سادگي در آب حل مي شود و نقطه انجماد آب را نيز پايين مي آورد. اين ماده از طرفي نقش مرطوب نگهدارنده لبه يا کناره هاي فيلم تشکيل شده، جهت اتصال با فيلم کناري را ايفا مي کند.
مواد افزودني جهت به هم پيوستگي :
در پوششهاي پايه آبي، هدف استفاده از اين عوال نرم کردن و حل کردن جزئي ذرات لاتکسي و به منظور کمک در جاري شدن آنها با يکديگر و تشکيل يک لايه تقريباً پوسته، به خصوص در دماهاي پايين مي باشد. اين مواد هريک داراي درجه‌اي از تبخير هستد که در عرض يک زمان مشخص (کمتر از چند روز) از فيلم تبخير گرديده و فيلم سختي را بر جاي مي گذارند.
در سيستمي که از اين مواد به عنوان افزودني اضافه شود. کنترل تبخير آب نيز بايد صورت بگيرد زيرا حضور آب در زمان انعقاد و به هم پيوستگي ذرات بسيار مهم است چون ذرات منعقد
کننده بايستي دائماً در حرکت باشند به طوريکه بر اثر حرکت و جابجايي ايجاد يک فيلم يکنواخت کنند به همين دليل است که تبخير سريع و يا تند آب از محيط، از به هم نزديک شدن ذرات جهت اعمال انعقاد جلوگيري به عمل آورده و فيلم حاصل داراي منافذ زيادي مي باشد و يا اصلاً تشکيل فيلمي رخ نمي دهد. پس کنترل حرارت – رطوبت حائز اهميت مي باشد.
اين نقش را مي توان به اتر الکلهايي نظير بوتيل سالوسلو و بوتيل کربتيول واگذار کرد از طرفي روغن کاچ و بعضي ديگر از حلالهاي قوي نيز براي اين منظور به کار مي روند.
مواد افزودني جهت افزايش جريان پذيري :
کشش سطحي مواد در سيستم هاي پايه آبي بالا مي باشد، اولاً بدليل گروههاي قطبي زيادي که در ساختار مولکولي رزينهاي اين سيستم وجود دارند و ثانياً کشش سطحي بالاي آب. بنابراين سطحي که روي آن اعمال مي شوند را ممکن است تر نکند، البته استفاده از کمک حلال مناسب، مي توان اين مقدار کشش سطحي را کاهش دهد ولي براي آنکه سطح کاملاً تر شود بايد از مواد ديگري نيز به‌اين مظور استفاده شود که آنها را عوامل کنترل جريان مي نامند.
روغنهاي سيليکوني با کاهش کشش سطحي حلالها به مقدار زياد و در نتيجه کاهش نيروي بين سطحي، از نامتوازن شدن فيلم جلوگيري به عمل مي آورند. روغنهاي سيليکوني با وزن مولکولي بالا بيشتر در حقيقت يک رزين بوده تا روغن بنابراين براي منظور افزايش جريان، از روغنهاي سيليکوني با وزن مولکولي پايين استفاده مي شود.
افزودنيهاي ضخامت دهنده (ضدشره و ته نشيني ):
مواد ضخامت دهنده علاوه بر افزايش ويسکوزيته، خصلتهاي جانبي بسيار مهم ديگري از قبيل ضدته نشيني ، ضدشره، جريان پذيري خوب و يکنواختي فيلم حاصل را نيز در پوشش ايجاد مي نمايند.
به عبارت ديگر هدف از بالا بردن ويسکوزيته، در حقيقت رسيدن به همين خواص عدم ته نشيني پيگمنت، عدم شره کردن و جريان پذيري و برس خوري بهتر، رسيدنبه يک فيلم يکنخواخت و يکدست، پوششي با مقاومت بيشتر و بهتر و ايجاد فيلمي با ضخامت مناسب مي باشد. موادي که براي رسيدن به اهداف فوق با بالا بردن ويسکوزيته عمل مي کنند عبارتند از:
- پروتئينها ماننده ماده پيزي ازين (امروزه بدليل اينکه به مرور زمان ايجاد زردي و عفن در فيلم مي کنند، کمتر استفاده مي شود.)
- مشتقات سلولزي مانند متيل سلولز يا هيدروکسي اتيل سلولز
- پليمرهاي اکريليکي ترموپلاست امولسيوني
همه موارد فوق داراي وزن مولکولي بالا هستند و در انتهاي زنجيرهاي پليمري خود تشکيل هيدرات داده و از اين رو قابل حل در آب مي باشند. تشکيل پلي بين ذرات مواد ضخيم کننده با مولکلوهاي رزين و يا ذرات پيگمنت و در نتيجه تشکيل توده مولکولي از آنها را، مي توان يکي از دلايل بالا رفتن ويسکوزيته توسط اين مواد دانست.
مشتقات سلولزي ذکر شده، که براي سيستم هاي امولسيوني مناسب مي باشند ويسکوزيته را به طور واقعي افزايش مي دهند، نه‌اينکه حالت تيکسوتروپي و يا اينکه ويسکوزيته کاذب به محلول بدهند.
همچنين در پوششهاي امولسيوني (اغلب سستم هاي اکرليک ترموپلاست) از پليمرهاي اکريليکي انحلال پذير در آب نظير نمک سديم يا آمونيموم اسيدهاي پلي اکريليک و اسيدهاي پلي اکريليک، استفاده مي شود. البته اکريليکها ويسکوزيته کمتري نسبت به سلولزها در سيستم پوشش ايجاد مي کنند اما خواص جريان و يکنواختي بهتري به فيلم مي دهند.
بطور کلي، اجسام تيکسوتروپي داراي دو ويسکوزيته مي باشند که يکي ويسکوزيته بالاتر، در حال سکون و ديگري حالت ويسکوزيته پايين تر درحال عمل ميکس شدن مي باشد، به
همين دليل آنها را اجسام با ويسکوزيته کاذب گويند. مکانيسم حالت تيکسوتروپي ناشي از نيروي جاذبه سطحي مولکولي مي باشد که اجسام در حال سکون به هم متصل و تشکيل يک اجتماع کاذب را داده که‌اين اجتماع حاصل بر اثر کوچکتري ضربه يا نيرو آسيب پذير بوده و از هم پاشيده و پوشش يا محلول مورد نظر به ويسکوزيته اصلي خود دست پيدا خواهد کرد. لذا پوششهايي با ويسکوزيت تيکسوتروپي در هنگام انبار و نگهداري هيچ گونه ته نشيني پيگمنتي ندارند اما در هنگام مصرف، فشار برس و يا نازل اسپري، ويسکوزيته آنها را کاهش داده وچي پذيري خوبي داشته و شره نيز نخواهند کرد.
طرق ديگر رسيدن به ويسکوزيته غير نيوتني:
افزودن درصد بيشتر پيگمنت: اگر مقدار درصد پيگمنت در پوششي افزايش بيابد، ويسکوزيته غير نيوتني ايجاد مي شود زيرا که مقدار بيشتر از ذرات پيگمنت در پوشش باعث عدم حرکت آنها شده و در نتيجه ويسکوزيته بالا مي رود ولي اين امر داراي اشکالي از اين جهت مي باشد که بر اثر افزايش مقدار پيگمنت، وزن مخصوص انان بيشتر از محملي مي شود که در آن پخش شده اند و در نتيجه سبب ته نشيني پيگمنت مي گردد و همچنين براقيت فيلم پوشش نيز کاهش پيدا مي کند. بنابراين از اين روش فقط در آستريها و پوششهاي مات استفاده مي شود.
