معرفی پوششها دو کارکرد اصلی شامل تزیین و حفاظت را شامل میشوند و از نظر اقتصادی اهمیت قابل توجهی دارند. حدود 45 درصد از پوششهای تولید شده در سراسر جهان...
معرفی
پوششها دو کارکرد اصلی شامل تزیین و حفاظت را شامل میشوند و از نظر اقتصادی اهمیت قابل توجهی دارند. حدود ۴۵ درصد از پوششهای تولید شده در سراسر جهان برای تزئین و محافظت از ساخت و سازهای جدید و همچنین برای حفظ سازههای موجود، از جمله منازل مسکونی و آپارتمانها، ساختمانهای عمومی و کارخانهها استفاده میگردد، این پوششها تحت عنوان پوششهای معماری یا تزئینی یا بهطور سادهتر، رنگ شناخته میشوند. ۴۰ درصد دیگر از پوششها برای تزئین و یا محافظت از محصولات صنعتی استفاده میشود و تکمیلکننده محصول [۱] نام دارند. بخش باقیمانده پوششها، که به آنها مقاصد ویژه [۲] میگویند، برای کاربردهای متفرقه مانند رنگهای ترافیکی، پرداخت خودرو، پوششهای با کارایی بالا برای کارخانهها و تجهیزات صنعتی و حفاظت از سازهها و کشتیهای دریایی استفاده میشوند، این نوع پوششها معمولاً در فضای باز و در شرایط محیطی کاربرد دارند. بدون وجود پوششها، عمر محصولات ممکن است به شدت کوتاه شود و بسیاری از کاربردها حتی قابل فروش نباشند. پوششهای معمولی که همچنان سهم عمدهای از بازار را به خود اختصاص میدهند، مخلوطی از رنگدانههای پنهان [۳] و مادهای برای اتصال رنگدانهها به یکدیگر (عمدتاً رزین) هستند. این مخلوط با حلالهای آلی یا آب رقیق میشود. شکل زیر بازارهای اصلی انواع رنگ و پوشش در سال ۲۰۲۰ را نشان میدهد.
فرآیندهای تولید
تبدیل رنگ موجود در قوطی به یک پوشش چسبنده و بادوام را تشکیل فیلم می گویند و این فرآیند به طور کلی در سه مرحله اجرا [۴]، تثبیت [۵] و پخت [۶] انجام میشود. اجرا ممکن است با روشهای مختلفی مانند براشینگ [۷]، پاشش [۸]، روکش غلتکی [۹]، پوشش جریانی [۱۰]، غوطهوری [۱۱] یا رسوب الکتریکی [۱۲] انجام شود. تثبیت شامل افزایش مقاومت رئولوژیکی در برابر جریان از طریق تبخیر یک نازککننده [۱۳] یا با ایجاد تیکسوتروپی در فرمول است. پخت با واکنش شیمیایی در پوشش و همجوشی یا ادغام ذرات چسبنده به یک فیلم پیوسته انجام میشود. با این حال، پخت همیشه ضروری نیست، به عنوان مثال، لاکها میتوانند تنها با تبخیر حلال، فیلم تشکیل دهند. تفاوت لاکها با پوششهای معمولی در این است که آنها محلولهای سازنده فیلم در حلالهای آلیاند و حاوی رنگدانه نیستند، عملکرد آنها نیز صرفاً محافظت از سطح است.
تغییر عمده ای که در ۴۰ سال گذشته در صنعت پوشش رخ داده است، استفاده از فناوریهای جدید در تولید پوششها و رنگها بوده است. تا اوایل دهه ۱۹۷۰، بیشتر پوششها دارای فرمولاسیونهای معمولی، مقدار جامدات پایین و بر پایه حلال بودند. با این حال، در اواخر دهه ۱۹۷۰، قوانین جدید در مورد کنترل آلودگی هوا با تمرکز بر پوششهای صنعتی، توسعه پوششهای کم حلال و بدون حلال را الزامی کرد، این پوششها میتوانستند انتشار ترکیبات آلی فرار[۱۴] (VOCs) را کاهش دهند. صرفه جویی در انرژی و افزایش هزینههای حلال نیز از عوامل موثر در توسعه این محصولات بودند. این فناوریهای پوششدهی جدید شامل پوششهای برپایه آب [۱۵] (امولسیون ترموست [۱۶]، پراکندگی کلوئیدی [۱۷]، محلول در آب [۱۸])، پوششهای با مقدار جامد زیاد [۱۹]، سیستمهای دو جزئی [۲۰]، پوششهای پودری[۲۱] و پوششهای پخت شده با تشعشع [۲۲] هستند. رنگهای برپایه آب (لاتکس) [۲۳] که در کاربردهای معماری استفاده میشوند، ۳۰ تا ۳۵ درصد از کل مصرف را تشکیل میدهند. شکل زیر سهم مصارف هر یک از تکنولوژیهای تولید پوششها را نشان میدهد.
پوشش های پودری ۱۰۰ درصد جامد و معمولاً ترموست هستند. آنها به طور کلی به صورت الکترواستاتیک به شکل یک پودر خشک بهکار میروند و تشکیل فیلم در آنها با اعمال گرما رخ میدهد. پوششهای پودری ترموپلاستیک که عموماً در ضخامتهای بالاتر از ترموستها بهکار میروند، معمولاً با استفاده از فناوری بستر سیال بر روی بسترها قرار میگیرند. فرمولهای دو جزئی سیستمهای اتصال متقابل هستند که در آن دو جزء به طور جداگانه برای جلوگیری از واکنش ذخیره میشوند و درست قبل از استفاده با هم مخلوط میگردند. سیستمهای عملآوری شده با تشعشع معمولاً با پوشش غلتکی روی بسترها اعمال میشوند. مایع چسبناک با استفاده از انرژی فرابنفش [۲۴] (UV) یا پرتو الکترونی [۲۵] (EB) به یک پوشش سخت تبدیل می شود.
تولید رنگها و پوششها عمدتاً یک عملیات ناپیوسته است، زیرا تعداد زیادی مواد خام (تقریباً ۶۰۰ ماده شیمیایی مختلف) و محصولات نهایی در فرآیند تولید آنها وجود دارد که بسیاری از آنها به صورت سفارشی فرموله میشوند. در فرآیند تولید پوششهای معمولی ابتدا رنگدانهها و پرکنندهها با حلال (آلی یا آب) مخلوط می شوند. این مرحله دو تا چهار ساعته با پراکندگی به شکلدهندههای فیلم [۲۶] (رزینها و عوامل پخت) با استفاده از پراکندهکنندههای پرسرعت و آسیابهای شنی برای دستیابی به رطوبت، جداسازی ذرات رنگدانه و تثبیت انجام میشود. پس از پراکندگی، مخلوط تنظیم یا رقیق می شود. پوششهای پودری ترموست با اختلاط خشک و سپس اختلاط اکستروژن و مذاب و سپس پودر شدن به ذرات ریز تولید میشوند. پوششهای پودری ترموپلاستیک نیز معمولاً با اختلاط خشک توسط high-shear ساخته میشوند. پوششهای پخت شده با تشعشع با تولید یک مایع واکنشپذیر (مونومرها و الیگومرهای غیراشباع) تولید میشوند که ممکن است رنگدانه در آن پراکنده شود.
[۱] product finishes
[۲] special purpose
[۳] hiding pigments
[۴] application
[۵] fixation
[۶] cure
[۷] brushing
[۸] spraying
[۹] roller coating
[۱۰] flow coating
[۱۱] dipping
[۱۲] electrodeposition
[۱۳] thinner
[۱۴] volatile organic compounds
[۱۵] waterborne
[۱۶] thermosetting emulsion
[۱۷] colloidal dispersion
[۱۸] water-soluble
[۱۹] high-solids coatings
[۲۰] two-component systems
[۲۱] powder coatings
[۲۲] radiation curable coatings
[۲۳] waterborne paints (latex)
[۲۴] ultraviolet
[۲۵] electron-beam
[۲۶] film formers
با تکمیل فرم زیر از جدیدترین اخبار و گزارشهای ما باخبر شوید.