در ساخت و تولید رنگ از مواد اولیه رنگ و رزین در رنگسازی به عنوان مواد افزودنی استفاده می شود که این مواد اولیه باید در حجم بالا برای کارخانجات و صنعت رنگ سازی تأمین شوند .
با توجه به سازوکار و نحوه اثرگذاری مواد افزودنی در فرایند تولید رنگ، نمی‌توان تعریف روشن و دقیقی از این مواد ارائه داد. از آن جایی که مواد افزودنی زیرمجموعه گروههای متنوع شیمیایی‌اند، گستره بزرگی از این مواد با عملکردهای گوناگون و بسیار وسیع در فرمولاسیون پوششهای سطوح استفاده می‌شوند. اگر بخواهیم تعریف ساده‌ای از این مواد ارائه کنیم، آن عبارت خواهد بود از:
مواد افزودنی ترکیباتی هستند که در حین فرایند ساخت به رنگ اضافه شده و جهت تسهیل در فرایند تولید رنگ اعم از پراکنش پیگمنت‌ها یا رنگ‌دانه‌ها، بهبود تشکیل فیلم، انبارداری رنگ (رویه بستن) و جلوگیری از بروز عیوب ظاهری رنگ در مقادیر اندک، مورد استفاده قرار میگیرند.
انواع افزودنی رنگ
افزودنی‌های رنگ با توجه به نوع کاربرد آنها انواع گوناگونی دارند. از مهم‌ترین این افزودنی‌ها می‌توان موارد زیر را برشمرد.
مرطوب کننده ها و دیسپرس کننده ها
این نوع افزودنی از لحاظ ساختار شیمیایی و بار در پنج دسته قرار می‌گیرد که عبارتند از:
- دیسپرس کننده‌های غیر یونی بر اساس کوپلیمرهای دسته‌ای پلی‌استر – پلی‌اتر
- دیسپرس کننده‌های آنیونی بر پایه کوپلیمرهای پلی کربوکسیلیک اسید – پلی‌اتر
- دیسپرس کننده‌های غیر یونی بر پایه آکریلیک- پلی‌اتر
- مرطوب‌کننده‌های کاتیونی بر اساس آلیفاتیک پلی آمید و آمین‌ها
- مرطوب‌کننده و دیسپرس کننده کامیونی بر پایه آمینو آکریلات‌ها
افزودنی های هم تراز کننده
این افزودنی‌ها بر پایه کوپلیمرهای پلی سیلوکسان- پلی‌اتر هستند. قسمت پلی سیلوکسان در گروه کوپلیمرهای هم‌تراز کننده دی متیل سیلوکسان قرار می‌گیرد و بخش پلی‌اتر نیز بر اساس متوکسی پلی‌اتیلن اکساید است. این نوع ساختار کوپلیمری میتواند به صورت کوپلیمرهای پیوندی و یا دسته‌ای باشد.
افزودنی های ضد کف
ساختار این نوع افزودنی‌ها بر پایه کوپلیمرهای پلی دی متیل سیلوکسان- پلی‌اتر خطی با جرم مولکولی پایینی است. ضد کف، همان آنتی فوم است که باعث شکستن و از بین رفتن کف‌های به‌وجود آمده می‌شود. با توجه به این‌که کف‌های ایجاد شده باعث به وجود آمدن مشکلاتی در زمینه رنگرزی می‌شود، این مشکل توسط افزودنی ضد کف برطرف می‌شود.
در واقع ضد کف‌ها موادی شیمیایی هستند که در کنترل و کاهش حجم کف تشکیل شده بر روی سطح رنگ مؤثر هستند. از مشکلات کف‌ها در سطوح بالاتر صنعتی می‌توان به نقص در پوششهای صنعتی، عدم استفاده از ظرفیت کامل ظرف حاوی رنگ اشاره کرد. افزودنی‌های ضد کف شامل سه گروه ضد کف الکلی، سیلیکونی و غیر سیلیکونی هستند.
اصلاح کننده های رئولوژی
ساختار شیمیایی این نوع اصلاح کننده‌ها متنوع و زیاد است. خواص رئولوژیکی در این نوع افزودنی‌ها بستگی به نوع ساختار شیمیایی آنها دارد. اصلاح کننده‌های رئولوژی بر پایه سلولز اترها، کربوکسیل سلولزها و آمینو سلولزها هستند. نوع جدید این نوع اصلاح کننده‌ها از جرم مولکولی پایین‌تری برخوردار است که از طریق پدیده تجمعی خاصیت رئولوژی در فرمولاسیون، رنگ‌ها را به وجود می‌آورد. از انواع اصلاح کننده‌های رئولوژیکی می‌توان به غلظت دهنده‌های پایه معدنی و آلی- سلولزی اشاره کرد.
تثبیت کننده های نور UV
این نوع افزودنی رنگ به شکل مایع است که به منظور افزایش مقاومت فیلم رنگ در مقابل اشعه UV مورد استفاده قرار می‌گیرد. تثبیت کننده نور UV بر پایه هیدروکسی فنیل بنزو تیترازول است و در همه نوع حلالی امتزاج‌پذیر می‌باشد. این افزودنی رنگ برای هر دو نوع پوششهای آب پایه و حلال مورد استفاده قرار می‌گیرد.
افزودنی ضد رویه
افزودنی ضد رويه، بیشتر در رنگ‌های هوای خشک و مرکب کاربرد دارد. زمانی که حلال مورد استفاده در رنگ‌های پایه حلالی از بین می‌رود، موجب می‌شود یک لایه از مواد درون رنگ باقی بماند. با استفاده از افزودنی رنگ ضد رویه از تشکیل این لایه بر روی سطح رنگ جلوگیری می‌شود. یکی از رایج‌ترین انواع افزودنی ضد رویه، متیلاتیل کتوکسیم است. این افزودنی قادر به افزایش ظرفیت خشک‌کن سطحی یا کبالت است. مقدار مصرف این ضد رویه‌ها معمولاً بین یک الی چهار درصد است. گاهی اوقات از ترپن‌ها مانند دی پنتن و روغن کاج به عنوان افزودنی ضد رویه استفاده می‌شود.
برخی دیگر از انواع افزودنی رنگ
افزودنی‌ها در رابطه با پیوندهایی که دارند، به دسته‌های مختلفی تقسيم می‌شوند. به طوری که برخی از آنها به صورت غیر یونی و بعضی دیگر دارای بار مثبت و منفی هستند. نوع بار افزودنی‌ها در اکثر موارد با توجه به عامل‌های خارجی تعیین می‌گردد.
به عنوان نمونه کربوکسیل میتواند بار افزودنی‌ها را به منفی تغییر دهد. در مقابل، عوامل آمینو، همین بار را به مثبت تبدیل می‌کند. برای پی بردن به نوع بار و خاصیت فیزیکی افزودنی‌ها، کافیست اطلاعات شیمیایی مربوط به عدد هیدروکسیل، عدد اسیدی و عدد آمینی را به دست آورد.
نقش افزودنی در تولید رنگ
مونومرهای تشکیل‌شده در افزودنی رنگ، توسط پلیمریزاسیون تراکمی، حلقه گشایی یا رادیکالی، وظایف افزودنی‌ها را ديکته می‌کنند. این وظایف بر اساس نوع کوپلیمرهای استری، اتری، یورتانی، اورهای و سیلوکسانی است. گاهی اوقات به منظور گسترش عملکرد و شکل دادن به ساختار مولکولی یک افزودنی رنگ، از ساختارهای پلیمری گوناگون در فرمول شیمیایی آن استفاده می‌شود.
افزودنی رنگ
افزودنی‌ها از لحاظ ساختار مولکولی منظم هستند و جرم مولکولی پایینی دارند. ساختار مولکولی آنها شامل مواد پلیمری عامل داری است که عملکردشان به ماهیت شیمیایی و ساختار درونی آنها بستگی دارد. این عملکرد بیشتر تحت تاثیر ساختارهای پلیمری متشکل از هیدروکسیل، کربوکسیل، فسفات و آمین‌ها است. همچنین یک ویژگی مشترک در همه انواع افزودنی، ساختار کوپلیمری آنها است که این نوع ساختار در همه افزودنی‌ها به صورت پیوندی یا دسته‌ای وجود دارد.
مواد افزودنی رنگ چیست؟
تعریف شفاف و دقیقی از مواد افزودنی با توجه به مکانیزم عمل آنها در دست نمباشد. زیرا آنها از گروه های غیر یکسان تشکیل شده اند. محدوده وسیعی از مواد افزودنی با رفتارهای مختلف و بسیار گسترده در فرمولاسیون پوششهای سطوح مورد استفاده قرار میگیرند.
یک تعریف ساده از مواد افزودنی میتواند بصورت زیر باشد:
مواد افزودنی ترکیباتی هستند که در مقادیر کم، جهت تقویت و یا اصلاح خواص اصلی پوشش نهایی در طی فرآیند ساخت، انبارداری و یا کاربرد مواد پوششی به رنگ اضافه می گردد.
بخشی مواد افزودنی متناسب با رزین ها (لاکهای شفاف) و بخشی دیگر با توجه به نوع رنگدانه های مصرفی در رزین، استفاده می وند (دیسپرس کننده ها).
مواد افزودنی در گروههای زیر خلاصه می شوند:
(B): مواد افزودنی مصرفی در فصل مشترک رزین/رنگدانه ویا رنگدانه یارها.
(C): مواد افزودنی بهبود دهنده خواص رزین.
(D): مواد افزودنی در فصل مشترک رزین با سطح.
