افزودنی های مهم در رنگسازی کدام اند؟

در تعریف افزودنی رنگ‌ می‌توان گفت از جمله ترکیباتی است که در جهت تقویت و اصلاح خواص پوشش نهایی در مراحل ساخت، انبارداری و همچنین کاربرد مواد پوششي به رنگ اصلی اضافه می‌شود. قسمتی از مواد اولیه رنگ و رزین ، متناسب با رزین‌ها و بخشی دیگر متناسب با رنگدانه موجود در رزین است که به آن دیسپرس کننده می‌گویند.

میزان افزودنی که در فرمولاسیون رنگ مورد نظر مصرف می‌شود، مقدار بسیار کمی در حدود ۰.۱ تا ۱ درصد دارد. با این حال سالانه بالغ بر ۳۵۰ هزار تن از این مواد استفاده می‌شود. نقش افزودنی در تولید رنگ، با توجه به تأثیر آن بسیار قابل توجه است. در حالی که با توجه به مصرف مقدار کم انواع افزودنی رنگ، از لحاظ قیمتی، آن‌چنان تأثیری بر قیمت رنگ‌ ندارد.

همچنین میزان مصرف کم افزودنی رنگ، با توجه به تأثیر آپتیم و جلوگیری از هر گونه تأثیرات جانبی است. این مقدار مصرفی، همیشه در آزمایشگاه‌های تخصصی رنگ، بر اساس استاندارد آلمانی DIN EN 9711 مورد بررسی قرار می‌گیرد.

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.

افزودنی های مهم
1- مرطوب کننده و دیسپرس کننده ها
2- دیسپرس کننده های پلیمری
3- همتراز کننده
4- ضد کف
5- اصلاح کننده های رئولوژی

 افزودنی های مرطوب کننده و دیسپرس کننده
افزودنی های مرطوب کننده و دیسپرس کننده مورد مصرف در صنایع رنگ از لحاظ ساختار شیمیایی و بار در پنج گروه مختلف تقسیم بندی می شوند :
1- دیسپرس کننده های غیر یونی بر پایه کوپلیمرهای آکریلیک- پلی اتر
2- دیسپرس کننده های های آنیونی بر پایه کوپلیمرهای پلی کربوکسیلیک اسید-پلی اتر
3- مرطوب کننده و دیسپرس کننده  های غیر یونی بر پایه کوپلیمرهای دسته ای پلی استر- پلی اتر
4- مرطوب کننده و دیسپرس کننده های کاتیونی بر پایه آلیفاتیک پلی آمیدو آمینها
5- مرطوب کننده و دیسپرس کننده های کاتیونی بر پایه پلی اتر-آمینو آکریلاتها
تنوع ساختار شیمیایی در این پنج گروه باعث تنوع کاربرد در انواع سیستم های رنگ های پایه آبی و حلالی می شود. بنابراین برای افزا یش دامنه تنوع کاربرد افزودنی های مرطوب کننده و دیسپرس کننده مورد مصرف در صنایع رنگ می توان انواع گریدهای هر کدام از گروه های پنج گانه بالا را توسعه داد.

 افزودنی های همترازکننده

افزودنی های همتراز کننده مورد مصرف در صنایع رنگ، کوپلیمرهای پلی سیلوکسان-پلی اترمی باشند. بخش پلی سیلوکسان در کوپلیمرهای همتراز کننده دی متیل سیلوکسان یا متیل فنیل سیلوکسان است و بخش پلی اتر نیز متوکسی پلی اتیلن اکساید یا متوکسی پلی پروپیلن اکساید می باشد.ساختار کوپلیمرها می تواند بصورت کوپلیمرهای پیوندی یا کوپلیمرهای دسته ای باشد.

 افزودنی های ضد کف

ساختار افزودنی های ضد کف مورد مصرف در صنایع رنگ عمدتا کوپلیمرهای پلی دی متیل سیلوکسان-پلی اتر خطی با جرم ملکولی پائین می باشند.

 اصلاح کننده های رئولوژی

اصلاح کننده های رئولوژی ساختارهای شیمیایی متعددی دارند. خواص رئولوژی این نوع افزودنی ها به ساختار شیمیایی آنها بستگی دارد. اصلاح کننده های رئولوژی بر پایه سلولز شامل سلولز اترها، کربوکسیل سلولز ها و آمینو سلولزها هستند. در سالهای اخیر انواع جدیدی از های رئولوژی ساخته شده است که نسبت به انواع سلولزی دارای جرم ملکولی پایین بوده و از طریق پدیده تجمعی باعث تغییر رئولوژی فرمولاسیون انواع رنگها می شوند.اصلی انواع افزودنی‌ها در جهت حفظ خاصیت اصلی رنگ و بهبود عملکرد آن است.

جمع بندی

در این مقاله توسط بازرگانی کرمی تلاش کردیم شما را با انواع افزودنی‌های رنگ و ویژگی‌های آن‌ها آشنا کنیم. همان‌طور که گفته شد مواد افزودنی رنگ‌، ترکیباتی هستند که با درصد کم برای پشتیبانی و بهبود خواص اساسی رنگ در طی مراحل تولید، نگهداری و کاربرد به رنگ اضافه می‌شود.

به طور کلی نقش افزودنی در تولید رنگ به صورت مرطوب‌کننده‌، دیسپرس کننده، غلظت دهنده و هم‌تراز کننده است. همه انواع افزودنی رنگ بر پایه کوپلیمرهای پیوندی و دسته‌ای تولید می‌شوند. همان‌طور که در بالا اشاره شد، هدف نهایی و 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.

افزودنی ها (یا مواد پرکننده) بر اساس استاندارد آلمانی DIN EN 971-1 عبارتند از موادی که به رنگ ها در مقادیر نسبتا ً کم با هدف حصول نتایج ویژه ، بهبود برخی از ویزگی ها و یا جلوگیری از پدیده های نامطلوب و نا خواسته اضافه می شوند.میزان مصرف افزودنی ها به طور معمول 1-0.1 % است.