رنگ و رزین

رنگ به هر نوع ترکیب رنگدانه ای، مایع شونده یا ماستیک جامد گفته می شود که پس از استفاده به صورت لایه نازک، به یک لایه جامد تبدیل شود. این ماده معمولاً برای محافظت، رنگ آمیزی یا تأمین بافت اشیا استفاده می شود. رنگ معمولاً از رنگدانه، رزین، حلال و مواد افزودنی تشکیل می شود.

رنگدانه ها

رنگدانه برای تأمین رنگ، پنهان سازی و کنترل براقیت، به کار می رود که می توانند آلی یا معدنی باشند و عموما به دو گروه تقسیم بندی می شوند :

• رنگدانه های اصلی، شامل دی اکسید تیتانیوم (سفید)، اکسید سبز کروم، اکسیدهای آهن زرد و قرمز و غیره هستند.
• رنگدانه های توسعه دهنده، شامل کلسیت (کربنات کلسیم)، تالک (منیزیم) است. سیلیکات (میکا)، باریت (سولفات باریم) و غیره هستند.

انواع رزین

رزین ماده ای جامد یا بسیار چسبناک با منشأ گیاهی یا مصنوعی است که به طور معمول به پلیمرها تبدیل می شود. رزین ها معمولاً مخلوطی از ترکیبات آلی هستند. گیاهان برای پاسخ به صدمات، رزین ها را برای مزایای محافظتی خود ترشح می کنند. رزین از گیاه در برابر حشرات و عوامل بیماری زا محافظت می کند و از مخلوط پیچیده ای از مواد مختلف از جمله اسیدهای آلی به نام اسیدهای رزین تشکیل شده است. رزین های گیاهی برای تولید لاک، چسب و مواد لعاب خوراکی ارزش گذاری می شوند. آن ها همچنین به عنوان مواد اولیه سنتز سایر ترکیبات آلی ارزشمند هستند و ترکیبات بخور و عطر را تهیه می کنند.

قدیمی ترین کاربرد شناخته شده رزین گیاهی مربوط به اواخر عصر حجر میانه در آفریقای جنوبی است که از آن به عنوان چسب برای تراش ابزار سنگ استفاده می شد. بسیاری از مواد از طریق تبدیل رزین های مصنوعی به جامد تولید می شوند. نمونه های مهم آن بیس فنول دی گلیسیدیل اتر است که رزینی است که با افزودن ماده سخت کننده به چسب اپوکسی تبدیل می شود. رزین های سیلیکونی اغلب از طریق سیلیکون توسط جوشاندن دمای اتاق تهیه می شوند.  رزین مصنوعی و الاستیک به طور گسترده ای برای محصولات مختلف از قطعات خودرو گرفته تا کالاهای روزمره استفاده می شود.

در صنایع رنگ رزین، چسباننده ای است که ذرات رنگدانه را در کنار هم نگه می دارد و چسبندگی به سطح رنگ شده را فراهم می کند. در رنگ های آبی اغلب از پلیمرهای امولسیون اکریلیک به عنوان چسب استفاده می شود. این ها در انواع و ترکیبات بسیار متنوعی وجود دارند. انواع مختلف پلیمرهای اکریلیک بر اساس مونومرهایی مانند متیل متاکریلات و بوتیل متاکریلات است.

به طور سنتی، رنگ های کم هزینه بر روی کلاسور های پلی وینیل استات (PVA) فرموله شده اند. رزین های پایه حلال انواع بسیار گسترده ای دارند. رایج ترین رزین های پایه حلال، رزین های آلکیدی نامیده می شوند که به طور معمول در رنگ های مینا استفاده می شود. آلکیدهای اورتان که اغلب در لاک های شفاف استفاده می شود. رزین های پوشش محافظ انواع متنوعی دارند، مانند: اپوکسی، یورتان، پلی سیلوکسان و اورتان.

دیگر انواع رزین ها:

•  فنلی
•  آلکید
•  پلی کربنات
•  پلی آمید
•  پلی اتیلن
•  اکریلیک
•  پلی استایرن
• پترورزین ها
• اولئورزین ها
• رزین های پلی پروپیلن

حلال و مواد افزودنی

حلال ها به عنوان ناقل رنگدانه ها و رزین عمل می کند، که می توانند آلی یا آبی باشد. به علاوه برای افزایش خواص مانند: سهولت در اجرا، مقاومت در برابر قالب، مقاومت در برابر خراش، خشک شدن و مقاومت در برابر افتادگی، از مواد افزودنی به رنگ ها استفاده می شود.

فرآیند تولید رنگ به صورت زیر می باشد:

• اندازه گیری دقیق مواد تشکیل دهنده
• آماده سازی پایه و پراکندگی رنگدانه
• اختلاط رزین، حلال و مواد افزودنی
• قرار گرفتن محصول نهایی و انجام آزمایشات
• بسته بندی

ساده ترین انواع رنگ لاکی است که با تبخیر حلال یک فیلم تشکیل می دهد. رنگ های منتقل شده از آب، معمولاً بر اساس رزین های امولسیونی تشکیل می شوند. یعنی از تریلیون ذره رزین ریز تشکیل می شوند. با تبخیر شدن آب موجود در این رنگ ها، رزین و ذرات رنگدانه نزدیک و نزدیکتر می شوند تا زمانی که شروع به لمس یکدیگر کنند. هنگامی که ذرات رزین یکدیگر و رنگدانه ها را لمس می کنند، به هم می چسبند و به یک ماده جامد الاستیک سخت تبدیل می شوند، که به عنوان فیلم رنگ تشخیص داده می شود.

رنگ های مینایی حلال، بر پایه رزین آلکیدی حل شده در حلال (مخلوط معدنی) هستند. هنگامی که حلال تبخیر می شود مرحله اول تشکیل یک لاک چسبناک است. رزین آلکیدی به تدریج با اکسیژن اتمسفر واکنش داده و پلیمری می شود و یک پوشش سخت ایجاد می کند. دو رنگ پوشش محافظتی به خودی خود غیرفعال هستند، اما وقتی با هم مخلوط می شوند، یک واکنش شیمیایی دارند. واکنش شیمیایی چند ساعت طول می کشد (بسته به دما) و منجر به یک پوشش بسیار سخت با چسبندگی زیاد می شود. این رنگ ها به طور کلی به آماده سازی و کاربرد سطح ویژه ای نیاز دارند و اغلب در محیط های شدید مورد استفاده قرار می گیرند.

معمول ترین ترکیبات به کار رفته در صنعت رنگ و رزین

• رزین های آلکیدی : رزینی مصنوعی است که در رنگ های روغنی استفاده می شود. رزین آلکیدی با واکنش یک روغن خشک کننده طبیعی با یک ماده سخت و مصنوعی ساخته می شود.
• بایوساید: ماده شیمیایی که به مقدار بسیار کم برای کنترل رشد باکتری ها و قارچ های رنگ استفاده می شود. از بایوسایدها برای جلوگیری از فساد رنگ در قوطی و جلوگیری از حمله قارچی فیلم رنگ خشک استفاده می شود.
• ماده ویسکوز کننده : حلالی است که برای نرم کردن ذرات رزین امولسیونی استفاده می شود تا هنگام تبخیر آب و تشکیل فیلم، آن ها به درستی به هم بچسبند.
• ضد کف ها: افزودنی مخصوص تهیه شده برای از بین بردن حباب های کف و جلوگیری از تشکیل حباب در حین اختلاط و اعمال رنگ.
• سورف اکتنت ها: ماده شوینده یا صابونی که برای تثبیت امولسیون ها و پراکندگی های رنگدانه استفاده می شود. سورفاکتانت ها از چسبیدن ذرات به یکدیگر جلوگیری می کنند.
• دیسپرسانت ها: اغلب نمک (به عنوان مثال سدیم) یک اسید پلی اکریلیک است. که به منظور تجزیه دانه ها مورد استفاده قرار می گیرد.