جلوگیری از رویه بستن رنگ: چالش ها و راهکارها

خشک شدن سطح رنگ در قوطي رنگ، که ناشی از تبخیر حلال و یا به دلیل وجود خشک کن های سطحی است، به عنوان “رویه بستن” شناخته می شود. این پدیده یکی از چالش های صنعت رنگ و پوشش به ویژه در رنگ های پایه روغنی است. در این مقاله ماران تجارت به بررسی عوامل موثر بر رویه بستن رنگها و روش های جلوگیری از رویه بستن رنگ و پوشش ها؛ معرفی انواع ضدرویه می پردازد.

 

چرا رنگ ها رویه می بندند؟

رنگ‌های هوا خشک مانند رنگ‌های پایه روغنی، رزین‌های اپوکسی استر، آلکیدی و آلکید اورتان تمایل بالایی به اکسیداسیون دارند. این فرآیند منجر به تشکیل لایه‌ای جامد بر روی رنگ می‌شود که می‌تواند کیفیت نهایی را تحت تأثیر قرار دهد.

 

عوامل موثر بر رویه بستن رنگ ها

در فرآیند رویه بستن عوامل متعددی نقش دارند:

• اکسیژن: اکسیژن شروع کننده واکنش های اکسیداسیون و cross-linking است که باعث تشکیل رویه می شود.
• اشعه فرابنفش (UV): که واکنش های اکسیداتیو را تسریع می کند.
• دما: با افزایش دما خشک شدن تسریع می گردد و احتمال تشکیل رویه را افزایش می دهد.
• رطوبت: ميزان رطوبت همچنین می تواند بر سرعت تشکیل رویه تأثیر بگذارد.

بهترین دما برای اعمال رنگ بین 15-25 درجه سانتی گراد و رطوبت محيط زیر 70 درصد است. علاوه بر این تهویه خوب در محل اجرا می تواند به خشک شدن بهتر رنگ و جلوگیری از تجمع بخارات و رویه شدن رنگ و پوشش کمک کند.

 

انواع روش های جلوگیری از رویه بستن رنگ ها

اینکه با روشهای ساده بخواهیم اکسیژن را دور از سطح فیلم نگهداریم، تا رویه تشکیل نشود، غیر ممکن می باشد. البته می توان در قسمت بالای سطل یا قوطی رنگ بجای هوای موجود از یک گاز خنثی، مثل گاز نیتروژن استفاده کرد اما هنگام مصرف از تأثیر اکسیژن نمی توان جلوگیری بعمل آورد.

در پاسخ به سوال “چیکار کنیم رنگ رویه نبندد؟“ تا به امروز سه تکنیک زیر استفاده شده است:

• استفاده از حلالی که بدون تحت تاثیر قرار دادن خصوصیات و کیفیت رنگ از فعل و انفعالات رنگ با اکسیژن هوا ممانعت به عمل آورد. مثال: روغن تربانتین
• یک روش سنتی و متداول دیگر نگهداری بسته ها و قوطی های رنگ بطور معکوس در انبارها و یا در محل های مصرف قبل از استفاده کردن می باشد. به خاطر منافذی که درب قوطی ها دارند و هوا می تواند وارد و یا مواد ضد رویه و حلالها می توانند خارج شوند. با استفاده از این روش تمام روزنه ها بسته شده و تبادلی بین رنگ و محیط بوجود نمی آید.
• سومین و موثر ترین راهکار استفاده از ضد رویه (Anti-Skinning) ها است.

ضدرویه (Anti Skinning) چطور کار می کند؟ (مکانیسم های ضد رویه)

1. اکسیژن زدایی و تاخیر در خشک شدن رنگ

یکی از موثرترین راه‌ها برای جلوگیری از رویه بستن، کاهش اکسيژن دردسترس است. ضدرویه یک لایه محافظ روی سطح پوشش ایجاد می کند که از نفوذ هوا و ایجاد اکسیداسیون جلوگیری می کند. پس از اعمال پوشش، این عوامل تبخیر می‌شوند و اجازه می‌دهند که فرآیند خشک شدن عادی بدون تشکیل رویه ادامه یابد.

2. مهار رادیکال

در بسیاری از پوشش‌ها، فرآیند خشک‌کردن اکسیداتیو از طریق مکانیسم‌های رادیکال آزاد اتفاق می‌افتد، جایی که اکسیژن شروع به تشکیل رادیکال‌هایی می‌کند که باعث ایجاد شبکه عرضی و خشک شدن می‌شود. ضدرویه که به عنوان مهارکننده های رادیکال عمل می کنند می توانند این واکنش زنجیره ای را مختل کرده و در نتیجه از تشکیل رویه جلوگیری کند.

3. غیرفعال سازی موقت کلات های فلزی

انواع خشک کن های فلزی، مانند نمک ها و کلات های کبالت یا منگنز، به عنوان سیستم های خشک کن در صنعت رنگ و پوشش استفاده می شوند.حضور این مواد در سیستم رنگ و پوشش با تسریع اکسیداسیون و ایجاد اتصال عرضی، فرآیند خشک شدن را کاتالیز(تسريع) می کنند.

اما علاوه بر تسریع فرآیند خشک شدن فرآیند رویه بستن رنگ و پوشش نیز تشدید می شود. در این شرایط استفاده از مواد ضدرویه می تواند این خشک کن های فلزی را به طور موقت غیرفعال کند.

 

انواع ضدرویه (Anti-skinning) بر اساس ساختار شیمیایی

1. اکسیم ها

اکسیم ها یکی از رایج ترین انواع مواد ضدرویه به خصوص در رنگ های آلکیدی هستند. آنها حاوی گروه اکسیم (-C=NOH) هستند که با خشک کن های فلزی برای کند کردن فرآیند اکسیداسیون تعامل دارد.

 

2. آنتی اکسیدان های فنولیک

آنتی اکسیدان های فنلی حاوی یک گروه هیدروکسیل متصل به یک حلقه آروماتیک هستند. این ترکیبات به عنوان جاذب اکسیژن و مهار کننده های رادیکال عمل می کنند و از اکسیداسیون و پلیمریزاسیون جلوگیری می کنند.

 

3. آلدهیدها و کتون ها

این ترکیبات فرار با تشکیل یک لایه محافظ یا واکنش مستقیم با رادیکال های اکسیژن به طور موقت از واکنش اکسیژن با سطح پوشش جلوگیری می کنند.

4. آمین ها

آمین‌ها که از آمونیاک به دست می‌آیند، حاوی نیتروژن هستند و به‌عنوان حذف‌کننده اکسیژن یا شل‌کننده‌های خشک‌کننده‌های فلز عمل می‌کنند. آنها می توانند فعالیت کاتالیزوری خشک کن های فلزی را مهار کرده و تشکیل رویه را به تاخیر بیندازند.

5. سولفیت ها

سولفیت ها ترکیبات حاوی گوگرد هستند که به عنوان جاذب اکسیژن عمل می کنند و با اکسیژن واکنش می دهند تا از اتصال متقابل اکسیداتیو جلوگیری کنند.

 

نتیجه گیری

عوامل ضد رویه نقش اساسی در صنعت پوشش دارند و از هدر رفت ماده ناشی از رویه بستن رنگ ها و پوشش ها جلوگیری می کنند. یکی از دلایل استفاده از Anti-skinning ها افزایش عمر مفید محصولات است. این عوامل با کاهش دسترسی اکسیژن به ماده، مهار تشکیل رادیکال و غیرفعال کردن موقت کاتالیزر های فلزی، سیالیت پوشش‌ها را در طول انبارداری و زمان اجرا حفظ می‌کنند.

امروزه صنعت تولید انواع ضدرویه با توجه به قوانین زیست محیطی جدید به طور مداوم در حال تغییر و توسعه می باشد. به زودی شاهد ورود محصولات زیست سازگار در صنعت رنگ و پوشش خواهیم بود.