المعرفة الأساسية بتركيبات الطلاء المائي، الجزء 3
مساعدات تشكيل الأفلام
تتميز البوليمرات المكونة للمستحلبات أو المشتتات عادةً بدرجات حرارة انتقال زجاجي أعلى من درجة حرارة الغرفة. ولضمان اندماج جزيئات المستحلب بشكل جيد في طبقة طلاء متجانسة، يجب استخدام مواد مساعدة لتكوين الطبقة لخفض الحد الأدنى لدرجة حرارة تكوين الطبقة (MFFT).
المواد المساعدة هي فئة من المركبات العضوية ذات الجزيئات الصغيرة التي تتسرب في النهاية وتتبخر من طبقة الطلاء.
معظم المواد المساعدة على تشكيل الأغشية هي مكون مهم من المركبات العضوية المتطايرة في الطلاءات؛ لذلك، كلما قل استخدام المواد المساعدة على تشكيل الأغشية، كان ذلك أفضل.
عند اختيار المواد المساعدة على تكوين الأغشية، أعط الأولوية للمركبات التي لا تخضع لقيود المركبات العضوية المتطايرة ولكنها تتمتع بتقلب معتدل وكفاءة عالية في تكوين الأغشية.
تعتمد كمية المادة المساعدة على تكوين الغشاء على كمية المستحلب أو المحلول المائي في التركيبة وعلى درجة حرارة التحول الزجاجي. ففي حالة المستحلبات أو المحاليل المائية ذات قيم Tg العالية، يلزم استخدام كمية أكبر من المادة المساعدة على تكوين الغشاء، والعكس صحيح. عند تصميم التركيبة، يُفضل أن تشكل المادة المساعدة على تكوين الغشاء ما يقارب 3% إلى 5% من المستحلب أو المحلول المائي، أو 5% إلى 15% من محتوى المواد الصلبة.
مع ذلك، بالنسبة لمستحلبات البوليمر ذات قيم Tg التي تتجاوز 35 درجة مئوية، قد يلزم زيادة كمية عامل تشكيل الطبقة لضمان تكوين طبقة موثوقة عند درجات الحرارة المنخفضة. في هذه الحالة، ينبغي زيادة كمية عامل تشكيل الطبقة تدريجيًا حتى تتشكل طبقة طلاء متجانسة، غير متشققة، وغير مسحوقية عند درجات حرارة منخفضة (حوالي 10 درجات مئوية أو أقل)، ومن ثم تحديد الحد الأدنى للكمية المطلوبة.
لا يُنصح باستخدام مُساعدات تكوين الأغشية بنسبة 15% أو أكثر من المستحلب أو المُشتت؛ بل ينبغي النظر في استخدام مُساعدات بديلة. فإلى جانب خفض الحد الأدنى لدرجة حرارة تكوين الأغشية وزيادة كثافتها، تُحسّن مُساعدات تكوين الأغشية أيضًا من سهولة الاستخدام، وتزيد من خصائص التسوية، وتُطيل فترة الصلاحية، وتُحسّن من استقرار التخزين، لا سيما خصائص منع التجمد في درجات الحرارة المنخفضة.
المواد المساعدة في تكوين الأغشية في الطلاءات المائية هي بشكل عام مذيبات إيثر الكحول، وأكثرها شيوعاً إيثرات ثنائي الإيثانول، وإيثرات البروبيلين جليكول، وN-ميثيل بيروليدون، والتي تختلف في درجة الغليان.
أثناء تطبيقها في فصل الصيف،
الطلاءات المائية
يجف الطلاء بسرعة نسبية، مما يعني أن بعض الرطوبة قد تبقى محصورة داخل طبقة الطلاء قبل جفافها تمامًا، ما يؤدي إلى تبييضها أو عدم استوائها. لذا، فإن إضافة كمية صغيرة من مذيب مناسب ذي درجة غليان عالية يمكن أن يبطئ عملية التجفيف، ويطيل مدة صلاحية الطلاء، ويحسن خصائص تطبيقه ومظهره.
في فصل الشتاء، وبسبب انخفاض درجات الحرارة، تجف الطلاءات المائية ببطء، مما يعني تبخر الماء ببطء. ومع ذلك، تتبخر المواد المساعدة على تكوين طبقة الطلاء أسرع نسبيًا من الماء، وقد لا يتبخر بعضها مع الماء. وهذا قد يمنع الطلاء المائي من تكوين طبقة كثيفة، مما يؤدي إلى تبييض الطبقة وتشققها.
لذا، عند إضافة مواد مساعدة لتكوين طبقة رقيقة، من الضروري مراعاة التغلب على تحديات تطبيق الطلاءات المائية في مختلف الفصول، مع ضمان أسرع سرعة تجفيف ممكنة. يُعدّ هذا الجانب التقني الأكثر صعوبة في الطلاءات المائية، لا سيما بالنسبة لمشتتات الأكريليك ذات درجة حرارة التحول الزجاجي العالية. لذلك، يُعدّ استخدام مزيج من مواد مساعدة متعددة لتكوين طبقة رقيقة الخيار الأمثل.
تُعاني مُساعدات تكوين الطبقة من مشكلة التوافق مع أنظمة الراتنج. فقد تُسبب مُساعدة تكوين الطبقة التي تُؤدي وظيفتها بكفاءة في نظامٍ ما عدم استقرارٍ أو مشاكل خطيرة أو ضعفًا في إمكانية إعادة الطلاء في نظام طلاء خشبي آخر ذي أساس مائي. لذا، يجب أخذ هذا الأمر بعين الاعتبار عند تصميم التركيبة، واختيار مُساعدة تكوين الطبقة الأمثل وجرعتها من خلال الاختبارات.
مزيلات الرغوة
و
عوامل مضادة للرغوة
تُعدّ المواد المضادة للرغوة من أصعب الإضافات التي يُمكن التحكم بها في الطلاءات المائية، إذ تمنع تكوّن الرغوة وتسوية السطح. تتكوّن فقاعات الهواء أثناء عملية الطلاء نتيجةً للتحريك. إذا لم تُزال هذه الفقاعات فورًا، فستُشكّل عيوبًا غير مقبولة بعد جفاف طبقة الطلاء. كما تتكوّن فقاعات الهواء أيضًا أثناء عملية إنتاج الطلاء، والضخ، والتعبئة.
يُعدّ تكوين الرغوة عاملاً لا غنى عنه في تصميم التركيبات. وتتضمن آلية إزالة الرغوة بواسطة المواد المضادة للرغوة ترطيب واختراق طبقة الرغوة المتولدة من النظام، والانتشار المستمر عبر الطبقة، مما يُسبب اختلالاً في التوتر السطحي ويؤدي في النهاية إلى تفتيت الفقاعات.
بشكل عام، تُقسم مضادات الرغوة إلى نوعين: مثبطات الرغوة ومضادات الرغوة. تعمل مثبطات الرغوة على منع تكوّن الرغوة في الطلاءات المائية تحت تأثير قوة خارجية، بينما تنتشر مضادات الرغوة بسرعة على سطح طبقات الرغوة الموجودة، مما يُخلّ بالتماسك المرن للغشاء المحيط بالفقاعات ويؤدي إلى انفجارها. غالبًا ما يكون الجمع بين النوعين أكثر فعالية؛ وإلا، فينبغي اختيار مضاد رغوة واحد على الأقل.
معظم مزيلات الرغوة، وخاصةً السيليكونية منها، قد تُسبب ثقوبًا دقيقة في طبقة الطلاء الرطبة عند استخدامها بكميات كبيرة. لذا، يجب أن تكون كمية مزيل الرغوة المستخدمة كافية لإزالة الفقاعات تمامًا؛ وينبغي تجنب الإفراط في استخدامها لمنع حدوث آثار جانبية كالثقوب الدقيقة. بالنسبة لطلاءات الخشب المائية، تُعد مزيلات الرغوة الزيتية المعدنية أكثر فعالية من السيليكونية؛ فإضافة كمية أكبر منها لا تُسبب ثقوبًا دقيقة، ويمكن اعتبارها خيارًا مفضلًا.
تتوفر في السوق العديد من مزيلات الرغوة، ويتطلب اختيارها دراسة متأنية. ينبغي مراعاة عدة جوانب:
1. التوافق المُتحكم به: يُعد تحقيق التوازن بين إزالة الرغوة وتحسين جودة السطح أمرًا بالغ الأهمية. يجب أن تكون إزالة الرغوة فعالة مع منع العيوب مثل الثقوب الدقيقة وعدم استواء السطح.
2. يجب أن تتناسب عملية إزالة الرغوة مع ظروف وأساليب التطبيق. على سبيل المثال، ينتج عن الدهان بالفرشاة والرش والطلاء بالأسطوانة مستويات مختلفة من الرغوة، مما يستلزم اختيار مواد مختلفة لإزالة الرغوة.
3. ينبغي تحقيق التوازن بين قمع الرغوة وإزالة الرغوة من خلال تركيبات مناسبة تعتمد على طرق المعالجة والتطبيق المختلفة.
4. فعالية طويلة الأمد في إزالة الرغوة. تفقد العديد من مواد إزالة الرغوة فعاليتها تدريجياً أثناء تخزين الطلاء. لذلك، ينبغي أن يكون محتوى مادة إزالة الرغوة في الطلاء مرتفعاً نسبياً عند تصميم التركيبة.
ينبغي أن تتراوح كمية مزيل الرغوة المستخدم بين 0.05% و0.5% من إجمالي التركيبة، ويفضل أن تكون حوالي 0.1%. إذا لم يتحقق تأثير جيد في إزالة الرغوة إلا بكمية تتجاوز 0.5%، فينبغي النظر في استبدال مزيل الرغوة. تختلف حساسية أنظمة الراتنج المختلفة لمزيلات الرغوة. يجب تحديد نوع وجرعة مزيل الرغوة المائي تجريبياً بناءً على الأنظمة المختلفة.
العربية
English
français
русский
español
