پوشش های پودری

پوشش های پودری

پوشش های پودری 740 400 Shamim Bakhit

پوشش های پودری

مقدمه

اوایل دهه پنجاه میلادی در آمریکا برای اولین بار رنگ پودری مورد استفاده قرار گرفت. این پوشش های پودری از رزین اپوکسی، پیگمنت و چند ماده دیگر تشکیل می‌شد که در مخلوط‌کن یا آسیاب، مخلوط و همگن می‌شدند. برای تولید این پوشش‌ها پس از اختلاط مذاب مواد اولیه و سرد شدن، پودر محصول به ذرات بسیار ریزی تبدیل می­شدند. سپس این ذرات بر روی سطح پاشیده شده و ضمن حرارت برای تشکیل لایه رنگ روی سطح ذوب می­شدند. این رنگ‌های پودری اولیه ایرادات بسیاری داشت که مهم‌ترین آن زمان و هزینه زیاد برای انجام فرآیند بود.

۱۰ سال از ظهور رنگ‌های پودری می‌گذشت که در سال ۱۹۶۱ شرکتی آلمانی از اکسترودر همراه با حرارت پیوسته استفاده کرد تا بتواند خمیر رنگ پودری را تولید کند. درست است که فرآیند واکنش رزین هنوز هم کند بود اما این اتفاق پیشرفت بزرگی در صنایع رنگ پودری رزین بود و نسبت به روند قبلی سریع‌تر بود.

مقایسه رنگ پودری با رنگ های مایع

به طور کلی رنگ های الکترواستاتیک را می­توان با رنگ های مایع با اشاره به موارد زیر مقایسه نمود:

پوشش های پودری به دلیل دارا بودن خواصی همچون پوشش یکنواخت سطح، سختی و مقاومت رنگ دربرابر عوامل محیطی (رطوبت، نور…)، مقاومت در برابر عوامل مکانیکی (ضربه و خراشیدگی…)، توانایی جبران اشتباهات رخ داده حین اعمال رنگ، نیاز به افراد کمتر، نیاز به سیستم تهویه هوای ضعیف تر، صرفه جویی رنگ هنگام پاشش و از همه مهم تر نداشتن هیچگونه آلودگی زیست محیطی نسبت به رنگ های مایع پایه حلال، توانسته در سالهای اخیر جای خود را در صنایع کشور باز کند، به طوریکه امروزه بسیاری از تولید کنندگان بزرگ (لوازم خانگی، صنایع خودروسازی، صنایع پتروشیمی و…) استفاده از پوشش های پودری را بخش جدایی ناپذیر از صنعت خود دانسته و جهت رقابت محصولات خود با محصولات خارجی استفاده از این رنگ را به عنوان اولین فاکتور کیفیت در تولیدات خود قرار داده اند.

اجزای مختلف رنگ های پودری

اجزای مختلف رنگ های پودری شامل رزین بستر، عامل پخت (در انواع ترموست) و افزودنی می باشد که در ادامه به هر یک از آنها پرداخته می شود.

1) رزین ترموپلاستیک یا ترموست:

    • رزین های ترموپلاستیک: رزین های این گروه عبارتند از: پلی اتیلن، پلی آمید، پلی وینیل کلراید و پلی ونیلیدین فلوراید.
    • رزین های ترموست: این گروه که قابلیت تولید رنگ های براق، نیم براق، مات، نیمه مات، سوپر مات و رنگ های طرح دار (Effective) دارا می باشد عبارتند از:
      • اپوکسی (خواص عالی مانند مقاومت در برابر خوردگی، سختی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه.)،
      • پلی استر (براقیت بالا، جریان و تزئینی خوب)،
      • پلی یورتان و اکریلیک (مقاومت در برابر آب و هوا، حفظ رنگ، مقاومت در برابر آلودگی، چسبندگی قوی فلز، ظاهر عالی فیلم، مناسب برای پوشش پودری تزئینی.)

2) عامل پخت: شرایط موجود در حلقه اکسیران یعنی پتانسیل بالای باز شدن حلقه و همچنین قابلیت قطبی شدن زیاد آن باعث می شود که رزین های اپوکسی از واکنش پذیری نسبتا خوبی برخوردار باشند.

عوامل پخت متداول مورد استفاده 1) عامل شبکه ای کننده بر پایه دی سیانامید و در واقع تری گلیسیدیل ایزو سیانورات (TGIC) جامد ، این ماده در دمای اتاق واکنش پذیر نیستند2) دی سیان دی آمید و مشتقات آن ها که هر یک از آن ها 4-5 گروه اپوکسید را مصرف می کنند، پخت این گروه در حدود 200 انجام می شود. 3) انیدرید های پلی اسیدی آلی مانند هگزا هیدروفنالیک انیدرید- پلی انیدریدها که در دمای بالا ابتدا با گروه های هیدروکسیل و سپس با گروه های اپوکساید واکنش می کنند. 4) و نهایتا گروه دیگر پلی استر های اسیدی (دارای گروه های فعال کربوکسیل) هستند که محصولات حاصل از آن ها و رزین اپوکسی را معمولا هیبرید می گویند.  این پوششها بر پایه رزین پلی استر کربوکسیل می باشند و از واکنش شیمیایی رزین پلی استر و یک عامل فعال اپوکسی یا گلیسیدیل تشکیل میشود. به دلیل وجود حلقه آروماتیک در ساختار رزین اپوکسی این نوع پوشش ها مقاومت مناسب دربرابر نور خورشید (اشعه UV) ندارند. لذا رنگ های اپوکسی پلی استر (هیبریدی) برای مصارف داخل ساختمان توصیه می شود.

3) افزودنی های اصلاح کننده خواص: از آن­جا که در دنیای رنگ و رزین ها، پارامترهای اساسی و مهم کیفیت پوشش، قیمت و ظاهر هستند لذا مواد افزودنی نقش بسیار مهمی ­را در بهبود هر سه پارامتر ذکر شده ایفا می­کنند.

 

توضیحاتی درباره رزین اپوکسی مورد استفاده در پوشش پودری

رزین اپوکسی به عنوان یکی از اصلی ترین رزین های مورد استفاده در پوشش های پودری در دسته­ ی رزین­های مصنوعی و گران­قیمت هستند و بنابراین رزین­های همه کاره محسوب نمی­ شوند. یعنی استفاده از آن­ها باید توجیه کافی برای قیمت بالا را داشته باشد. اما امروزه حدود 70% بازار رنگ های پودری را به خود اختصاص می­دهند. تقریبا در همه­ی موارد رزین­های اپوکسی مقاومت شیمیایی و خوردگی خوبی از خود نشان می­دهند و اگر این خصوصیات لازم نباشند فرمولاتور می­تواند از رزین­های ارزان­تر دیگر استفاده کند. اگرچه همانند همه ی پلیمر ها، این رزین نیز نقطه ضعف دارد و در مقایسه با انواع رنگ های دیگر دارای نقاط قوت نسبی می باشد. شاید مهم ترین ضعف این نوع رزین ها عدم ثبات دربرابر نور خورشید، بویژه در شرایط مرطوب و یا قابلیت تخریب در اثر تابش اشعه پر انرژی بویژه در سطح باشد. اغلب، پوشش های پودری اپوکسی در جایی که شرایط خوردگی و یا سایش شدید وجود دارد، به کار می رود.

پارامترهاي مهم و اصلي در طراحي فرمولاسيون و انتخاب رزين هاي مورد مصرف در توليـد رنگهـاي پـودري

پارامترهاي مهم و اصلي در طراحي فرمولاسيون و انتخاب رزين هاي مورد مصرف در توليـد رنگهـاي پـودري
موثر هستند عبارتند از:

  • وزن مولکولی یا به عبارتی اکی والان که شاخصه اصلی خواص رزین نهایی است.
  • فعالیت رزین که تابع عاملیت و حساسیت رزین به هاردنر است.
  • دمای نرم شدن
  • ویسکوزیته مذاب که شاخصه اصلی برای فرایندپذیری و اختلاط اجزا داخل رزین است.

اين عوامل به هم وابسته بوده و در انتخاب رزين مناسب گـاهي ناچـارا بعـضي عوامـل بـه دلايـل مشکلات فرایندی، رفتار رئولوژيکي پودر در حين توليد و خـواص مکـانيکي نهـائي پوشـش صـرف نظـر میگردد.

پوشش های پودری

مقایسه خواص و پارامتر های مختلف در رزین های اپوکسی

*لازم بذکر است که انتخاب محدوده اکی والان مناسب با توجه کاربردهای مختلف میتواند متفاوت باشد و دسته بندی های فوق بسیار کلی است.

روش اعمال رنگ های پودری:

یکی از روش هایی که در مورد رنگ پودری بر پایه ترکیبات اپوکسی مطرح می باشد روش الکترواستاتیک است که در اینجا از پرداختن به روش های دیگر اعمال رنگهای پودری صرف نظر می شود چون سیستم های اپوکسی را شامل نمی شود.

پوشش های پودری

پروسه رنگ الکترواستاتیک شامل مراحل زیر می باشد:

  • توزیع مواد اولیه
  • پیش اختلاط خشک مواد اولیه
  • اکستروژن (اختلاط مواد مذاب اولیه)
  • خشک و خرد کردن مواد خروجی اکسترودر
  • آسیاب و کلاسه بندی و کنترل ذرات
  • بسته بندی

برای رنگ آمیزی به این روش، پودر میکرونیزه ریخته شده داخل گان تحت ولتاژ بالا باردار شده (بارمثبت) و بعد از عبور از لوله گان به وسیله فشار باد پاشیده می شود از طرف دیگر از آنجاییکه قطعه دارای بار منفی (اتصال ارت) می باشد پودر را به خود جذب می کند، پودر به صورت یکنواخت کل سطح قطعه با هر ابعاد و زاویه ای را می پوشاند و هیچ اثر رنگ نشدگی بر روی قطعه باقی نمی گذارد، بعد از عمل پاشش رنگ در کوره تحت دمای 200 درجه سانتی گراد به مدت 13 دقیقه پخته می شود.

پوشش های پودری

کاربرد پوشش های پودری اپوکسی:

پوشش های پودری

کاربرد پوشش های پودری اپوکسی شامل موارد ذیل می باشد:

  • تزیینات داخلی بر روی وسایل با شکل های پیچیده مانند اثاثیه فولادی یا لوله ای و وسایل فلزی بزرگ
  • استفاده در کاربردهای فضای باز مانند وسایل کشاورزی و وسایل نقلیه سنگین
  • در پوشش دهی خطوط لوله انتقال گاز طبیعی و آب

بازار پوشش های پودری اپوکسی:

امروزه، میزان تقاضا برای پوشش­های پودری اپوکسی در صنعت ساختمان با افزایش رو به رو شده است. مطالعات نشان می­دهد که صرف نظر از همه گیری ویروس کرونا تا سال 2026 سرمایه­گذاری در این حوزه با رشد 3 درصدی مواجه خواهد شد. مطابق شکل زیر، پیش بینی ها نشان می دهد منطقه آسیا و اقیانوسیه در آینده بازار جهانی را تا حدی تحت سلطه خود قرار دهد. شکل زیر شمایی از پیش بینی رشد مصرف اپوکسی پودری در اقصی نقاط جهان را نشان می دهد.

پوشش های پودری

بازار جهانی پوشش های پودری در سال 2020، 7/9 میلیارد دلار برآورد شده است و پیش بینی می شود تا سال 2026 به 14 میلیارد دلار برسد، و نرخ رشد سالانه مرکب 6% طی سالهای 2021-2020 را نشان می دهد. همچنین رشد 4/1 برابری بازار در این دوره مورد انتظار است.

پوشش های پودری

[table id=25 /]

https://www.resitan.net/wp-content/themes/movedo-child