ترکیبات فلزات خشک کننده در رنگ های هوا خشک

بازدید: ۱۷۲

ترکیبات فلزات خشک کننده در رنگ های هوا خشک

ترکیبات فلزی متفاوتی مانند ترکیبات فلزی منگنز به عنوان خشک کننده در رنگهای هوا خشک مورد استفاده قرار میگیرد.

ترکیبات این فلزات به عنوان کاتالیزورهای فعال اصلی در رنگهای هوا خشک به حساب می آیند. این ترکیبات را میتوان بطور خلاصه، مانند زیر نشان داد :

1-کاتالیزورهای اصلی در رنگهای هوا خشک

-کبالت فعالترین فلز در خشک کن ها بوده و مقدار مصرف آن 2 تا 5 درصد از وزن محمل غیر فرار می باشد.

-منگنز، آهن و اکسید آهنی که از مواد کمیاب بدست می آیند از دیگر خشک کن ها می باشند.

-کاتالیزورهای فعال سطحی که هم در رنگهای هوا خشک و هم در رنگهای کوره ای کاربرد دارند.

2- کاتالیزورهای کمکی

در این گروه فلزات سرب، باریم، کلسیم،زیر کنیوم و روی قرار دارند که باعث خشک شدن لایه های زیرین رنگ می شوند.

تشکیل فیلم در رنگهای کوره ای با واکنش پلیمریزاسیون تراکمی با تشکیل پلهای اتری و خروج آب و در حضور حرارت انجام می گیرد. در رنگهای کوره ای معمولا ً به ترکیبات خشک کن نیازی نمی باشد.

کبالت :

کبالت دارای ویژگی های زیر می باشد :

1-خشک کننده سریع سطحی

2-رنگ پریدگی کمتری نسبت به آهن و منگنز دارد

3-سختی کمتری در رنگ نسبت به آهن و منگنز ایجاد میکند

4-زردی فیلم رنگهای سفید را بهبود میبخشد

اشکالاتی که در اثر استفاده از کبالت پیش می آید عبارتند از :

-مصرف بیش از حد آن باعث شکننده تر شدن فیلم رنگ می شود و همچنین در سطح فیلم ایجاد چین و چروک می کند و مانع از خشک شدن حجمی آن می گردد.

-به هنگام ذخیره شدن کبالت در انبار، کبالت با پراکسید، تولید روغن سبز رنگ میکند و همراه بودن خشک کن کلسیم باعث تشدید آن می گردد.

-کبالت به همراه اکسیم، تولید رنگ جانبی قرمز تا بنفش مینماید که این اشکال با اضافه نمودن روی از بین می رود.

البته رنگ جانبی به وجود آمده دائمی نبوده ودر دراز مدت بر اثر خشک شدن فیلم از بین می رود.

منگنز

منگنز دارای قدرت خشک کنندگی سطحی کمی است ولی از خشک کنندگی حجمی نسبتا ً خوبی برخوردار است و نیازی به خشک کن کمکی ندارد.بعضی از خواص خشک کن منگنز به شرح زیر میباشد :

-منگنز بر خلاف کبالت چندان تابع درجه حرارت نیست (حساس نیست).

-مقدار مصرف آن حدود 2-6 درصد وزن جامد رزین است.

-با ترکیبات پراکسید و اکسیم تولید رنگ های جانبی نمیکند.

-خشک کن منگنز نسبت به خشک کن آهن رنگ پریدگی کمتری دارد ولی نسبت به سرب رنگ پریدگی و سختی بیشتری از خود نشان می دهد.

-به علت تغییر ظرفیت در طی خشک شدن فیلم، رنگ آن از قرمز تا زرد تغییر میکند ولی پس از خشک شدن تغییر رنگ محو میشود.

-کاتالیزور حلال های رزین های اورتانی و پلی استری می باشد.

سرب

سرب خشک کن حجمی بسیار خوبی می باشد،مقدار مصرف آن در 5-1 درصد وزن رزین است. بعضی از خواص خشک کن سرب عبارتند از :

-این خشک کن انحلال پذیری کمب داشته و ایجاد رسوب و ژل می کند و در نتیجه برق رنگ را کاهش می دهد و موجب مات شدن آن میگردد که به همین دلیل به مقدار 10 رصد خشک کن سرب، از خشک کن کلسیم در رنگ استفاده می شود، از خشک کن زیر کونیم نیز می توان با نصف غلظت خشک کن سرب استفاده کرد.

-وجود سولفید زیاد در محیط باعث رنگ پریدگی بیشتر در رنگی که حاوی خشک کن سرب است میشود.

-بعلت سمی بودن سرب استفاده از آن باید توأم با احتیاط باشد.

-از خشک کن سرب در پوششهای آلومینیمی استفاده نمیگردد.

کلسیم

کلسیم، خشک کن پایداری است و بخوبی در محمل حل می شود. خواص آن نسبت به سرب و زیر کونیوم ضعیف تر می باشد. در مقابل رطوبت مقاومت کمی دارد. کلسیم به عنوان خشک کن میانی در رنگهای هوا خشک مورد استفاده قرار می گیرد.

کلسیم پلمبات می تواند از جدا شدن نفتنات سرب در لاکهای ساخته شده بر پایه رزین الکید و فنل جلوگیری کند. ترکیب خشک کننده های نفتنات سدیم و لانتانید در لاکهای کوره ای، تأثیر خوبی در خشک شدن تمام لایه ها دارند. ترکیبات زیرکونیم نیز در خشک شدن فیلم ها تأثیرات خوبی را دارا می باشند.

به هنگام استفاده از ترکیبات خشک کننده باید بین خشک شدن سریع فیلم و خشک شدن تدریجی لایه های رنگ تفاوت گذاشت. خشک شدن سریع می تواند همترازی رنگ را بر روی سطح بطور منفی تأثیر سازد. (بخصوص در مورد رزین های الکید متوسط و کوتاه) و چروک خوردگی هایی را بر روی فیلمی بوجود آورد. این حالت می تواند برای لاکهایی که به طور دانه دانه و یا نقش دار بر روی سطح قرار میگیرند مفید واقع شود.

خشک شدن سریع فیلم، اغلب با رویه بستن رنگ در قوطی همراه میباشد. استفاده از ضد اکسید کننده های فرار مانند اکسیم ها و یا مشتقات فنل ها، جهت جلوگیری از بستن رویه در رنگ اجتناب ناپذیر می باشد. در رنگهای کوره ای، ترکیبات دو ظرفیتی قلع، تأثیرات خوبی در مقابل میل به زرد شدن فیلمرنگ و یا همترازی رنگ دارند.

اثر ضخامت فیلم، درجه حرارت، رطوبت و نور در تأثیر خشک کن ها

مطالعات، گاهی اوقات نتایج مغایری در مورد رفتار خشک شدن یک رزین روغنی به ما می دهد، که با فاکتورهائی که تأثیرات دیگری بر روی خشک شدن فیلم رنگ دارند، ارتباط مستقیم ندارند.

با افزایش درجه حرارت، زمان خشک شدن رنگ ها کاهش می یابند. اما با این وجود ممکن است که سرعت سخت شدن فیلم در درجه حرارت زیاد، انعطاف پذیری فیلم را تحت الشعاع خود قرار دهد. با افزایش درجه حرارت، مقدار مصرف مواد خشک کننده نیز تغییر می کند، تا از فعل و انفعلات احتمالی که ممکن است منجر به تخریب فیلم شوند، که آنها نیز خود در نتیجه افزایش درجه حرارت تسریع می شوند، جلوگیری کرده و بر روی رفتارهای دیگر فیلم به عنوان مثال نرمی فیلم به طور منفی تأثیر نگذارند. در درجه حرارت کم، فرآیند خشک شدن به آهستگی صورت میگیرد. تأخیر در خشک شدن فیلم رنگ نه تنها از نظر فنی ایجاد اشکال می کند، بلکه مورد اعتراض مصرف کنندگان نیز قرار می گیرد. از طرف دیگر درجه حرارت کم می تواند باعث کاهش تغییر فام فیلم رنگ گردد. خشک شدن یا سخت سریع فیلم، امتیازی برای کیفیت بهتر فیلم رنگ در نظر گرفته می شود.

ضخامت لایه های فیلم نیز باید مورد توجه قرار بگیرد، زیرا که توجه به منحنی های خشک شوندگی، با افزایش ضخامت لایه، زمان خشک شدن رنگ افزایش می یابد. با کاهش نفوذ پذیری، یعنی با افزایش ویسکوزیته و افزایش سختی، اکسیداسیون ترجیحا ً در لایه سطحی اتفاق می افتد. این نا یکنواختی، که اغلب مورد توجه قرار نمی گیرد، این تأثیر را دارد که قسمتی که به شدت قطبی می باشد، یا محصولات تخریبی آب دوست، در فیلم های نازک بیشتر از فیلم های ضخیم مشخص می باشند. بنابراین این دلیلی روشن میباشد که فیلم های نازکی که در اثر خشک شدن اکسیداتیوی بدست می آیند از نظر درصد جذب آب تأثیر فراوانی دارند. در اینجا ضرورت استفاده و همچنین نقش سیکاتی ها در تمامی این حالات به وضوح مشخص می باشد.

آزمایشات متعدد نشان داده اند که با افزایش رطوبت نسبی هوا از 35 درصد به بالا و در درجه حرارتی بین 20 تا 40 درجه سانتی گراد نقش خشک کنندگی کبالت، تغییراتی را در مدت زمان خشک شدن فیلم، چه در جهت منفی و یا در جهت مثبت به وجود می آورد. رطوبت نسبی 35 درصد و درجه حرارت های بین 20 تا 25 درجه سانتی گراد تأثیر نا مطلوبی را در فیلم رنگ به وجود می آورد. اگر همراه با خشک کن کبالت، خشک کن سرب نیز مصرف شود، وجود سرب باعث خنثی کردن تأثیر رطوبت خواهد شد. زمان خشک کنندگی سرب و منگنز، با افزایش رطوبت در درجه حرارت های مختلف به تعویق خواهد افتاد. تأثیر خشک کنندگی منگنز وقتی رطوبت هوا خیلی زیاد باشد، به آهستگی صورت می گیرد.

با توجه به تأثیر رطوبت ونور این نتیجه بدست می آید که در دمای 20 درجه سانتی گراد، با افزایش رطوبت هوا، زمان خشک شدن نیز افزایش یافته در حالیکه این زمان در درجه حرارت های 30 و 40 و 50 درجه سانتی گراد با افزایش رطوبت (تا حدود 80 درصد) کم می شود (استفاده از خشک کن کبالت،منگنز و سرب)

برای ماکزیمم سرعت خشک کنندگی، مقدار معینی از رطوبت هوا ضروری میباشد. یعنی اگر مقدار رطوبت هوا از حد معینی کمتر و یا بیشتر باشد زمان خشک شدن افزایش می یابد. نور خشک شدن را تسریع میکن، به نحوی که اگر فیلم زیر تابش لامپهای sollux قرار بگیرد نسبت به اینکه تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش (UV) قرار بگیرد سریعتر خشک خواهد شد. این حالت برای روغن چوب نیز صدق می کند. برای روغن چوب مناسب ترین مقدار رطوبت در درجه 30 تا 40 درجه سانتی گراد، حدود 60 تا 70 درصد می باشد (استفاده از نفتنات سرب و یا کبالت ). زمان خشک شدن روغن چوب، هنگامی که در آن از خشک کننده های نفتنات سرب و کبالت استفاده شود تا درجه حرارتهای 30 تا 40 درجه سانتی گراد بستگی به رطوبت هوا ندارد، در حالیکه این زمان در دمای 20 درجه سانتی گراد با افزایش رطبت هوا زیاد می شود. وقتی رطوبت هوا از 60 تا 70 درصد زیادتر شود، تأخیر در خشک شدن بسیار زیاد افزایش می یابد. بهنگام استفاده از نفتناتهای سرب و منگنز در روغن چوب در دمای 30 تا 40 درجه سانتی گراد تأثیری بوسیله رطوبت هوا مشاهده نمی شود، در حالی که در دمای  20 درجه زمان خشک شدن با افزایش رطوبت هوا کم و وقتی رطوبت به 60 درصد برسد مجددا ً افزایش می یابد. نفتناتهای کبالت، سرب و منگنز رفتارهای مشابه دارند.

ترکیبات فلزات خشک کننده در رنگ های هوا خشک

محصولات