ضد رویه چیست؟

بازدید: ۱۴۰

ضد رویه چیست؟

در رنگهای هوا خشک برای جلوگیری از تشکیل رویه از ضد رویه استفاده میشود. ضد رویه از واکنش رنگهای اکسیداتیو با هوا در داخل قوطی جلوگیری میکند. رویه بستن در رنگها معمولا به تمایل پلیمریزاسینو اکسیداسیون رزین ها یا بایندر ها در پوشش ها که منجر به خشک شدن سطح آنها میشود، مربوط است. رویه بستن یک پدیده نا مطلوب است که ناخواسته پیش می آید. تغییر حالت رنگ از حالت مایع به صورت یک ماده سفت و سخت تنها در جاییاتفاق می افتد که اکسیژن بتواند تاثیر بگذارد. بر حسب نوع و مقدار موادی که با اکسیژن هوا ترکیب جدید (رویه) را می سازد و مقدار اکسیژن موجود،  درجه حرارت و زمان تایر آنها بر روی رزین رویه با ضخامتهای مختلفی ایجاد می شود. آنچه که منجر به تشکیل رویه و همچنین مقدار و نوع آن میشود، روغن های خشک شونده و رزین هایی که دارای روغن های خشک شونده هستند، می باشد. خواه این روغن جزئی از ساختمان رزین باشد و یا به مولکول های بزرگ اضافه شده باشد. عمده ترین رزین هایی که تمایل به رویه بستن را دارند عبارتند از، رزین های الکید که دارای شکل ساختمانی خاص بوده، سپس اپوکسی استرها، رزینهای الکید اورتان، روغن های اصلاح شده. مکانیزم تشکیل رویه عملا شبیه تشکیل فیلم میباشد.

مکانیزم تاثیر ضد رویه

متداول ترین ضد رویه ای که مورد استفاده قرار می گیرد متیل، اتیل کتوکسیم می باشد. این ماده قادر است که ظرفیت خشک کن سطحی (کبالت) را افزایش دهد. توضیح اینکه خشک کن کبالت علاقه زیادی به واکنش با اکسیژن هوا دارد که همین امر باعث بستن رویه در رنگها می شود. پس از افزودن ضد رویه، کبالت دو ظرفیتی اکسیده شده و به کبالت سه ظرفیتی تبدبل می شود. کبالت سه ظرفیتی دیگر با اکسیژن هوا نمی تواند واکنشی را انجام دهد. بنابراین بدین وسیله از بستن رویه جلوگیری می شود. پس از اعمال رنگ بر روی سطح، حلالها اول و متعاقب آن ترکیب ضد رویه متصاعد می شود. پس از خروج ضد رویه از فیلم خیس، کبالتهای سه ظرفیتی مجددا به کبالت دو ظرفیتی تغییر ظرفیت داده و سپس با اکسیژن هوا وارد واکنش میگردند و بدین وسیله فیلم تشکیل میشود که میتواند با تاثیر از شرایط محیطی (رطوبت، درجه حرارت و...) متاثر شوند. ایده آل ترین درجه حرارت تشکیل فیلم را دمای حدود 25 درجه سانتیگراد ذکر کرده اند.

خشک کننده ها برای خشک شدن رنگ به کار می روند. در بعضی از فرمولاسیون ها، فرآیند خشک شدن در سراسر فیلم اتفاق می افتد. سرعت بالای خشک شدن سطح فیلم، باعث ایجاد پوسته در سطح می گردد. خشک کننده ها، هنگامی که بیش از اندازه مصرف شوند، موجب چروک خوردن فیلم نگ می شوند.

عواملی که باعث رویه بستن می شوند عبارتند از :

الف) اکسیداسیون سطحی در قوطی رنگ

ب) ژل شدن به خاطر از دست دادن حلال ها و یا ضد رویه

ج) ترکیبی از دو عامل فوق که توازن کلوئیدی محصول را بر هم می زند

اینکه با روشهای ساده بخواهیم اکسیژن را دور از سطح فیلم نگه داریم، تا رویه تشکیل نشود، غیر ممکن می باشد.

البته می توان در ظرف رنگ (سطل، قوطی) در قسمت بالای رنگ به جای هوای موجود، به عنوان مثال از گاز نیتروژن استفاده کرد، اما هنگام مصرف، از تاثیر اکسیژن نمی توان جلو گیری کرد. این مساله را نیز می توان برای سخت شدن فیلم رنگ، وقتی که فیلمی ضخیم بر روی سطح رنگ ایجاد شده باشد، تعمیم داد. در اینجا نیز رویه ضخیم و نا مطلوبی در داخل ظرف رنگ بوجود می آید، در حالیکه قسمت های داخل فیلم هنوز تر و به صورت مایع می باشند.

روش دیگری که برای جلوگیری از رویه بستن رنگ در ظروف بکار می رود، اما خیلی هم ایده آل نمی باشد این است که بر روی سطح رنگ از حلالی استفاده شود که از تشکیل رویه جلوگیری نماید. موادی که در این حالت می توانند مورد استفاده قرار گیرند، عبارتند از روغن تربانتین که خود به عنوان یک باز دارنده از انجام فعل و انفعال رنگ با اکسیژن هوا ممانعت میکند و یا ترکیبات آروماتیکی و یا حلال های دیگری که از بستن رویه جلوگیری می کنند. این ترکیبات نباید خصوصیات و کیفیت رنگ را تحت تاثیر خود قرار دهند.

یک روش سنتی و تداول دیگری که می تواند از بستنه شدن رویه در رنگ جلوگیری نماید و موثر نیز واقع میگردد، نگهداری بسته ها و قوطی های رنگ به طور معکوس در انبارها و یا در محل های مصرف، قبل از استفاده کردن می باشد. علت استفاده از این روش این است که به خاطر منافذی که درب قوطی ها دارند و هوا میتواند وارد و یا مواد ضد رویه و حلالها می توانند خارج شوند، تمام روزنه ها بسته شده و تبادلی بین رنگ و محیط بوجود نمی آید.

در حال حاضر ترکیبات اکسیم بعنوان موثرترین ترکیبات ضد رویه به کار گرفته می شوند. این مواد از تشکیل رویه در روغن های خشک شونده که بوسیله اکسیژن تاثیر می پذیرند جلوگیری می نماید. این ترکیبات شیمیایی متاسفانه در اکثر حالات دارای مضراتی نیز میباشد. متداول ترین آنها ترکیبات فنلی میباشد مانند :

-6-2- دی بوتیل نوع سوم 4متیل فنل

-2-2- متیلن (6-بوتیل نوع سوم-4- متیل فنل) آمیل برن کاتچین

- دی نیتریل برن کاتچین

- متیل اتیل کتوکسیم

- دی ترآمیل نوع سوم هیدروکینون

- دی ایزوتیمل

هیدرازین ها نیز مانند دی متیل هیدرازین بعنوان بازدارنده پیشنهاد میشود که به ثبت نیز رسیده است. به غیر از فنل ها، ترکیبات آروماتیکی آمین مانند تیو دی فنل آمین بعنوان باز دارنده نیز مطرح میباشند. مشکلاتی که به هنگام مصرف اینگونه بازدارنده ها به وجود می آید این است که آنها یا به شدت تأثیر می پذیرند به نحوی که حتی خشک شدن بعدی فیلم رنگ را تحت الشعاع خود قرار می دهند، و یا خیلی فرار می باشند که قبل از تأثیر، تبخیر می شوند. بعضی از آنها نیز تیره رنگ بوده و بخصوص رنگهای سفید را تیره می کنند.

خشک کن های فعال، فلزاتی هستند که بیشتر از یک ظرفیت داشته و اکسیداسیون و احیاء آنها به سهولت امکان پذیر می باشد. صابونهای فلزی که فلزات آنها یک ظرفیت دارند بعنوان خشک کننده های کمکی معمولا ً بصورت جزیی مورد استفاده قرار میگیرند. فلزاتی که به عنوان خشک کن مورد استفاده قرار میگیرند به صورت کاتیون بوده که آنها را، با آنیونهایی که قابلیت انحلال پذیری در خشک کننده ها را دارند و دارای ساختمان آلیفاتیک یا سیکلوآلیفاتیک(اسید نفتیک) می باشند استفاده می کنند. انحلال پذیری صابونهای فلزی اسیدهای آلیفاتیک خطی (بجز آنیونی) در اسید غیر اشباع با افزایش بند دوگانه و در اسید های اشباع با کاهش طول زنجیر، افزایش می یابد.

بهترین روش برای جلوگیری از رویه بستن، استفاده از آنتی اکسیدانت ها مثل اکسیم ها هستند. آنتی اکسیدانت ها، تأثیر اکسیداسیون را بدون آسیب زدن به خواص لازم و مطلوب خشک شدن، خنثی میکنند. بسیاری از چربی ها و روغن های چرب عوامل طبیعی اکسیداسیون را دارا هستند ولی چون به مقدار کافی موجود نیستند، ایجاد مشکل نمیکنند. یک عامل ضد رویه به وسیله چند فاکتور ارزیلبی می شود، علاوه بر این کارآیی آن در جلوگیری از رویه بستن، بصورت زیر مطرح هستند :

الف) درجه تأخیر اندازی زمان خشک شدن

ب) سازگاری با سیستم رنگ و جلا

ج) درجه رنگ بری لاک

د) درجه رنگ بری فیلم خشک

ه) بو

عامل ضد رویه نباید تأثیری روی ویسکوزیته و سایر خواص رئولوژیکی رنگ، نه در زمان نگهداری و نه در مرحله خشک شدن داشته باشد. همچنین نباید روی پایداری عمومی فیلم و جلای آن تأثیر بگذارد. کارآیی نسبی ضد رویه ها بسته به نوع محملی که استفاده می شود، تنوع پیدا می کند. عوامل ضد رویه به دو دسته اصلی تقسیم می شوند :

الف) اکسیم ها

ب) فنل ها

دسته دیگری نیز وجود دارد که کم اهمیت تر از نوع حلالی می باشند و به عنوان دیسپرسیون برای محصولات با درجه پلیمریزاسیون بالا عمل میکنند و ذرات را از ژل شدن حفظ میکنند. به عنوان مثال می توان از فنل های تجاری، کروزول ها و ارتو ایزوپروپیل فنل نام برد. مثال تجاری از اکسیم ها، بوتیرال دی اکسیم، متیل اتیل کتوکسیم و سیکلو هگزانول اکسیم است روغن کاج یک مثال خوب برای نع حلالی است.

فنل ها :

اگر امکان کاهش فعالیت گروه فنل توسط حفاظت شیمیایی وجود نداشته باشد فنل ها خیلی سریع عمل خواهد کرد.

بنابراین موقعیت ارتو حلقه با یک گروه متوکسی، مانند ارتوایزوپروپیل فنل یا با گروههای آلکیل، فعالیت را کاهش می دهد تا یک سطح مناسب برای رنگها و لاکها ایجاد کند، حتی با تأثیر تانویه محصولات، هنوز انتی اکسیدان ها نسبتا ً قوی هستند و به منظور جلوگیری از آسیب های جدی خشک شدن فیلم در مقدار کمی مورد استفاده قرار میگیرد.

استفاده از ضد رویه فنلی در مواردی است که محصولات در معرض چند حالت از لحاظ پایداری، اکسیداتیو و یا فراریت پایین قرار گرفته باشند.استفاده اصلی این مواد در جوهر چاپ میباشد، که در روغنهای گیاهی با جرم مولکولی زیاد که سطوح بالای خشک شوندگی دارند، عمومیت دارد و رویه بستن را از بین میبرد. اما جوهرهای چاپ در مقایسه با رنگ در ضخامت های بسیار نازک استفاده می شوند که در این صورت تبخیر مواد فرار واکسیداسیون هوا به خوبی صورت می گیرد.

استفاده دیگر از مواد ضد رویه ، در پوششهایی است که به طریق غوطه وری اعمال می شوند. در این مواد رنگ در یک مخزن باز به مدت قایل ملاحظه ای باقی می ماند و به طور مداوم به آن مواد ضد رویه اضافه می شود. دراین موارد یک اکسید کننده قوی با حداقل فراریت مورد نیاز است، بطوری که عوامل ضد رویه در اثر تبخیر متصاعد نشوند. محصولات پوشش داده شده با این روش در معرض خشک شدن و پخت شدن هستند و فراریت پایین فنل ها مسئله ای را پیش نمی آورد.

در مجموع، عوامل ضد رویه فنلی زیاد برای رنگهای تجاری پیشنهاد نمی گردند. درجه بالای فعالیت آنها خشک شدن خوب پوشش بر پایه پخت را برای قابلیت تولید مجدد تضمین میکنند. یک اشتباه کوچک در افزایش مواد، یک تأثیر اساسی بر روی خواص خشک شدن فیلم ایجاد میکند. فنل ها با فلز فعال کمپلکس قهوه ای رنگ ایجاد می کنند. بعلاوه، فنل ها یک بوی تند و زننده ایجاد می کنند که آنها را از نظر تجاری مردود میکند.

-اکسیم ها

اکسیم ها بعنوان ضد رویه در رنگهایی که دارای خشک کن فعال سطحی می باشند مورد استفاده قرار می گیرند. ساختار اکسیم به وسیله گروه C=NOH-- مشخص می شود. مهمترین اکسیم های مصرفی عبارتند از :

سیکلو هگزانول

بوتیرالداکسیک

متیل اتیل کتواکسیم

میزان استفاده از اکسیم حدود 0.1 تا 0.4 درصد وزن کل رنگ است. استفاده از اکسیم ها بر خلاف فنل ها محدودیت نداشته و می توانند در سطوح زیادی بدون تأثیر بر زمان خشک شدن پوشش، استفاده شوند. اما، بوتیرالد اکسیم یک تفاوتی در اعمال خوب رنگهای ساخته شده بر پایه روغن ها و انواع رزین های روغنی دارد، در حالی که متیل اتیل کتواکسیم در الکید ها، اپوکسی استرها و یورتانهای اصلاح شده توسط روغن، دارای مزیت می باشد. مزیت اصلی سیکلو هگزانون اکسیم بوی ملایم آن است و بطور قطع برای پوششهایی که بوی پایین نیاز دارند ترجیح داده می شود. ععملکرد اکسیم ها به عنوان ضد رویه با چندین مکانیزم بیان می شود. آنها دارای عامل ضد اکسید کننده و عوامل ایجاد کننده کمپلکس فلزی هستند. تأثیر اکسیم ها به عنوان یک عامل ضد اکسید کننده ملایم شاید نیازی به توضیح نداشته باشد، اما عملکرد آنها را می توان به عنوان ایجاد کننده کمپلکس فلزی چنین توضیح داد. کمپلکس فلزی تشکیل شده به قدری قوی است که می تواند از فعالیت خشک کنندگی خشک کننده ها جلوگیری نماید. بنابراین اکسیم ها بر خلاف خشک کن ها عمل می کنند. تشکیل کمپلکس یک واکنش برگشت پذیر است، بطوری که اگر اکسیم از سطح فیلم تبخیر شود، تأثیر ضد رویه متوقف می گردد و فلز خشک کن به فعالیت قبلی خود باز می گردد.

بعضی شواهد وجود دارد که تشکیل کمپلکس فلزی در جلوگیری از عدم خشک شدن رنگ مفید است. تشکیل رویه در بسیاری از رنگها با رویه ای که به وسیله اکسیداسیون ایجاد شده است آغاز می شود، حلال های قوی به هم پیوستن رویه ها به تأخیر می اندازند، بنابراین تشکیل رویه به تأخیر می افتد. قیلا ً از حلالهایی مانند دی پنتن و روغن کاج برای ایجاد بعضی خواص ضد رویه استفاده می شد. اکسیم های کمپلکس فلزی یکی از مهمترین فاکتورهای فعالیت ضد رویه را در رنگ دارا می باشند. تشکیل این کمپلکس ها، در سیستم های محملی مشخص، می تواند منجر به تغییر خفیف فام در رنگ شود. در صورتی که این تغییر رنگ معمولا ً ناپایدار است و موقعی که پوشش خشک میشود، ناپدید میشود. این مورد از نظر ظاهر مشکل ایجاد میکند چرا که یک جلا، می تواند بعد از خشک شدن به رنگ زرد روشن تغییر فام دهد که این اتفاق ناخوشایند میباشد.

اسیدهای مورد استفاده در خشک کننده ها

از مهمترین اسیدهایی که در خشک کننده ها استفاده میشود ، اسید نفتنیک می باشد.

بهترین اسید نفتنیکی که در خشک کن به کار می رود اسیدی است که بطور متوسط 12 یا 14 اتم کربن در ساختمان آن موجود باشد.

اسیدهای دیگری که در خشک کنننده ها مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

 اسید چرب تال

اسید چرب هگزانولیک.

این اسیدها، خشک کننده هایی با انحلال پذیری و پایداری خوب تولید می کنند که به جای اسم دقیق شیمیایی، آنها را تحت نام اکتوآت ها نام می برند که بسیار مرغوب بوده ولی کمی گران می باشند.

ضد رویه چیست ؟

محصولات