ادامه مقالات و آموزشهای رایگان

کاتالیست های واکنش های پخت پوشش ها

کاتالیست ها معمولا ً در دو نوع فرایند  استفاده می شوند: ساخت رزین که در این مقاله بررسی نمی شود و در مراحل سخت شدن (پخت) پوشش ها.

کاتالیست ها سرعت واکنش را در دمای داده شده افزایش می دهند یا این که در سرعت مورد نظر باعث کاهش دمای لازم می شوند.

مکانیسم عملکرد آنها متفاوت می باشد. در واکنش های پلیمریزاسیون زنجیرهای دوره بازدارنگی را کاهش می دهند (مانند پلیمریزاسیون اکسیدی روغنهای غیر اشباع و آلکید رزینها، پخت با UV در پلیمریزاسیون مرحله ای (Step Polymerization) نقش کاتالیست ها شتاب دادن به افزایش طول زنجیر می باشد (مثل واکنش های پخت اپوکسی ها و پلی یورتانها) در حالت واکنشهای تراکمی (پخت رزین ها بصورت تراکمی) کاتالیست ها رسیدن به تعادل را شتاب می دهند (سیستم های آلکید آمین و پلی استر) بطور کلی کاتالیستهای که برای واکنش پخت بکار می روند یشتر در فرمولاسیون رنگ های صنعتی استفاده می شوند (رنگ رویه و آستر اتومبیل پوشش قوطیها و کلافه پوشانی).

کاتالیستها در فرمولاسیون رنگها برای شتاب دادن به واکنشهای پخت در بعضی از پایه های رزین استفاده می شوند:

♦ رزین های آلکیدی کوتاه روغن و سیستم های کوره ای آلکید آمین

♦ ترکیب اپوکسی و آمین

♦ پلی استرهای غیر اشباع که با ماوراء بنفش (UV) یا پراکسید پخت می شوند

♦ رزین های پلی استر وپلی یورتان بلوکه شده برای رنگهای پودری

♦ پوششهای اتیل سیلیکات (در آستری غنی از روی) و غیره مشخصات فنی معمول برای انتخاب یک کاتالیست عبارتت از:

*سازگاری با رنگپایه در تمامی مراحل (در رنگ و مرحله پخت)

*بازده ای بالا

*نداشتن واکنش جانبی با رنگدانه ها و سایر افزودنی های رنگ

آمین های نوع سوم در رنگ های حلالی پایداری رنگدانه ها را بهبود می دهند افزودنیهایی که واکنشهای اسیدی دارند تجمع ذرات، ته نشینی، دانه دانه شدن، و عیوب دیگر را باعث می شوند بنابراین برای اجتناب از این موارد و بهنه کردن میزان کاتالیست مورد نیاز مطالعه اولیه پیشنهاد می شود، از طرفی برای جلوگیری از واکنش های جانبی بهتر است کاتالیست درست قبل از استفاده به ترکیب پوشش اضافه شود.

یک گروه از کاتالیست های آلی-فلزی برای شتاب دادن به واکنشهای گروههای ایزوسیانات و هیدروکسی در طی واکنش پخت رنگهای پلی اورتان بکار گرفته می شود (کمپلکس های Zr، Mn با dibutyltin dilayrate, 2,4-pentadione و غیره)

پر مصرف ترین عوامل پیوندش عرضی آمینی شامل ملامین، اوره glycolurils و بنزگونامین هستند. سرعت واکنش رزین پایه با شبکه سازهای آمینی با افزایش کاتالیست اسیدی بلوکه شده به مقدار قابل توجه ای تقویت شده بطوری که در دمای اطاق ^oC 70-90 به پخت کامل می رسد.

اتخاب مناسب کاتالیست باعث تقویت سختی و سایر خواص مکانیکی، افزایش براقیت و مقاومت در برابر رطوبت و خوردگی می شود. در حالی که کاتالیستهای اسیدی افزایش سرعت پخت و پایین آوردن دمای لازم را فراهم می کنند کاتالیستهای اسیدی بلوکه شده وقتی که پایداری در زمان نگهداری (shelflife) مورد نظر باشد بکار گرفته می شوند.

میزان استفاده از کاتالیست ها اساسا ً به شرایط پخت بستگی دارد کاتالیستهای بلوکه شده تمایل کمتری به واکنش با رنگدانه داشته و به همین دلیل پایداری در انبار را افزایش می دهند.

کاتالیست های اسیدی عمدتا ً بر پایه سولفونیک اسید و دی سولفونیک اسید (مثل پارا تولوئن، دودسیل بنزن و غیره، سولفونیک اسید، دی نوئیل نفتالین دی سولفونیک اسید) و اسیدهای فسفریک (آلکیل/ آریل اسید فسفاتها) هستند. میزان استفاده از آنها به زمان، درجه حرارت و سایر نیازمندیهای پخت بستگی دارد.

DNNSA- دی نونیل نفتالین سولفونیک اسید

DNNDSA- دی نونیل نفتالین دی سولفونیک اسید

DDBSA- دودسیل بنزن سولفونیک اسید

-P-TSA پارا تولوئن سولفونیک اسید

همانطور که اشاره شد آمین ها و کاتالیستهای آلی-فلزی معمولا ً به عنوان شتاب دهنده در واکنش پی ال/ایزوسیانات برای تولید پلی یورتان استفاده می شوند. البته در فرمولهای دو جزئی عمدتا ً ترکیبات آلی-فلزی استفاده میشود (استفاده ازکاتالیست های نوع آمینی باعث ایجاد زردی می شود)، این کاتالیست ها معمولا ً نمکهای بیسموت، زیرکونیوم و آلومینیم هستند که انتخاب صحیح آنها برای سیستم های دو جزئی پلی یورتان: خشک سطحی سریعتر، زمان ژل شدن طولانی تر و دوام بالای پوشش نهایی را باعث می شوند.

در هنگام تنظیم یک فرمول تأثیرات بعضی از رنگدانه ها و افزودنیها را بر شتاب دادن یا کاهش سرعت واکنش پخت رنگپایه باید مدنظر قرار داد. به عنوان مثال بعضی از انواع دی اکسید تیتانیوم که سطح شان با اکسیدهای فلزات چند ظرفیتی (بخصوص Zr) پوشش داده شده یا اکسید و بعضی از رنگدانه های که با مشتقات Ni و Co و غیره سطح شان آزمایش شده اند دارای اثر کاتالیستی می باشند.

کاتالیست های واکنش های پخت پوشش ها