افزودنی های مورد استفاده در صنایع رنگ موادی هستند که برای دستیابی به خواصی ویژه در فرآیند تولید، انبارداری، اعمال پوشرنگ و همچنین خواص نهایی پوشش به مقدار کم (در حدود ۰.۱ تا ۲ درصد کل فرمول) در فرمولاسیون انواع رنگ استفاده می شوند.

انواع افزودنی های مهم مورد مصرف در صنایع رنگ عبارتند از:

۱-     مرطوب کننده و دیسپرس کننده ها

۲-     دیسپرس کننده های پلیمری

۳-     همتراز کننده

۴-     ضد کف

۵-     اصلاح کننده های رئولوژی

6-     تثبیت کننده نور UV

7-    افزودنی پلی یورتان

8-    ضد رویه

افزودنی های رنگ عمدتا مواد پلیمری عامل دار با جرم مولکولی نسبتا پائین و با ساختارهای منظم می باشند. عملکرد افزودنی های رنگ به ماهیت شیمیایی وساختار آنها بستگی دارد. عوامل شیمیایی اثرگذار روی ساختار پلیمری افزودنی های رنگ شامل گروه های هیدروکسیل، کربوکسیل، فسفات و یا آمین ها می باشند. ساختار افزودنی های رنگ عمدتا بصورت کوپلیمرهای دسته ای (Block Copolymers) یا پیوندی (Graft Copolymers) می باشند.

افزودنی های رنگ ممکن است غیر یونی یا باردار باشند(بار مثبت یا منفی). نوع بار بستگی به نوع عوامل شیمیایی در ساختار افزودنی های رنگ دارد، برای مثال به کمک عوامل کربوکسیل می توان بارهای منفی در ساختار افزودنی ها ایجاد کرد و با عوامل آمینی بار مثبت در ساختار افزودنی ها ایجاد می گردد. به کمک اطلاعات شیمیایی از قبیل عدد هیدروکسیل، عدد اسیدی و عدد آمینی هر نوع افزودنی می توان به نوع عامل های شیمیایی، نوع بار در ساختار و نوع عملکرد فیزیکی و های رنگ پی برد. منومر های تشکیل دهنده افزودنی های رنگ عمدتا به وسیله پلیمریزاسیون تراکمی، حلقه گشا و یا رادیکالی، بطور منظم به یکدیگر متصل شده تا در نهایت ساختار ویژه ای برای انجام وظیفه خاصی، تشکیل شود. اتصالات شیمیایی در ساختار افزودنی های رنگ می تواند استری ، اتری، یورتانی، اوره ای و یا سیلوکسانی باشد.

در ساخت افزودنی های رنگ چیدمان منظم عوامل شیمیایی در ساختار های پلیمری و رسیدن به جرم ملکولی موثر، اهمیت فراوانی دارد. ممکن است برای تهیه یک نوع از افزودنی، دو یا چند نوع از ساختارهای پلیمری با عوامل شیمیایی متفاوت با نسبت های معین با یکدیگر فرموله شود. بدین ترتیب اجزاء تشکیل دهنده افزودنی جدید عملکرد یکدیگر را تقویت کرده و برای رسیدن به یک عملکرد ویژه مقادیر کمتری در فرمولاسیون رنگ مورد نیاز خواهد بود. در سالهای اخیر این نوع از افزودنی های اهمیت فراوانی پیدا کرده اند.

 افزودنی های مرطوب کننده و دیسپرس کننده

افزودنی های مرطوب کننده و دیسپرس کننده مورد مصرف در صنایع رنگ از لحاظ ساختار شیمیایی و بار در پنج گروه مختلف تقسیم بندی می شوند :

۱-     دیسپرس کننده های غیر یونی بر پایه کوپلیمرهای آکریلیک- پلی اتر

۲-     دیسپرس کننده های های آنیونی بر پایه کوپلیمرهای پلی کربوکسیلیک اسید-پلی اتر

۳-     مرطوب کننده و دیسپرس کننده  های غیر یونی بر پایه کوپلیمرهای دسته ای پلی استر- پلی اتر

۴-     مرطوب کننده و دیسپرس کننده های کاتیونی بر پایه آلیفاتیک پلی آمیدو آمینها

۵-     مرطوب کننده و دیسپرس کننده های کاتیونی بر پایه پلی اتر-آمینو آکریلاتها

تنوع ساختار شیمیایی در این پنج گروه باعث تنوع کاربرد در انواع سیستم های رنگ های پایه آبی و حلالی می شود. بنابراین برای افزا یش دامنه تنوع کاربرد افزودنی های مرطوب کننده و دیسپرس کننده مورد مصرف در صنایع رنگ می توان انواع گریدهای هر کدام از گروه های پنج گانه بالا را توسعه داد.

 افزودنی های همترازکننده

افزودنی های همتراز کننده مورد مصرف در صنایع رنگ، کوپلیمرهای پلی سیلوکسان-پلی اترمی باشند. بخش پلی سیلوکسان در کوپلیمرهای همتراز کننده دی متیل سیلوکسان یا متیل فنیل سیلوکسان است و بخش پلی اتر نیز متوکسی پلی اتیلن اکساید یا متوکسی پلی پروپیلن اکساید می باشد.ساختار کوپلیمرها می تواند بصورت کوپلیمرهای پیوندی یا کوپلیمرهای دسته ای باشد. هر کدام از این ساختارها خواص ویژه ای را دارند و برای انواع کاربرد در صنایع رنگ طراحی و ساخته شده اند. نوع دیگری از همتراز کننده ها با ساختار کوپلیمرهای پلی سیلوکسان-پلی اتر آکریلات اخیرا طراحی و ساخته شده است که هردو عملکرد دیسپرس کنندگی وهمتراز کنندگی را به عهده دارند.

 افزودنی های ضد کف

ساختار افزودنی های ضد کف مورد مصرف در صنایع رنگ عمدتا کوپلیمرهای پلی دی متیل سیلوکسان-پلی اتر خطی با جرم ملکولی پائین می باشند  .

 اصلاح کننده های رئولوژی

اصلاح کننده های رئولوژی ساختارهای شیمیایی متعددی دارند. خواص رئولوژی این نوع افزودنی ها به ساختار شیمیایی آنها بستگی دارد. اصلاح کننده های رئولوژی بر پایه سلولز شامل سلولز اترها، کربوکسیل سلولز ها و آمینو سلولزها هستند. در سالهای اخیر انواع جدیدی از های رئولوژی ساخته شده است که نسبت به انواع سلولزی دارای جرم ملکولی پایین بوده و از طریق پدیده تجمعی باعث تغییر رئولوژی فرمولاسیون انواع رنگها می شوند. این نوع از اصلاح کنندها می توانند بدون بار یا دارای بار منفی باشند. برای مثال هرگاه گرید مناسب از پلی اتیلن گلیکول بوسیله دی ایزوسیاناتهای آلیفاتیک تبدیل به پلیمرهای با انتهای ایزوسیانات شده و با اتصال الکلهای چرب مناسب، نواحی غیر آبدوست به دو انتهای آبدوست پلیمر یورتان اتوکسیله متصل شودساختا رهای پلیمری تشکیل شده دارای بدنه آبدوست در وسط و نواحی غیر آبدوست در دو انتها هستند. این ترکیبات از طریق پدیده تجمعی باعث اصلاح رئولوژی فرمولاسیون های رنگ می شوند

تثبیت کننده نور UV

این افزودنی به صورت مایع می باشد که در فرمولاسیون رنگ به منظور افزایش مقاومت فیلم رنگ در برابر اشعه UV استفاده می شود. این افزودنی بر پایه هیدروکسی فنیل بنزوتیرازول است و در تمام حلال ها امتزاج پذیر می باشد. همچنین برای هر دو پوشش های آب پایه و حلالی استفاده می شود.

افزودنی پلی یورتان

از جمله افزودنی های پلی یورتان شتاب دهنده ها می باشند که در فوم ها، پوشش ها و چسب های پلی یورتان استفاده می شوند. این افزودنی به صورت مایع می باشد و مصرف آن باعث افزایش سرعت ژلاسیون می شود، همچنین موجب می شود سریع تر زمان Tack-free اتفاق افتد. و خواص مکانیکی را نیز در فوم ها بالا می برد.

ضد رویه

این افزودنی در رنگ های هوا خشک و مرکب ها استفاده می شود. هنگامی که حلال رنگ های پایه حلالی از بین میرود موجب می شود که لایه ای از مواد در رنگ باقی بماند. با اضافه کردن این افزودنی در رنگ از تشکیل این لایه بر روی رنگ جلوگیری می شود.

اهمیت اقتصادی مواد افزودنی در رنگ

اگر چه از مواد افزودنی در فرمولاسیون رنگ ساختمانی و رنگ دکوراتیو به مقدار کم  استفاده میشود،ولی مقدار مصرف کل آنها بیش از 350 هزار تن در سال تخمین زده شده است.

اهمیت مواد افزودنی در رنگ ساختمان و رنگ های دکوراتیو را نمیتوان براحتی با مقدار تولید یا فروش یا حجم مصرفی توضیح دادو مهمترین اثر تکنولوژیکی مواد افزودنی بر روی خواص نهایی رنگ ساختمانی و رنگ دکوراتیو دیده میشود.با در نظر گرفتن این مطلب که این خود بهترین توضیح در سهم آن برای افزایش کیفیت پوششها می باشد،این اهمیت هنوز به شکل اقتصادی قابل توصیف نیست.

همانطور که در جدول بالا مشاهده میشود ،وزن مواد افزودنی در رنگها نسبت به مواد دیگر کمتر میباشد.ولی قیمت مواد افزودنی نسبت به متوسط قیمت مواد مصرفی در رنگ ساختمانی و رنگ دکوراتیو بیشتر میباشد.باوجود بر این،مواد افزودنی سهم کمی در قیمت کل رنگ های ساختمانی و رنگ های دکوراتیو  و پوششها دارند.

در گذشته مواد افزودنی رنگ جز فرمولاسیون اصلی رنگ ساختمان و رنگ دکوراتیو نبوده و معمولا بعنوان مواد اضافی موضعی یرای اصلاح رنگ ساختمانی و رنگ دکوراتیو،به غیر از مشخصاتی که مورد نظر بوده استفاده میشد.به تدریج این تصور تغییر کرد،وامروزه مواد افزودنی در بسیاری از موارد بعنوان جز مکمل فرمولاسیون مواد رنگی است و از ابتدای ساخت رنگ ساختمان و رنگ دکوراتیو  در یک نسخه رنگ گنجانده میشود و برای فرمول نویس رنگ ساختمان و رنگ دکوراتیو یک ضرورت است. 

برگرفته از وب سایت:

WWW.UnionPigments.Com