مواد شیمیایی مصرفی در تهیه رزین های آلکیدی

رایج ترین مواد اولیه رزین های آلکیدی عبارتند از: الکلهای پلی هیدریک، اسیدهای چند ظرفیتی، اسیدهای چرب و روغنها.

الف- الکلهای پلی هیدریک (دو یا چند ظرفیتی)

الکلهایی که دارای دو یا چند عامل هیدروکسیل(OH) هستند پلی ال نام دارند. گروه هیدروکسیل عامل فعال الکلها می باشد. بنابراین یک مولکول الکل هرچه تعداد هیدروکسیل بیشتری داشته باشد فعالیت و عاملیت آن الکل بیشتر است. متداولترین الکلهای پلی هیدریک مورد استفاده در ساخت رزین الکید عبارتند از:

1-گیلیسیرین

گلیسیرین مایعی است با گران روی زیاد، که نوع صنعتی آن گلیسیرول نامیده می شود. این الکل، پلی ال اصلی در ساخت الکید رزینها بوده که با وجود سه عامل هیدروکسیل دارای عاملیت کمتر از سه است (به علت داشتن یکی از عوامل –OH در وسط مولکول).

2-پنتااریتریتول

دارای چهار عامل هیدروکسیل (-OH) یعنی عاملیت چهار بوده که از لحاظ اهمیت بعد از گلیسیرین قرار دارد و به سه نوع منو پنتا، دی پنتا و تری پنتا وجود دارد اما در اصل منو پنتا نوعی است که از همه بیشتر مصرفف می شود. البته در بیشتر موارد پنتا اریتریتول همراه با گلیسیرین و اتیل گلیکول، برای کاهش خطر ژل شدن و ازدیاد حلالیت رزین به کار می رود. پنتا اریتریتول، گران روی رزین را بالا می برد، زمان خشک شدن را کوتاه می کند. در مقابل حرارت و زردی مقاومت بیشتری نشان می دهد و از قلمخوری بسیار عالی برخوردار است. از پنتا اریتریتول برای بالا بردن وزن مولکولی استفاده می شود.

3-سوربیتول

با شش عامل هیدروکسیل عاملیت برابر با سه دارد و این به علت از دست دادن مولکول آب و تشکیل پیوند اتری است. مانند گلیسیرین دارای گران روی بالایی است و در دمای استری شدن الکید، (یعنی 260- 219 درجه سانتیگراد) آب زدایی می شود، به مقدار کم با پنتا اریتریتول به کار می رود.

4-تری متیلول اتان

دارای عاملیت سه است و در مقایسه با گلیسیرین زمان خشک شدن رزین را کوتاه تر، سختی، شفافیت و مقاومت آن بیشتر می کند.

5-تری متیلول پروپان

دارای عاملیت سه است و در مقایسه با گلیسیرین گران روی رزین را کم و رنگ آن را بهتر می کند. در ضمن سختی ومقاومت رزین را نیز افزایش می دهد.

الکلهای پلی هیدریک دیگری مانند، دی پروپیلن گلیکول، تری متیلول متان، اتیلن، پروپیلن و نئوپنتیل گلیکول برای استفاده از الکیدهای اصلاح شده با روغن پیشنهاد شده اند ولی مقدار مورد استفاده آنها از نظر تجارتی نسبت به گلیسیرین و پنتا اریتریتول هنوز خیلی پایین است.

ب- اسیدهای چند ظرفیتی

اسیدهای چند ظرفیتی که معمولا ً برای تهیه الکیدها بکار می روند عبارتند از:

1-انیدرید فتالیک             2- انیدریک مالئیک                 3- اسید فیوماریک

4- اسید مالئیک              5- اسید سباسیک                    6- اسید آدپیک

7- اسید سوکسنیک          8- اسید آزلائیک                    9- اسید ایزوفتالیک

حال به شرح تعدادی از اسیدهای چند ظرفیتی می پردازیم:

1-انیدرید تالیک

یکی از مهمترین پلی اسیدهایی است که در ساخت رزینهای آلکید به کا می رود. صفات بسیار عالی به پلیمر می دهد، ضمنا ً از نظر قیمت بسیار ارزان و مقرون به صرفه است و به این دلیل پر مصرفترین اسید می باشد.

2-انیدرید مالئیک

معمولا ً به مقدار بسیار کم جایگزین انیدرید فتالیک می شود تا سرعت واکنش را افزایش دهد، این عمل باعث افزایش گرانروی و سختی رزین می شود. بخارات حاصل از انیدرید مالئیک محرک و سوزآور است لذا برای قسمتهای مخاطی بدن انسان ضرر دارد، به همین خاطر باید دور از محل کار و انبارهایی که دارای دستگاه تهویه هستند نگهداری شود.

3-اسید فوماریک

برای ایجاد خواص بهتر، از اسید فوماریک به جای انیدرید مالئیک در ساخت رزینهای الکید استفاده می شود.

4-اسید مالئیک

انیدرید مالئیک و اسید مالئیک و اسید فوماریک به عنوان اسیدهای چند ظرفیتی در پوشش های کم ارزش بکار می روند. البته از نظر رنگ، استحکام، چسبندگی، برق و دوام خارجی با الکیدهای انیدرید فتالیک قابل قیاس نیستند. غالبا ً اسیدهای مالئیک و فوماریک به جای قسمتی از انیدرید فتالیک در رزینهای الکید مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا این اسیدها با اسیدهای چرب اشباع نشده واکنش می کنند و عاملیت کلی سیستم را بالا می برند.رزینهایی که در آنها به جای قسمتی از انیدرید فتالیک از اسید مالئیک و فوماریک استفاده شده است، سریعتر خشک می شوند و فیلم سخت تری تولید می کنند. همچنین به علت چسبندگی بالا و مقاوم بودن در مفابل آب و مواد قلیایی دارای مقاومت و دوام خارجی بیشتری هستند.

ج- اسیدهای چرب و روغنها

روغنهای گیاهی مانند دانه سویا یا روغن سویا از روغنهایی هستند که سابقه استفاده تاریخی طولانی دارند. پیش از تجارتی شدن اسیدهای چرب یک ظرفیتی نظیر اسیدهای چرب تال، سویا، لوریک و نارگیل، روغنها تنها منبع اسید چرب برای تهیه الکیدها بوده اند.

اسیدهای چربی که بیشترین مصرف را د ساخت رزینهای الکید دارند عبارتند از:

1-اسیدهای چرب سینتیک اشباع

2-پلارگونیک

3-ایزو دکانوئیک

4-ایزو اکتانوئیک

5-اتیل هگزانوئیک

تعداد و نوع باندهای غیر اشباع در اسید چرب خشک شونده تعیین کننده خواص نهایی الکید می باشد. روغنهای حاوی پیوند سه گانه، نسبت به ترکیبات دارای پیوند دوگانه از نظر خواص رنگ، سرعن خشک شدن و سختی فیلم از ویژگی های بالاتری برخوردار هستند. ضمنا ً سیستمهای کونژوگه بهترند و سیستمهای با یک پیوند دوگانه و فاقد پیوند دوگانه (اشباع) تمایل اندکی به خشک شدن نشان می دهند.

اگر یک روغن با اسید چرب ارزش یدی 135- 125 یا بیشتر داشته باشد، نشان دهنده این است که حدود 5/1 پیوند دوگانه در فرمول آن وجود دارد که از نظر خشک شدن خواص رضایت بخشی به الکید می دهد. در میان روغنها، تانگ و کرچک آبزدایی می شوند و دارای بهترین زمان خشک شدن هستند. روغنها و اسیدهای چرب با ارزش یدی بیشتر خواص خشک شدن، سختی و برق بهتری به پوشش فیلم می دهند.

اصلاح کننده های رزین الکید

در خلال تهیه الکید غیر از مواد اولیه اصلی آن، یعنی الکل پلی هیدریک اسید، چند ظرفیتی و اسید چرب یا روغن، به منظور دستیابی به بعضی کیفیات خاص، از مواد شیمیایی دیگری در ساختمان الکید استفاده می شود که آنها را تحت عنوان اصلاح کننده های رزین الکید می شناسیم. تعدادی از اصلاح کننده ها خودشان جزء مواد اولیه الکید می باشند، اما استفاده از آنها عملا ً موجب اصلاحات قابل توجهی در خصوصیات رزین می گردد.

مقدار اصلاح کننده ها ممکن است به دلایل اقتصادی یا مورد توجه بودن یک ویژگی الکید حتی تا 40% کل مواد اولیه رزین برسد. اما مقدار معمول آنها بین 10 تا 25 درصد است.