معرفی رنگ پودری

معرفی رنگ پودری

معرفی رنگ های پودری الکترو استاتیک پوشش های پودری
پوشش های پودری گرما سخت اولین بار در اوایل دهه 50 میلادی در ایالت متحده امریکا ظهور یافتند که صرفاً عبارت بودند از:پودر رزین اپوکسی، پیگمنت و چند ماده افزودنی دیگر که همگی در مخلوط کن هایی با تیغه Z شکل و یا آسیاب گلوله ای مخلوط و همگن می گردیدند.در سال 1961 یک موسسه آلمانی از اکسترودر همراه با حرارت برای تولید پیوسته خمیر رنگ پودری استفاده کرد که این روش ، با وجود سرعت کند واکنش رزین های موجود آن زمان ، پیشرفت بزرگی در جهت افزایش سرعت و حجم تولید محسوب می شد.
در آن زمان روش کاربردی رنگ های پودری تنها با روش بستر سیال (F.B) بود که در این روش قطعه مورد نظر ابتدا تا دمای مشخصی داغ می شد و بعد در داخل حمامی از پودرهای معلق در هوا فرو برده می شد و در نتیجه پوشش ضخیمی از پودر بر روی سطح می نشست.این روش بسیار گران تمام می شد و کاربرد آن به موارد خاصی مانندعایق کاری و یا ایجاد پایداری در برابر خوردگی محدود می شد.
در طی همان سال روش الکترواستاتیک برای رنگ آمیزی با رنگ های پودری توسط کمپانی شل(shell) در انگلستان ابداع گردید و از سال 1962 هم زمان با شروع استفاده از این روش ، طی 10 سال رشد بسیار زیادی در صنعت تولید رنگ های پودری مشاهده شد بطوریکه در مقایسه با سایر صنایع نوپا چشم گیر بود.
با وجودیکه مصرف رنگ های پودری پایه اپوکسی رشد سریعی داشت اما این پوشش دارای معایبی بخصوص برای وسایل بیرون از منزل بود، از جمله اشعه ماوراء بنفش خورشید از براقیت آن می کاست و باعث ترک خوردگی لایه پوشش می شد.به همین دلیل بسیاری از موسسات شیمیایی تحقیق بر روی رزین هایی با کارایی بالاتر را شروع نمودند و اکثر تحقیقات در زمینه رزین های پلی استر و اکرلیک به علت خصوصیات ویژه آنها صورت گرفت. رنگ های پودری بر پایه رزین پلی استر برای اولین بار در سال 1969 به بازار عرضه شد که از پلی استرهایی با زنجیره بلند هیدروکسیله تهیه شده بود و پخت آنها در کوره ای با دمای 300 درجه و به مدت 20 دقیقه صورت می گرفت.
مشکل عمده این نوع پوشش ها تولید گاز طی فرایند پلیمریزاسیون در مرحله پخت می باشد. به این صورت که طی عمل سخت شدن لایه رنگ در اثر واکنش های تراکمی گاز ایجاد می شود و بر اثر سخت شدن سریع سطح بیرونی لایه رنگ، گاز در داخل لایه حبس شده و باعث ایجاد نا همواری در سطح و گاهی نیز باعث ایجاد حفره و سوراخ های ریز و متعدد در سطح پوشش می گردد.از سال 1972 نسل دوم رزین های پلی استر ظاهر شدند، این رزین ها دارای گروه عاملی اسیدی بودند و برای کاربرد درپوشش های پودری مناسب تر به نظر می رسیدند چون مشکل تولید گاز در آنها کمتر بود.
اولین پوشش های پودری پلی استری با پخت سریع در سال 1974 به بازار عرضه شد و از سال 1976 استفاده از آن گسترش زیادی یافت.در سال 1983 بعد از مطرح شدن مشکل سمی بودن برخی از مواد اولیه، اولین رنگ پودری پلی استری بدون TMA(Trimellitic anhydride) به بازار عرضه شد.پوشش های پودری اکرلیک در ژاپن بیشتر مورد توجه قرار گرفت و سعی می شد که از این نوع رزین پوششی تهیه شود که جایگزین رنگ های مایع آلکید-ملامین گردد.
این نوع پوشش ها اگرچه در خاور دور با اقبال روبرو شد ولی در اروپا و امریکا مورد توجه واقع نشد. علت آن گران قیمت بودن این نوع پوشش های پودری در مقایسه با سایر انواع و نیز عادت کردن بازارمصرف اروپا به رنگ های اپوکسی، پلی استری و هیبریدی بود که باعث شد پوشش های اکرلیک با وجود کیفیت خوب با استقبال روبرو نشود.
انواع پوشش های پودری:
بطور کلی پوشش های پودری گرماسخت را بر اساس نوع رزین می توان به گروه های زیر تقسیم نمود:
1-اپوکسی:که متشکل از رزین های اپوکسی است که به وسیله رزین های فنلی پخت می شود.
2-پلی استر-پلی اپوکسی(TGIC):از رزین های پلی استر و یک سخت کننده پلی اپوکسی مثل (TGCI) ساخته می شود.
3-هیبرید:از رزین های اپوکسی و پلی استر با نسبت های مختلف تهیه می شود و هر رزین برای دیگری نقش سخت کننده را دارد.
4-پلی اورتان:از نوع خاصی از رزین های پلی استر یا اکرلیک که با ایزوسیانات سخت می شود تهیه می گردد.
5-اکرلیک: متشکل از رزین اکرلیک به همراه سخت کننده پلی ایزوسیانات و یا پلی کربوکسیلیک اسید می باشد .
مزایای استفاده از پوشش های پودری:
در سال های اخیر ضرورت ساخت محصولاتی که طی فرایند و مصرف، آلودگی کمتری را برای آب و هوا و محیط زیست داشته باشند، پیوسته رو به افزایش است.یکی از دلایل افزایش میزان مصرف پوشش های پودری نیز همین موضوع می باشد.عدم استفاده از ترکیبات آلی فرار و حلال های آلی، حداقل گازهای خروجی از کوره به هنگام پخت ، کم بودن ضایعات و دور ریز هنگام فرایند تولید و مصرف،عاری بودن از فلزات سنگین و غیر سمی بودن این محصولات همگی دلایلی هستند که رنگ های پودری را از نظر زیست محیطی یک پوشش برتر معرفی می کند .
علاوه بر مزایای زیست محیطی مزایای فنی پوشش های پودری سبب گرایش زیادی به مصرف این نوع پوشش در صنایع شده است:
1-آماده مصرف است:پودرهاییکه امروزه در بازار عرضه می شود، بلافاصله و بصورت تحویل شده قابل استفاده است و نیازی به مواد افزودنی، هم زدن، رقیق کردن، تنظیم غلظت و... ندارد و بدین ترتیب در وقت و همچنین استفاده از لوازم و مواد و نیز هزینه صرفه جویی می شود .
2-با خواص متنوع تولید می گردد: طیف وسیعی از انواع رنگ های پودری برای سطوح خاص و با خواص ویژه امروزه قابل طراحی و ساخت است و در دسترس مصرف کنندگان قرار دارد.بطوریکه کلیه نظرات مصرف کنندگان اعم از سختی، میزان براقیت، مقاومت در برابر خوردگی، لبه پوشی خوب، همگونی سطح و... تامین شده است.بعلاوه امروزه رنگ های پودری با براقیت بین 5 تا 95 درصد قابل طراحی بوده ونیز رنگ هایی با خواص ویژه مثل رنگ های متالیک، چکشی، چروکی، چرمگون، شفاف ورنگی زیر نما از سوی شرکت های تولید کننده در دسترس مصرف کنندگان قرار گرفته است.
3-مقرون به صرفه است:اگرچه دستگاه های پاشش رنگ های پودری گرانقیمت تر از دستگاه های پاشش رنگ مایع هستند ولی در دراز مدت رنگ های پودری به علت پرت ناچیز و بازیافت پودر با صرفه تر است.
4- خطر آتش سوزی کمتر است: از آنجاییکه پوشش های پودری حاوی حلال نیستند به میزان قابل توجهی از احتمال آتش سوزی کاسته می شود.بعلاوه طی فرایند تولید و مصرف پوشش های پودری هیچ گونه ماده آتشگیری وجود ندارد و این خود باعث کاهش هزینه تجهیزات اطفاء حریق و بیمه می گردد.
5- تبخیر حلال وجود ندارد: در واقع هیچ نوع ماده گرانقیمتی در بکارگیری این نوع پوشش دور ریخته نمی شود و نیز حلالی وجود ندارد که تبخیر گردد که البته این موضوع در راستای رعایت قوانین محیط زیست در مورد عدم تخلیه مواد شیمیایی در محیط می باشد. همچنین طی تولید و استفاده از رنگ های پودری هیج گونه ماده فراری بصورت بخار از طریق بینی و دهان وارد بدن نمی شود و بدین ترتیب مشکل مسمومیت حاد یا مزمن ناشی از استنشاق بخارات سمی منتفی است و با استفاده از ماسک احتمال ورود پودر به بینی نیز به حداقل می رسد.
6- زمان کمتر برای پوشش دهی: در پوشش های پودری با یک بار پاشش رنگ، لایه ها با ضخامت دلخواه و سطحی یکنواخت حاصل می شود. پوشش پودری به عنوان پوشش های تک لایه بکار می روند و قطعه مورد نظر فقط یک بار وارد اتاقک رنگپاشی می گردد و یکبار از کوره عبور می کند و بدین ترتیب در فضا و زمان لازم برای کاربری صرفه جویی می شود.
مزایای اقتصادی پوشش های پودری:
1-کاهش قطعات مرجوعی: بسیاری از شرکت های تولیدی که طی سال های اخیر خط رنگ آمیزی قطعات خود را از رنگ مایع به پودری تغییر داده اند، اذعان می دارند که گاهی تا 15 درصد از محصولاتی که با رنگ های مایع رنگ آمیزی شده بودند، به علت داشتن ایراد رنگ مرجوع می شدند، حال آنکه این نسبت در مورد رنگ پودری تا 1%کاهش پیدا کرده است.
2-کاهش هزینه بسته بندی:از آنجاییکه پوشش های پودری مقاومت بسیار خوبی در برابر خراشیدگی و بطور کلی عوامل مکانیکی دارند، لذا بسته بندی و نگهداری قطعات رنگ شده ساده تر است.
3-صرفه جویی در مصرف مواد
4-افزایش سرعت تولید:اکثر واحد هایی که خط رنگ آمیزی خود را به رنگ های پودری تغییر داده اند متوجه شده اند که افزایش قابل توجهی در سرعت تولید ایجاد شده است و زمان تولید نیز به همان نسبت کاهش یافته است.
5-صرفه جویی در مصرف انرژی و سوخت:قیمت سوخت امروزه یک عامل مهم برای واحدهای صنعتی و تولیدی می باشد و بسیاری از واحدها ترجیح می دهند که به منظور کاهش هزینه سوخت ، خط خود را از مایع به پودر تغییر دهند.
بازار مصرف رنگ های پودری
امروزه همه دنیا به ویژه در غرب مصنوعات بیشماری را می توان یافت که با رنگ های پودری پوشش داده شده باشند.پنج گروه عمده از صنایع، مصرف کننده رنگ های پودری محسوب می شوند که عبارتند از:
1-سازندگان لوازم خانگی با ابعاد بزرگ مانند یخچال های صنعتی و خانگی، فریزر ها ،ماشین لباسشویی،خشک کن های دوار، کولرها و خنک سازها، هواکش و هود، رادیاتورها، اجاق گاز و ... در اغلب این مصنوعات از رنگ اپوکسی –پلی استر بصورت هیبرید برای پوشش استفاده شده است. این نوع پوشش پایداری خوب و براقیت قابل قبولی دارد وتا سال 1996 حدود 42% از این صنایع از پوشش پودری استفاده کرده اند وپیش بینی می شود که طی 10 سال آینده این رقم به 70% برسد.
2-مبلمان فلزی،قفسه بندی، پایه های تختخواب فلزی، تابلو ابزار، تابلوهای کنترل، تجهیزات آتش نشانی،تجهیزات بیمارستانی،دیوارها و جدا کننده های فلزی.این گروه از نظر میزان مصرف رنگ پودری در رتبه دوم می باشند و در حدود 25% از این صنایع از رنگ پودری بهره می گیرند. این رقم میتواند تا 45% افزایش یابد .
3-سازندگان قطعات خودرو:در حال حاضر 20% از این صنایع تحت پوشش رنگ های پودری می باشد.تولیدات این صنعت به دو گروه عمده تقسیم می شود:
الف)تجهیزات زیر بدنه مثل فنرها، قطعات فرمان، شاسی و... که با پوشش اپوکسی مات پوشیده می شوند .
ب)قطعات بیرونی مثل رینگ ها، آینه و قاب شیشه،تیغه های برف پاک کن و...که به وسیله سامانه پلی استر-TGIC مشکی براق پوشیده می شود.
4-سازندگان ماشین آلات صنعتی و کشاورزی:در حدود 16% از این گروه صنعتی از رنگ های پودری استفاده می کنند که انتظار می رود این رقم طی 10 سال آینده به 35% برسد.به علت تنوع محصولات این گروه انواع رنگ های پودری در آن بکار گرفته می شود.تنها نکته قابل توجه این است که در مورد اجسامی با حجم بزرگ مانند بدنه تراکتور به علت افت شدید دمای کوره باید از پودرهایی استفاده کرد که زمان پخت آنها طولانی باشد تا افت دما در طی عمل پخت جبران شود.
5-صنایع تولیدی محصولات فلزی متفرقه:تولیدات این گروه عبارتند از تجهیزات معماری، مبلمان باغ، نرده باغ، درب گاراژ، پایه لوستر و لامپ.حدود 20% از این صنایع از رنگ های پودری استفاده می کنند و عموماً به خاطر اینکه همگی خارج از منزل بکار برده می شوند از پوشش بر پایه پلی استر-TGIC استفاده می کنند، رشد این صنعت انتظار می رود سالانه 10% باشد.
گزیده ای از مقاله پوشش های پودری
مجله صنعت رنگ و رزین شماره 5
ماخذ: The science of powder coating(vol.1)
By David A.Bate Bsc.(Hons)

برچسب‌ها: رنگ پودری الکترواست