مقدمه

پوششهای آلکیدـ آکریلیک آب پایه به دلیل داشتن خواص مثبت رزین آلکید )نفوذپذیری، چسبندگی مناسب روی سطوح چوب، براقیت زیاد، پخت خوداکسایشی، قابلیت شبکه ای شدن و ارزانی( و آکریلیک )مقاومت محیطی و شیمیایی خوب، خشک شدن سریع و تثبیت کننده رنگ( از پوششهای جالب توجه هستند که به روش پلیمرشدن ریزامولسیونی تهیه میشوند. از طرفی با توجه به محدودیت-های قانونی اعمال شده در استفاده از ترکیبات آلی فرار(VOC)در محصولات، بویژه در پوششهای سطح، توجه پژوهشگران به سمت سامانه های پوششی آب پایه جلب شده است. رزینهای محلول در حلالهای نفتی باعث آلودگی محیط زیست و هدر رفتن منابع هیدروکربنی در حین عملیات پوششدهی و رنگ آمیزی میشوند. جایگزینی حلالهای نفتی با آب متضمن آب پایه نمودن رزینهای بکار رفته در فرمولاسیون رنگها میباشد

چکیده

آب پایه نمودن رزین پرکاربرد آلکید با مونومرهای غیراشباع آکریلیک و غیره در شرایط بهینه از اهمیت بالایی برخوردار است. رزین آلکید/آکریلیک آبپایه توسط روش پلیمریزاسیون مینی امولسیونی با استفاده از سامانه ی آغازگرهای اکسایشی- کاهشی در دمای محیط تهیه می شوند. با توجه به اینکه واکنش پلیمرشدن رادیکالی انواع مونومرهای غیراشباع آکریلیک و غیره در حضور رزین آلکید در دمای محیط انجام میشود نیاز به انرژی حرارتی و تجهیزات گرانقیمت نمیباشد و این امر از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه می باشد. رزین آلکید/آکریلیک حاصله به دلیل دارا بودن خواص مثبت هر دو رزین آلکید و آکریلیک در فرمولاسیون رنگهای آبپایه و انواع پوششها قابل استفاده و فاقد خطر زیست محیطی می باشد

تهیه رزین آلکید اکریلیک آب پایه:

برای تهیه رزین آلکید/آکریلیک آب پایه روشهای مختلفی بکار گرفته شده است. یکی از این روشها استفاده از آغازگرهای اکسایشی-کاهشی رادیکالها است که به سرعت و در دمای محیط ایجاد میشوند و پلیمر شدن خیلی سریع انجام میشود. بدلیل انجام واکنش پلیمر شدن در دمای محیط برای تهیه این رزین نیازی به تجهیزات جدید و گرانقیمت نمیباشد و از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است. لازم به ذکر است رزین حاصله بدلیل آب پایه بودن فاقد خطرات زیست محیطی و در انواع کاربردها قابل استفاده میباشد. بهینه نمودن تمام اجزای پلیمریزاسیون مینی امولسیونی، استفاده از سامانه آغازگرهای اکسایشی/کاهشی همراه کاتالیزور فلزی و عامل کیلیتساز و انجام واکنش پلیمرشدن رادیکالی مینی امولسیونی در دمای محیط و دستیابی به لاتکس آلکید/آکریلیک آبپایه با خواص مطلوب از نوآوری این روش میباشد.

موارد کاربرد:

لاتکس آلکید/آکریلیک آب پایه با خواص مطلوب درفیلمها و پوششهای قابل استفاده ی صنعتی، جایگزین لاتکس آکریلاتها، استاتها، استایرن-دی وینیل بنزن و غیره در فرمولاسیون رنگهای آب پایه، مورد استفاده قرار میگیرد.

رزین آلکید/آکریلیک آب-پایه طی دو مرحله زیر تهیه می شود

  • آماده کردن مینی امولسیون
  • پلیمر شدن نمونه ها

مرحله۱- آماده کردن مینی امولسیون

ابتدا کمک پایدارکننده امولسیون از نوع ترکیبات آبگریزامولسیون کننده آنیونی و عامل بافردر مقدار محاسبه شده ای از آب مقطر حل و به مدت ۴۰-۵ دقیقه با همزن مغناطیسی در دمای اتاق همزده شدند. سپس به فاز آلی (رزین آلکید ، عامل شبکهای کننده دیآکریلاتی، مونومرهای آکریلیک، استیرن و غیره ) اضافه شده و پس از مدت ۱۲۰-۵ دقیقه اختلاط، مخلوط حاصل به مدت ۹۰-۰ دقیقه تحت همگن ساز اولتراسونیک(امواج فراصوت) قرار گرفته و در نهایت یک مینی امولسیون پایدار روغن در آب تهیه می شود.

مرحله ۲ :پلیمر شدن نمونه ها

برای انجام واکنش پلیمر شدن نمونه ها از یک راکتور شیشه ای یک لیتری مجهز به کندانسور، همزن الکتریکی(همراه با پره لنگری)، ورودی نیتروژن، ورودی تغذیه مواد، ورودی دماسنج برای کنترل دمایی، شیر خروجی و حمام گردش دهنده آب استفاده می شود. پس از برقراری جو خنثی داخل راکتور مینی امولسیون آماده شده به راکتور منتقل می شود. برای شروع واکنش پلیمر شدن از آغازگرهای اکسایشی-کاهشی(عامل:اکسنده/کاتالیزور فلزی/کیلیتساز/کاهنده) به صورت جداگانه به راکتور تزریق می شوند. پس از اضافه کردن آغازگر واکنش به مدت ۱۰-۱ ساعت ادامه می یابد. مجموعه آزمایشهایی جهت بهینه شدن پارامترهای مختلف و دستیابی به فرمولاسیون بهینه و خواص مطلوب رزین آلکید/آکریلیک آبپایه، در دمای محیط انجام می شود

مزیتهای رزین های آلکید/اکریلیک عبارتند از:

۱-آب ارزان قیمت و بدون خطر زیست محیطی جایگزین حلال نفتی شده است.

۲- به دلیل انجام واکنش در دمای محیط نیازی به تجهیزات جدید و گرانقیمت نمیباشد

۳-برای تهیه این رزین از مصرف انرژی جلوگیری میشود واین امر از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه می باشد

۴-لاتکس آلکید/آکریلیک حاصله با دارا بودن اندازه ذرات نانومتری، پایداری بیش از ۹ ماه، تشکیل فیلم پیوسته و یکنواخت قابل استفاده در انواع کاربردها میباشد.

۵-این رزین، با هزینه پایین قابل تولید میباشد

۶-لاتکس حاصله دارای درصد ناچیزی مونومر آزاد باقیمانده میباشد که این امر منجر به بهبود خواص لاتکس میشود

۷-پوششهای حاصله از این روش مقاومت به زردگرایی بالایی دارند.

۸-به دلیل استفاده ازمونومرهای آکریلیک و سایر مونومرهای غیر اشباع مناسب سرعت خشک شدن رزین حاصله بالا بوده و سریعا قابل بهره برداری میباشد.

۹-پوششهای حاصل از این رزین، مقاومت بالایی در برابر آب، اسید و باز، مواد شیمیایی و محیط دارند

منابع:

مجله علوم و تکنولوژی پلیمر، سال بیست و چهارم، شماره ۲، صفحه ۱۵۲-۱۴۱ ،۱۳۹۰ ۳۲۵۵-۱۰۱۶: ISSN

تهیه رزین آلکید/آکریلیک آبپایه در دمای محیط پدیدآورنده: دکتر علی اکبر یوسفی شیرین مددی و پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

نویسنده : سمیرا دمن پیما (کارشناس ارشد شرکت سفیدبام کرمانیان شیمی آزمایشگاه )

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگو شرکت کنید؟
نظری بدهید!

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *