پوشش رزین اکریلیک

رزین های اکریلیک مواد پلیمری هستند که حاوی مونومرهای اکریلیک به صورت محلول، محلول یا جامد هستند. این مونومرها معمولاً جو اکریلیک، اسیدهای متاکریلیک یا مشتقات آنها هستند و می توانند با گروه های شیمیایی مختلف (گروه های R) فعال شوند. مونومرهای دیگر را می توان در زنجیره های پلیمری ادغام کرد تا رزین هایی با خواص متفاوت یا هزینه کمتر بدست آورد. آنها معمولا در بسیاری از کاربردهای مختلف، از پارچه های صنعتی مبتنی بر آب و روغن گرفته تا پارچه های معماری استفاده می شوند. در مقاله زیر با دسته بندی اصلی رزین های اکریلیک، انواع مختلف و الزامات انتخاب بهترین محصول برای طرح خود بر اساس کاربرد نهایی بیشتر آشنا شوید.

رزین اکریلیک چیست؟

رزین اکریلیک یک ماده پلیمری (محلول، پراکندگی یا جامد) حاوی مونومرهای اکریلیک است. این مونومرها معمولاً استرهای اسیدهای اکریلیک، متاکریلیک یا مشتقات آنها هستند و می‌توانند در حضور گروه‌های شیمیایی مختلف (گروه‌های R) فعال شوند. مونومرهای دیگری نیز می توانند در زنجیره های پلیمری گنجانده شوند تا رزین هایی با خواص متفاوت و هزینه کمتر تولید کنند.

به طور کلی رزین های اکریلیک مقاومت شیمیایی و فتوشیمیایی خوبی از خود نشان می دهند. آنها معمولا در بسیاری از کاربردهای مختلف، از پوشش‌های صنعتی حلال و آب گرفته تا پوشش‌های معماری استفاده می‌شوند.

پارامترهای کلیدی رزین اکریلیک:

◆ Tg (دمای انتقال شیشه ای)

Pol وزن مولکولی پلیمر

♦ توزیع وزن مولکولی پلیمر

این پارامترها بر خواص رزین (ویسکوزیته، پراکندگی ...) و فیلم / پوشش نهایی به دست آمده (انعطاف پذیری / سختی ...) تأثیر می گذارد.

دسته های اصلی رزین های اکریلیک

با توجه به ساختار، رزین های اکریلیک را می توان به 2 دسته مختلف تقسیم کرد: رزین های اکریلیک خالص و رزین های کامپوزیت که حاوی مونومرهای اضافی نیز هستند.

اینها فقط مونومرهای اکریلیک هستند. گونه های مختلف (گروه های R) با هر مونومر امکان پذیر است. رایج ترین آنها عبارتند از:

♦ اتم های هیدروژن ساده که منجر به تشکیل گروه های کربوکسیل در پلیمر می شود.

♦ ترکیبات غیر واکنشی، مانند زنجیره های آلکیل که فقط حاوی کربن و هیدروژن هستند. این قسمت از واکنش با سایر ترکیبات جلوگیری می کند و شیمی دینامیکی رزین را بهبود می بخشد.

♦ گروه‌های واکنش‌دهنده حاوی عوامل هیدروکسی هستند که می‌توانند با عوامل ایزوسیانات، ملامین یا گلیسیدیل (گروه‌های اپوکسی)، با آمین‌ها، اسیدهای کربوکسیلیک و غیره واکنش دهند. همچنین این گروه ها امکان اتصال (پیوند متقاطع) بین زنجیره های پلیمری را برای ایجاد مواد پلیمری قوی فراهم می کنند.

گروه های عملکردی مختلف بر خواص رزین، استفاده از آن در کاربردهای مختلف و خواص نهایی فیلم/پوشش حاصل تأثیر می گذارند. عملکرد H و در نتیجه وجود گروه های کربوکسیل می تواند چسبندگی بستر را بهبود بخشد. برخی از گروه های کربوکسیل به حل شدن رزین در آب کمک می کنند.

مونومرهای مختلفی را می توان به پلیمر اکریلیک اضافه کرد تا رزینی با خواص ویژه به دست آورد یا هزینه آن را کاهش داد.

انواع رزین های اکریلیک

استایرن پرمصرف ترین رزین اکریلیک است و رزین حاصل به نام استایرن اکریلیک شناخته می شود. مونومر استایرن بسیار ارزان تر از مونومر اکریلیک است. آنها برای بهبود مقاومت در برابر آب و مقاومت قلیایی و همچنین افزایش سختی شناخته شده اند. با این حال، رزین های استایرن اکریلیک اغلب از تغییر رنگ زرد و گچی رنج می برند، که مشکلی است که کاربردهای بالقوه آنها را محدود می کند.

انواع رزین های اکریلیک سیماب رزین

رزین اکریلیک انواع مختلفی دارد از جمله:

1. Thermoplastyske acrylharsen

2. ارائه شبکه

3. لاتکس اکریلیک

تمایز بیشتری را می توان بین رزین های اکریلیک مبتنی بر حلال، که در آن رزین در یک حلال یا مخلوط حلال حل می شود، و رزین های مبتنی بر آب، که در آن رزین در آب فرموله می شود، ایجاد کرد. یک کلاس بسیار ویژه از رزین های پایه آب، توری ها هستند، امولسیون های ساخته شده از رزین اکریلیک که پس از تبخیر آب در برابر آب مقاوم می شوند.

1. رزین های اکریلیک ترموپلاستیک

در رزین های ترموپلاستیک، پلیمرهایی که رزین را تشکیل می دهند، فاقد گروه های واکنشی هستند. بنابراین زنجیره های پلیمری (شبکه ها) در این رزین به هم متصل نیستند. برای بهبود تعامل بین زنجیره های پلیمری مختلف، از پلیمرهای با وزن مولکولی بالا استفاده می شود.

رزین های ترموپلاستیک معمولا نرم هستند و با افزایش دما تغییر شکل می دهند. این ویژگی باعث می شود این رزین ها کاندیدای ایده آل برای برخی فرآیندهای صنعتی مانند قالب گیری تزریقی، قالب گیری فشرده سازی یا اکستروژن باشند. کاربرد اصلی این رزین ها در صنعت جوهر و چسب می باشد.

2. رزین شبکه

رزین های شبکه را می توان برای بهبود فعل و انفعالات شیمیایی بین زنجیره های مختلف پلیمری پخت. پخت، که می تواند منجر به ساختارهای پلیمری پیچیده تر و در نتیجه مواد قوی تر شود، می تواند در شرایط مختلف رخ دهد که عمدتاً به گروه عاملی موجود در پلیمرها بستگی دارد. هنگامی که گروه های واکنشی وجود دارند، رزین های اکریلیک را می توان با اجازه دادن به تعامل بین دو زنجیره پلیمری مختلف به هم متصل کرد. این می تواند تحت شرایط خاصی اتفاق بیفتد، به عنوان مثال در یک دمای خاص یا زیر نور UV. همچنین ممکن است یک کاتالیزور برای ترویج و تسریع واکنش شیمیایی اضافه شود.

تفاوت بین دو نوع سیستم اتصال مختلف:

♦ رزین های دارای پیوند متقاطع خارجی، که به یک عامل پخت نیاز دارند، یعنی یک ماده شیمیایی که با پلیمر واکنش می دهد و

♦ رزین های خود متقاطع

در حالت اول، گروه R معمولاً یک زنجیره عملکردی هیدروکسیل است که به آنها اجازه می دهد با سخت کننده های ملامین یا ایزوسیانات واکنش دهند. این نوع ترکیب (رزین + هاردنر) به دو صورت قابل بررسی است:

♦ سیستم Dodgez (2K)، یا

♦ سیستم تک جزیی (1K)

سیستم دو قسمتی (2K) عمدتاً در مواقعی که امکان اعمال حرارت در فر وجود ندارد استفاده می شود. در یک سیستم یک جزئی (1K)، عامل پخت ایزوسیانات را می توان در دمای اتاق "قفل کرد" یا غیرفعال کرد، و پخت رزین فقط در دمای بالاتر کوره اتفاق می افتد.

علاوه بر عوامل هیدروکسیل، گروه های کربوکسیل اغلب در زنجیره پلیمری رزین های شبکه (یا اسیدهای آکریلیک آزاد) وجود دارند: آنها می توانند به عنوان کاتالیزور برای واکنش پخت عمل کنند و چسبندگی پوشش را بهبود بخشند. علاوه بر این، در این مورد می توان از سایر عوامل پخت مانند اپوکسیدها که با گروه های کربوکسیل واکنش می دهند نیز استفاده کرد.

این رزین های مصنوعی را می توان در فاز حلال تهیه کرد، اما اگر تعداد گروه های کربوکسیل روی پلیمر به اندازه کافی زیاد باشد، می توان آنها را در آب حل کرد. در این مورد، اغلب آنها را رقیق کننده آب می نامند. سیستم های آبی ممکن است حاوی حلال های کمکی برای بهبود سازگاری با رزین باشند.

امولسیون های رزین اکریلیک ترموست نیز موجود است. این امولسیون ها معمولاً مواد جامد بیشتری را نسبت به امولسیون های رقیق آب با ویسکوزیته یکسان می پذیرند و مقاومت قلیایی عموماً بهتر است. زیرا به گروه کربوکسیل کمتری نیاز است.

در نهایت، رزین‌های اکریلیک به‌عنوان نسخه‌های خود پخت (به‌جای حلال یا مبتنی بر آب) در دسترس هستند. در این رزین، برخی از گروه‌های R در ساختار کوپلیمر، گروه‌های آمید مسدود شده (Alkoxymethylacrylamide) مانند N,N-bis-butoxy-methylamide هستند. در حین پخت (معمولاً در کوره با دمای بالا)، این گروه ها با گروه های هیدروکسیل روی کوپلیمر واکنش داده و باعث ایجاد اتصالات عرضی و اتصال عرضی می شوند. این رزین ها اغلب سختی، براقیت و مقاومت شیمیایی بالاتری نسبت به رزین های دارای مواد پخت دارند.

3. لاتکس اکریلیک

لاتکس اکریلیک امولسیونی از ذرات پلیمر اکریلیک در آب است. اگرچه امولسیون‌های اکریلیک وجود دارند که می‌توانند توسط عوامل پخت به هم متصل شوند، اما اتصال عرضی مکانیسم اصلی مورد استفاده برای به دست آوردن رنگ‌ها یا پارچه‌های لاتکس است.

پس از استفاده، لاتکس خشک شده و آب تبخیر می شود. ذرات پلیمر با یکدیگر برهمکنش می کنند، به یکدیگر متصل می شوند و یک لایه پیوسته را تشکیل می دهند. دمای انتقال شیشه ای (Tg) پلیمر باید کمتر از دمای تشکیل فیلم باشد تا ذرات به هم بپیوندند و یک فیلم خوب تشکیل دهند. بنابراین، حداقل دمای تشکیل فیلم (MFT) پارامتر مهمی است که هنگام انتخاب یک امولسیون اکریلیک باید در نظر گرفته شود.

اگرچه ادغام مکانیسم اصلی برای به دست آوردن یک فیلم است، گروه‌های واکنش‌دهنده (هیدروکسیل، گلیسیدیل، کربوکسیل...) را می‌توان به رزین (گروه‌های R) وارد کرد تا اتصال عرضی بیشتری حاصل شود.