कोटिंग्स में प्रयुक्त योजक

I. अवलोकन
कोटिंग्स के कच्चे माल में से एक के रूप में, एडिटिव्स की मात्रा आमतौर पर बहुत कम होती है (आम तौर पर कुल निर्माण का लगभग 1%), लेकिन प्रभाव बहुत अच्छा होता है। इसे जोड़ने से न केवल कई कोटिंग दोषों और फिल्म दोषों से बचा जा सकता है, बल्कि कोटिंग के उत्पादन और निर्माण प्रक्रिया को नियंत्रित करना भी आसान हो जाता है, और कुछ एडिटिव्स को जोड़ने से कोटिंग को कुछ विशेष कार्य मिल सकते हैं। इसलिए, एडिटिव्स कोटिंग्स का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं।

2. योजकों का वर्गीकरण
कोटिंग्स के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले योजकों में कार्बनिक एंटी-सेटलिंग एजेंट, गाढ़ा करने वाले पदार्थ, समतल करने वाले एजेंट, फोम नियंत्रण एजेंट, आसंजन प्रमोटर, गीला करने वाले और फैलाने वाले एजेंट आदि शामिल हैं।

3. योजकों का प्रदर्शन और अनुप्रयोग

(1) कार्बनिक एंटी-सेटलिंग एजेंट
इनमें से ज़्यादातर उत्पाद पॉलीओलेफ़िन पर आधारित होते हैं, जिन्हें किसी विलायक में फैलाया जाता है, कभी-कभी अरंडी के तेल के व्युत्पन्न के साथ संशोधित किया जाता है। ये योजक तीन रूपों में आते हैं: तरल, पेस्ट और पाउडर।

1. रियोलॉजिकल गुण:
कार्बनिक एंटी-सेटलिंग एजेंटों का मुख्य रियोलॉजिकल कार्य पिगमेंट के निलंबन को नियंत्रित करना है - अर्थात, कठोर सेटिंग को रोकना या सेटिंग को पूरी तरह से टालना, जो उनका विशिष्ट अनुप्रयोग है। लेकिन व्यवहार में, यह चिपचिपाहट में वृद्धि और कुछ हद तक शिथिलता प्रतिरोध का कारण बनता है, विशेष रूप से औद्योगिक कोटिंग्स में। कार्बनिक एंटी-सेटलिंग एजेंट उच्च तापमान के कारण घुल जाएंगे, जिससे उनकी प्रभावशीलता कम हो जाएगी, लेकिन सिस्टम के ठंडा होने पर उनकी रियोलॉजी ठीक हो जाएगी।

2. कार्बनिक एंटी-सेटलिंग एजेंट का अनुप्रयोग:
कोटिंग में एंटी-सेटलिंग एजेंट को प्रभावी ढंग से काम करने के लिए, इसे ठीक से फैलाया और सक्रिय किया जाना चाहिए। विशिष्ट चरण इस प्रकार हैं:
(1) गीला करना (केवल सूखा पाउडर)। सूखा पाउडर कार्बनिक एंटी-सेडिमेंटेशन एजेंट एक समुच्चय है, कणों को एक दूसरे से अलग करने के लिए, इसे विलायक और (या) राल द्वारा गीला किया जाना चाहिए। आमतौर पर इसे मध्यम हलचल के साथ पीसने वाले घोल में जोड़ना पर्याप्त होता है।
(2) विसंकुलन (केवल सूखे पाउडर के लिए)। कार्बनिक अवसादरोधी एजेंटों का एकत्रीकरण बल बहुत मजबूत नहीं है, और अधिकांश मामलों में सरल अशांत मिश्रण पर्याप्त है।
(3) फैलाव, हीटिंग, फैलाव की अवधि (सभी प्रकार)। सभी कार्बनिक अवसादरोधी एजेंटों का एक न्यूनतम सक्रियण तापमान होता है, और यदि यह नहीं पहुंचता है, तो चाहे फैलाव बल कितना भी बड़ा क्यों न हो, कोई रियोलॉजिकल गतिविधि नहीं होगी। सक्रियण तापमान उपयोग किए गए विलायक पर निर्भर करता है। जब न्यूनतम तापमान पार हो जाता है, तो लागू तनाव कार्बनिक अवसादरोधी एजेंट को सक्रिय कर देगा और इसके प्रदर्शन को पूरा कर देगा।

(2) गाढ़ा करने वाला
विलायक-आधारित और जल-आधारित पेंट में विभिन्न प्रकार के गाढ़ेपन का उपयोग किया जाता है। जलजनित कोटिंग में उपयोग किए जाने वाले सामान्य प्रकार के गाढ़ेपन ये हैं: सेल्यूलोज ईथर, पॉलीएक्रिलेट्स, एसोसिएटिव गाढ़ेपन और अकार्बनिक गाढ़ेपन।
1. सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला सेल्यूलोज ईथर गाढ़ा करने वाला हाइड्रोक्सीएथिल सेल्यूलोज (HEC) है। चिपचिपाहट के आधार पर, अलग-अलग विनिर्देश हैं। HEC एक पाउडर जैसा पानी में घुलनशील उत्पाद है, जो एक गैर-आयनिक गाढ़ा करने वाला पदार्थ है। इसमें अच्छा गाढ़ा करने वाला प्रभाव, अच्छा पानी प्रतिरोध और क्षार प्रतिरोध है, लेकिन इसके नुकसान यह हैं कि इसमें फफूंद लगना, सड़ना आसान है और इसका समतलीकरण गुण खराब है।
2. पॉलीएक्रिलेट गाढ़ा एक उच्च कार्बोक्सिल सामग्री के साथ एक एक्रिलेट कॉपोलीमर इमल्शन है, और इसकी सबसे बड़ी विशेषता मोल्ड आक्रमण के लिए इसका अच्छा प्रतिरोध है। जब पीएच 8-10 होता है, तो इस तरह का गाढ़ा फूल जाता है और पानी के चरण की चिपचिपाहट बढ़ जाती है; लेकिन जब पीएच 10 से अधिक होता है, तो यह पानी में घुल जाता है और इसका गाढ़ा प्रभाव खो देता है। इसलिए, पीएच के प्रति अधिक संवेदनशीलता होती है। वर्तमान में, चीन में लेटेक्स पेंट के लिए अमोनिया पानी सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला पीएच समायोजक है। इसलिए, जब इस प्रकार के गाढ़ेपन का उपयोग किया जाता है, तो अमोनिया पानी के वाष्पीकरण के साथ पीएच मान कम हो जाएगा, और इसका गाढ़ा प्रभाव भी कम हो जाएगा।
3. सहयोगी गाढ़ा करने वाले पदार्थों में अन्य प्रकार के गाढ़ा करने वाले पदार्थों से अलग गाढ़ा करने की प्रणाली होती है। अधिकांश गाढ़ा करने वाले पदार्थ हाइड्रेशन के माध्यम से चिपचिपाहट लाते हैं और सिस्टम में एक कमजोर जेल संरचना का निर्माण करते हैं। हालांकि, सर्फेक्टेंट की तरह सहयोगी गाढ़ा करने वाले पदार्थों में अणु में हाइड्रोफिलिक भाग और मुंह के अनुकूल पीले रंग के क्लींजिंग ऑयल वाले भाग दोनों होते हैं। हाइड्रोफिलिक भागों को हाइड्रेट किया जा सकता है और पानी के चरण को गाढ़ा करने के लिए फूलाया जा सकता है। लिपोफिलिक अंत समूहों को इमल्शन कणों और वर्णक कणों के साथ जोड़ा जा सकता है। नेटवर्क संरचना बनाने के लिए सहयोगी।
4. अकार्बनिक गाढ़ापन बेंटोनाइट द्वारा दर्शाया जाता है। आम तौर पर पानी आधारित बेंटोनाइट पानी को अवशोषित करने पर फूल जाता है, और पानी को अवशोषित करने के बाद इसकी मात्रा इसकी मूल मात्रा से कई गुना अधिक होती है। यह न केवल गाढ़ा करने का काम करता है, बल्कि डूबने, ढीले होने और रंग को तैरने से भी रोकता है। इसका गाढ़ा करने का प्रभाव समान मात्रा में क्षार-सूजन वाले ऐक्रेलिक और पॉलीयुरेथेन गाढ़ा करने वालों से बेहतर है। इसके अलावा, इसमें पीएच अनुकूलनशीलता, अच्छी फ्रीज-पिघलना स्थिरता और जैविक स्थिरता की एक विस्तृत श्रृंखला भी है। क्योंकि इसमें पानी में घुलनशील सर्फेक्टेंट नहीं होते हैं, सूखी फिल्म में मौजूद बारीक कण पानी के प्रवास और प्रसार को रोक सकते हैं, और कोटिंग फिल्म के पानी के प्रतिरोध को बढ़ा सकते हैं।

(3) लेवलिंग एजेंट

सामान्यतः तीन मुख्य प्रकार के लेवलिंग एजेंट प्रयोग में लाए जाते हैं:
1. संशोधित पॉलीसिलोक्सेन प्रकार लेवलिंग एजेंट
इस प्रकार के लेवलिंग एजेंट कोटिंग की सतह के तनाव को दृढ़ता से कम कर सकते हैं, सब्सट्रेट के लिए कोटिंग की गीलापन में सुधार कर सकते हैं, और संकोचन को रोक सकते हैं; यह विलायक वाष्पीकरण के कारण गीली फिल्म की सतह पर सतह तनाव के अंतर को कम कर सकता है, सतह प्रवाह की स्थिति में सुधार कर सकता है, और पेंट को जल्दी से समतल कर सकता है; इस प्रकार के लेवलिंग एजेंट कोटिंग फिल्म की सतह पर एक बेहद पतली और चिकनी फिल्म भी बना सकते हैं, जिससे कोटिंग फिल्म की सतह की चिकनाई और चमक में सुधार होता है।
2. सीमित अनुकूलता के साथ लंबी श्रृंखला राल प्रकार लेवलिंग एजेंट
जैसे कि एक्रिलेट होमोपोलिमर या कॉपोलीमर, जो कोटिंग और सब्सट्रेट के सतह तनाव को एक निश्चित सीमा तक कम कर सकता है, जिससे गीलापन में सुधार होता है और सिकुड़न को रोका जाता है; और कोटिंग फिल्म की सतह पर एकल आणविक स्तर का निर्माण कर सकता है, जिससे कोटिंग के सतह तनाव में वृद्धि होती है, सतह की तरलता में सुधार होता है, विलायक के वाष्पीकरण की गति को बाधित करता है, संतरे के छिलके और ब्रश के निशान जैसे दोषों को समाप्त करता है, और कोटिंग फिल्म को चिकना और समतल बनाता है।
3. मुख्य घटक के रूप में उच्च क्वथनांक विलायक के साथ समतलीकरण एजेंट
इस प्रकार के लेवलिंग एजेंट विलायक की वाष्पीकरण दर को समायोजित कर सकते हैं, ताकि सुखाने की प्रक्रिया के दौरान कोटिंग फिल्म में अधिक संतुलित वाष्पीकरण दर और विलेयता हो, और कोटिंग फिल्म के प्रवाह को विलायक के बहुत तेजी से वाष्पीकरण और चिपचिपाहट के बहुत अधिक होने से बाधित होने से रोकता है, जिसके परिणामस्वरूप खराब लेवलिंग नुकसान होता है, और आधार सामग्री की खराब घुलनशीलता के कारण होने वाले संकोचन और विलायक के बहुत तेजी से वाष्पीकरण के कारण होने वाले अवक्षेपण को रोक सकता है।

(4) फोम नियंत्रण एजेंट
फोम नियंत्रण एजेंट को एंटीफोमिंग एजेंट या डिफोमिंग एजेंट भी कहा जाता है। एंटी-फोमिंग एजेंट फोम के निर्माण को रोकते हैं या देरी करते हैं: एंटी-फोमिंग एजेंट सर्फेक्टेंट होते हैं जो बने हुए बुलबुले को फोड़ देते हैं। दोनों के बीच का अंतर केवल सैद्धांतिक है, एक सफल डिफोमर भी एंटीफोम एजेंट की तरह फोम के निर्माण को रोक सकता है। आम तौर पर, एंटीफोमिंग एजेंट तीन बुनियादी घटकों से बना होता है: सक्रिय यौगिक (यानी, सक्रिय एजेंट); फैलाने वाला एजेंट (उपलब्ध या नहीं); वाहक।

(5) गीला करने वाले और फैलाने वाले एजेंट
गीलेपन और फैलाव एजेंटों के कई प्रकार के कार्य हो सकते हैं, लेकिन मुख्य दो कार्य वर्णक फैलाव को स्थिर करते हुए फैलाव प्रक्रिया को पूरा करने के लिए आवश्यक समय और/या ऊर्जा को कम करना है। गीलेपन एजेंट और फैलाव एजेंट आमतौर पर निम्नलिखित में विभाजित होते हैं

पांच श्रेणियाँ:
1. एनायनिक वेटिंग एजेंट
2. धनायनिक गीला करने वाला एजेंट
3. इलेक्ट्रोन्यूट्रल, एम्फोटेरिक वेटिंग एजेंट
4. द्विकार्यात्मक, गैर-विद्युतीय रूप से तटस्थ गीला करने वाला एजेंट
5. गैर-आयनिक गीला एजेंट

पहले चार प्रकार के वेटिंग एजेंट और डिस्पर्सेंट वेटिंग भूमिका निभा सकते हैं और पिगमेंट फैलाव में मदद कर सकते हैं क्योंकि उनके हाइड्रोफिलिक सिरों में पिगमेंट सतह, किनारों, कोनों आदि के साथ भौतिक और रासायनिक बंधन बनाने की क्षमता होती है, और पिगमेंट सतह के ओरिएंटेशन की ओर बढ़ते हैं, आमतौर पर हाइड्रोफोबिक छोर। नॉनऑनिक वेटिंग और डिस्पर्सिंग एजेंट में भी हाइड्रोफिलिक एंड ग्रुप होते हैं, लेकिन वे पिगमेंट सतह के साथ भौतिक और रासायनिक बंधन नहीं बना सकते हैं, लेकिन पिगमेंट कणों की सतह पर सोख लिए गए पानी के साथ मिल सकते हैं। पिगमेंट कण सतह से जुड़ा यह पानी अस्थिर होता है और नॉन-आयनिक अवशोषण और विशोषण की ओर ले जाता है। इस रेजिन सिस्टम में विशोषित सर्फेक्टेंट मुक्त होता है और खराब जल प्रतिरोध जैसे साइड इफेक्ट का कारण बनता है।

वर्णक फैलाव प्रक्रिया के दौरान गीला करने वाले एजेंट और फैलावक को जोड़ा जाना चाहिए, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि अन्य सतह सक्रिय पदार्थ वर्णक कण की सतह तक पहुंचने से पहले अपनी भूमिका निभाने के लिए वर्णक के साथ निकट संपर्क में रह सकें।

चार. सारांश

कोटिंग एक जटिल प्रणाली है। सिस्टम के एक घटक के रूप में, एडिटिव्स को कम मात्रा में जोड़ा जाता है, लेकिन वे इसके प्रदर्शन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इसलिए, विलायक-आधारित कोटिंग्स विकसित करते समय, कौन से एडिटिव्स का उपयोग करना है और उनकी खुराक को बड़ी संख्या में दोहराए गए प्रयोगों के माध्यम से निर्धारित किया जाना चाहिए।