حلال رنگ فرآیند رنگ‌آمیزی شما را بسیار سریع‌تر و آسان‌تر می‌کنند. به محافظت طولانی‌مدت و عملکرد فوق‌العاده در شرایط آب و هوایی سخت کمک می‌نمایند. با وجود گستره وسیعی از حلال های موجود در مرکز فروش مواد شیمیایی ، شناسایی گرید مناسب کار سختی است اما نگران نباشید، ما برای شما راهکار مناسبی داریم.
این راهنما به شما کمک می‌کند تا اهمیت حلال‌ها در رنگ ها را درک کنید. نحوه محاسبه قدرت حلالیت با استفاده از ابزار هانسن HSP، اینکه کدام دسته از حلال‌ها را انتخاب کنید، سازگاری آنها با انواع رزین‌ها چگونه است و استانداردهای نظارتی که این حلال‌ها باید با آنها مطابقت داشته باشند، موضوعاتی هستند که در این راهنما به آنها پرداخته می‌شود. پاسخ تمام پرسش‌های خود را اینجا بیابید.
چرا در رنگ‌ها و پوشش‌ها به حلال نیاز است؟
حلالهای شیمیایی در رنگ به مایعاتی اطلاق می‌شود که برای حل کردن یا پخش کردن اجزای تشکیل‌دهنده رنگ به کار می‌روند. این امر باعث می‌شود که اجزا با هم ترکیب شده و محلول یا سوسپانسیونی مایع را تشکیل دهند که به راحتی می‌تواند به صورت یک لایه یکنواخت اعمال شود. حلال‌ها در فرمولاسیون رنگ‌ها و پوشش‌ها ترکیباتی مانند موارد زیر را حل می‌کنند:
- رنگدانه‌ها (پیگمنت‌ها)
- افزودنی‌ها
- بایندرها (چسباننده‌ها)
پس از اعمال رنگ بر روی سطح، حلال رنگ تبخیر می‌شود. این فرآیند به رزین و رنگدانه اجازه می‌دهد تا لایه‌ای از رنگ را تشکیل داده و به سرعت خشک شوند. افزودن حلالهای شیمیایی در فرمولاسیون رنگ به بهینه‌سازی عملکرد کلی سیستم کمک می‌کند.
حتی اگر هیچ حلالی به دلیل تبخیر در پوشش نهایی خشک شده وجود نداشته باشد، نقش آنها در فرمولاسیون پوشش ضروری است.
- حلال‌ها ویسکوزیته فرآیند رنگ کردن را کنترل می‌کنند.
- آنها تأثیر مهمی بر کیفیت لایه رنگ دارند که به شدت وابسته به سرعت تبخیر حلال در طول خشک شدن است.
در نتیجه، آنها می‌توانند بر خواصی مانند ظاهر لایه، چسبندگی، یا حتی مقاومت در برابر خوردگی تأثیر بگذارند.
تخمین قدرت حل شوندگی حلال‌ها
قدرت حل شوندگی، توانایی یک حلال در برهمکنش با سایر مولکول‌ها را توصیف می‌کند. بنابراین منجر به انحلال رزین‌ها و ویسکوزیته فرمولاسیون می‌شود. پارامترهای حلالیت هانسن (HSP) روش خوبی برای تخمین قدرت حل شوندگی حلال‌ها ارائه می‌دهند.
اصول اولیه پارامترهای حلالیت هانسن (HSP)
- پارامترهای حلالیت هانسن (HSP) مجموعه‌ای از ۳ عدد هستند که رفتار حلال‌ها و همچنین پلیمرها را در تعامل با سایر مولکول‌ها توصیف می‌کنند؛ به عبارت دیگر، نشان می‌دهند که آیا تمایل به نزدیکی به یکدیگر دارند یا خیر.
- هر یک از این ۳ پارامتر، δD، δP و δH، نشان‌دهنده نوع خاصی از برهمکنش هستند. این برهم‌کنش‌ها به ترتیب شامل نیروهای پاشیدگی لاندن (London dispersion forces)، نیروهای قطبی (polar forces) و نیروهای پیوند هیدروژنی (hydrogen bonding forces) می‌باشند.
- از آنجایی که نیروهای پاشیدگی برای اکثر حلالهای رایج و مولکول‌های آلی مشابه هستند، مقدار δD تغییر چندانی ندارد.
- در اینجا δP و δH اهمیت بیشتری دارند و می‌توانند از حلالی به حلال دیگر تفاوت قابل توجهی داشته باشند. این اعداد به ترتیب شاخص‌های خوبی برای خواص قطبی و توانایی یک حلال در تشکیل پیوندهای هیدروژنی هستند.
- هرچه δP کوچک‌تر باشد، توانایی انحلال رزین‌های غیرقطبی بهتر است و هرچه δH بالاتر باشد، توانایی تشکیل پیوندهای هیدروژنی بیشتر خواهد بود.
اگرچه هنگام فرمولاسیون ترکیب حلال‌ها در نظر گرفتن تمام پارامترهای ترکیب اهمیت دارد، اما در این بخش تنها به بررسی δP و δH می‌پردازیم. در ادامه یک نقشه‌ی دوبعدی از حلال‌ها یا خانواده‌های حلال رایج آورده شده است که می‌تواند ماتریس را تکمیل کرده و به تجسم خواص حلالیت حلال‌ها کمک کند.
دسته‌بندی حلالهای رنگ
انتخاب حلالهای هیدروکربنی برای عملکرد بهینه
هیدروکربن‌ها مولکول‌هایی هستند که تنها از اتم‌های کربن و هیدروژن تشکیل شده‌اند. این ترکیبات را می‌توان به سه دسته آلیفاتیک، آروماتیک و مخلوط‌ها تقسیم کرد.
- حلالهای آلیفاتیک: زنجیره‌های هیدروکربنی خطی، شاخه‌دار یا حلقوی هستند. به عنوان مثال، حلال رنگ خالصی مانند هگزان در این دسته قرار می‌گیرند.
- حلالهای آروماتیک: دارای گروه بنزن (ساختار حلقوی ۶ کربنی) هستند. به عنوان مثال، تولوئن و زایلن جزو حلالهای آروماتیک محسوب میشوند.
مخلوط‌های هیدروکربن‌های آلیفاتیک و حلقوی معمولاً با نام‌های وایت اسپریت و حلال رنگ با نقطه جوش ویژه شناخته میشوند. مخلوط‌هایی از حلالهای آروماتیک نیز موجود هستند.
- حلالهای با نقطه جوش ویژه : این حلال‌ها دارای نقطه اشتعال کمتر از ۲۱ درجه سانتی‌گراد هستند. آنها شامل گریدهای مختلف با نقاط اشتعال و محدوده‌های جوش ثابت متفاوت می‌باشند. این حلال رنگ بسیار سریع تبخیر میشوند و بنابراین برای پوشش‌های زود خشک‌شونده استفاده می‌گردند.
- وایت اسپریت یا حلال معدنی : این حلال‌ها دارای نقطه اشتعال بالاتر از ۲۱ درجه سانتی‌گراد هستند. آنها نیز در گریدهای مختلف با نقاط اشتعال و محدوده‌های جوش ثابت متفاوت موجود می‌باشند. نام‌گذاری آنها معمولاً بر اساس نقطه اشتعالشان صورت می‌گیرد (مانند ۳۰ درجه سانتی‌گراد، ۴۰ درجه سانتی‌گراد، ۶۰ درجه سانتی‌گراد و غیره). این حلال‌ها معمولاً برای رزین‌های پایه روغنی و آلکیدی استفاده میشوند.
- مخلوط‌های هیدروکربنی آروماتیک : این حلال رنگ گاهی اوقات حلالهای نفتا نیز نامیده میشوند. آنها معمولاً برش‌های نفتی آروماتیک (با ۹ تا ۱۳ اتم کربن) با گریدهای مختلف و محدوده‌های جوش ثابت هستند. این حلال‌ها به طور معمول در بسیاری از پوشش‌های صنعتی به عنوان بخشی از سیستم حلال استفاده میشوند، حتی اگر تلاش شود در صورت امکان از آنها اجتناب شود. به طور کلی، حلالهای آروماتیک قدرت حل‌کنندگی بالاتری نسبت به حلالهای آلیفاتیک دارند.
- تولوئن و زایلن : این حلال‌ها معمولاً با رزین‌های فنولیک و آمینوفرمالدئید در سیستم‌های پخت حرارتی و همچنین با رزین‌های آلکیدی استفاده میشوند. که تولوئن جز قویترین حلال های رنگ است که به عنوان حلال رنگ روغن بسیار خوب عمل می کند.
- اسپریت تربانتین : این‌ها حلالهای خاصی هستند که از تقطیر صمغ درختان به دست می‌آیند و از ترپن‌های مختلف تشکیل شده‌اند. آنها معمولاً برای سیستم‌های پایه روغنی استفاده میشوند.
حلالهای کتون
حلالهای کتون به دلیل داشتن گروه کربونیل که پذیرنده هیدروژن است، دارای قدرت حلالیت خوبی در نظر گرفته میشوند. کتون‌های کوچک برای رزین‌های قطبی مناسب هستند. با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی در کتون‌های بزرگتر، این حلال‌ها برای رزین‌های غیرقطبی مناسب میشوند. فقط کتون‌های کوچک با آب قابل اختلاط هستند. حلالهای کتون همچنین می‌توانند با جلوگیری از تشکیل کمپلکس بین رزین‌های قطبی، گرانروی سیستم‌های رزینی را کاهش دهند. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که پیوندهای هیدروژنی بین مولکول‌های رزین تشکیل می‌شود. کتون ها به عنوان حلال رنگ در جدول زیر ارائه شده است :
| استون | حلالی با سرعت تبخیر بالا که در پوشش‌های سلولزی استفاده می‌شود. استون همچنین یکی از قویترین حلال های رنگ است. |
| متیل ایزوبوتیل کتون | حلالی متعادل با سرعت تبخیر متوسط که در بسیاری از سیستم‌ها کاربرد دارد |
| متیل آمیل کتون‌ها | حلالی با سرعت تبخیر پایین و خواص حل‌کنندگی خوب |
| ایزوفورون | حلالی با سرعت تبخیر بسیار پایین که در سیستم‌های پخت حرارتی استفاده می‌شود. این حلال به بهبود ترشوندگی سطوح و رنگدانه‌ها شهرت دارد. |
استرها
استرها حلال رنگ دلپذیر و چندمنظوره برای پوشش‌ها است که پذیرنده هیدروژن هستند و بنابراین قدرت حلالیت مشابهی دارند. استرهای کوچک حلالهای خوبی برای رزین‌های قطبی محسوب میشوند. با افزایش اندازه زنجیره هیدروکربنی در استرهای بزرگتر، قدرت حل‌کنندگی آنها برای مواد غیرقطبی افزایش می‌یابد، که این ویژگی مشابه کتون‌ها است.
این حلال‌ها معمولاً در مقایسه با کتون‌ها قابلیت اختلاط بسیار محدودی با آب دارند. بوی معمولاً “میوه‌ای‌تر” آنها باعث می‌شود دلپذیرتر باشند. همچنین می‌توان از آنها برای کاهش گرانروی در سیستم‌های رزینی استفاده کرد، به خصوص زمانی که مولکول‌های رزین قطبی به دلیل پیوندهای هیدروژنی کمپلکس تشکیل می‌دهند. استرها به عنوان حلال رنگ در جدول زیر ارائه شده است :
| اتیل استات | حلالی با سرعت تبخیر بالا که به طور گسترده در بسیاری از سیستم‌های زودخشک‌شونده استفاده می‌شود. |
| بوتیل استات | یک حلال پرکاربرد مبتنی بر استر است. سرعت تبخیر متوسط آن باعث می‌شود در طول فرآیند خشک شدن برای جلوگیری از عیوب سطحی فیلم (مانند سفیدک زدن، ایجاد حفره و غیره) بسیار مناسب باشد. |
| پروپیلن گلیکول مونو متیل اتر استات | حلالی با سرعت تبخیر متوسط که آن نیز در سیستم‌های زیادی استفاده می‌شود. در مقایسه با سایر استرها، قابلیت اختلاط بیشتری (اما همچنان محدود) با آب دارد. |
| بوتیل گلیکول استات | حلالی با سرعت تبخیر پایین و قدرت حلالیت بسیار خوب است که آن را برای بهبود جریان‌پذیری و براقیت پوشش‌هایی که در دمای بالا پخت میشوند، مناسب می‌سازد. |
انتخاب حلالهای الکلی بر اساس نیازهای قطبیت
الکل‌ها هم دهنده و هم پذیرنده هیدروژن هستند. این ویژگی به آنها قدرت حل‌کنندگی بسیار خوبی برای رزین‌های قطبی می‌دهد. با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی، قدرت حل‌کنندگی آنها برای رزین‌های قطبی کاهش می‌یابد. موقعیت گروه -OH نیز بر این ویژگی تأثیرگذار است.
الکل‌های کوچک در آب محلول هستند، اما با طولانی‌تر شدن زنجیره هیدروکربنی، قابلیت اختلاط با آب کاهش می‌یابد. الکل‌ها می‌توانند با ایزوسیانات‌ها واکنش دهند و بنابراین، ممکن است در فرآیند خشک شدن چنین پوشش‌هایی تداخل ایجاد کنند. این اثر با استفاده از الکل‌های ثانویه یا سومیه قابل کاهش است.
- اتانول: حلالی با تبخیر بالا که قادر به حل کردن رزین‌های بسیار قطبی است. با این حال، قادر به حل کردن عوامل تشکیل‌دهنده فیلم بسیار غیرقطبی مانند پارافین وکس نیست.
- بوتانول: حلالی با تبخیر متوسط است که به طور گسترده در بسیاری از سیستم‌ها استفاده می‌شود. این حلال (حتی در مقادیر کم) قابلیت کاهش گرانروی در سیستم‌های رزینی غیرقطبی را دارد. به عنوان مثال در رنگ‌های آلکیدی و برخی پوشش‌های پایه آب.
حلالهای گلیکول اتر
گلیکول اترها برای بهبود جریان‌پذیری و کیفیت سطح در لایه‌های رنگ معمولاً به دو دسته تقسیم میشوند:
- سری E : مبتنی بر اتیلن
- سری P : مبتنی بر پروپیلن
گلیکول اترهای سری P معمولاً سمیت کمتری نسبت به سری E دارند. حلالهای گلیکول اتر عموماً سرعت تبخیر پایینی دارند که می‌تواند کاربرد آنها را به برخی مصارف خاص محدود کند. آنها خواص حل‌کنندگی خوبی دارند که به آنها امکان می‌دهد جریان‌پذیری و کیفیت سطح لایه رنگ را بهبود بخشند.
| اتیلن گلیکول مونوبوتیل اتر | این ماده معمولاً با نام بوتیل گلیکول شناخته می‌شود و یک حلال بسیار چندمنظوره است. سرعت تبخیر آن (اگرچه بسیار پایین است) نسبت به بیشتر گلیکول اترهای دیگر بالاتر است. این حلال به طور گسترده‌ای در پوشش‌های هم پایه حلالی و هم پایه آب استفاده می‌شود. |
| پروپیلن گلیکول متیل اتر | این حلال سرعت تبخیر متوسط و قابلیت اختلاط کامل با آب دارد. این ویژگی‌ها آن را به گزینه‌ای قوی برای بسیاری از سیستم‌های پوششی تبدیل می‌کند. |
| دی‌پروپیلن گلیکول ان-بوتیل اتر | این حلال رنگ سرعت تبخیر بسیار پایینی دارد و به همین دلیل یک عامل کمک به تشکیل فیلم (coalescing agent) بسیار خوب محسوب می‌شود. |
محاسبه قدرت حلالیت با استفاده از ابزار هانسن HSP، اینکه کدام دسته از حلال‌ها را انتخاب کنید، سازگاری آنها با انواع رزین‌ها چگونه است و استانداردهای نظارتی که این حلال‌ها باید با آنها مطابقت داشته باشند، موضوعاتی هستند که در این راهنما به آنها پرداخته می‌شود. پاسخ تمام پرسش‌های خود را اینجا بیابید.
نتیجه گیری
انتخاب حلال مناسب در رنگ‌آمیزی تأثیر زیادی بر کیفیت، سرعت خشک شدن و عملکرد نهایی پوشش دارد. بسته به نوع رنگ و رزین، از حلال‌هایی مانند هیدروکربن‌ها، کتون‌ها، استرها و الکل‌ها استفاده می‌شود. ابزار هانسن (HSP) نیز به انتخاب دقیق‌تر حلال کمک می‌کند. از میان حلالهای مختلف، ترکیباتی مانند تولوئن، استون، متیل اتیل کتون و دیکلرومتان از قوی‌ترین‌حلال های رنگ محسوب میشوند و در حذف یا انحلال رنگ‌های مقاوم بسیار مؤثرند. همچنین آب به‌عنوان ساده‌ترین و ایمن‌ترین حلال برای رنگ‌های پایه آبی مانند اکریلیک شناخته می‌شود.
در نهایت، برای دستیابی به بهترین نتیجه در کاربرد رنگ، شناخت نوع رنگ، خواص شیمیایی حلال‌ها و رعایت نکات ایمنی هنگام استفاده، امری ضروری و غیرقابل چشم‌پوشی است.
قویترین حلال رنگ کدام است ؟
قویترین حلالهای رنگ شامل دیکلرومتان، تولوئن، استون، متیل اتیل کتون (MEK) و سیکلوهگزانون هستند. این مواد بسته به نوع رنگ (مثل رنگ روغنی، لاکی یا اپوکسی) استفاده میشوند و قدرت بالایی در پاک کردن رنگ دارند. استفاده از آنها نیاز به رعایت نکات ایمنی دارد چون اغلب سمی و قابل اشتعال هستند.
بهترین حلال برای رنگ روغن چیست؟
بهترین حلال برای رنگ روغن معمولاً تینر روغنی یا تولوئن است. برای رنگ‌های روغنی ساختمانی، تینر روغنی به‌خوبی عمل می‌کند. اگر رنگ خیلی قدیمی یا سخت باشد، حلالهای قوی‌تری مثل استون یا متیل اتیل کتون (MEK) هم کاربرد دارند. همیشه هنگام استفاده از این حلال‌ها، تهویه مناسب و تجهیزات ایمنی را رعایت کنید.
حلال رنگ اکریلیک چیست ؟
رنگ اکریلیک بر پایه آب است، بنابراین بهترین حلال آن آب است. برای پاک‌کردن یا رقیق کردن رنگ اکریلیک تازه، معمولاً آب کافی است. اما حلال رنگ اکریلیک خشک شده ، الکل ایزوپروپیل یا استون است که می‌توان برای تمیز کردن استفاده کرد. البته این حلال‌ها باید با احتیاط مصرف شوند تا سطح آسیب نبیند
