رزین های پایه آب

با توجه به محدودیت­های جهانی در استفاده از حلال­های آلی فرار استفاده از محصولات و تکنولوژی‌هایی که مصرف این مواد را کاهش می‌دهد بسیار مورد توجه قرار گرفته است. اکثر پوشش‌ها دارای چهار جزء اساسی رزین، حلال، رنگدانه و افزودنی‌ها هستند، که جزو اصلی آن رزین یا بایندر است.  آب به دلیل قیمت پایین، غیر سمی بودن و سازگاری بالا با محیط زیست، بازده بسیاری از واکنش­ها را افزایش داده و بهترین انتخاب برای جایگزینی حلال‌های آلی است. بنابراین استفاده از آب به عنوان حلال جهت تولید رزینها رو به افزایش است و رزین‌های پایه آب گسترش یافته‌اند.

در ادامه به معرفی پرکاربردترین رزین‌های پایه آب خواهیم پرداخت.

رزین اکریلیک پایه آب

این نوع رزین دارای بیشترین میزان تولید و مصرف در میان رزین‌های پایه آبی است. فرایند تولید آن‌ها به صورت امولسیون با استفاده از فرآیند پلیمریزاسیون در محیط آبی همراه با یک آغازگر می‌باشد و عمدتا از آکریلات و متآکریلات بعنوان مونومر در سنتز این نوع از رزین‌های پایه آب استفاده می‌شود.

 ویژگی‌های رزین آکریلیک پایه آب: پایداری حرارتی و شمیایی، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر آب.

کاربردهای رزین اکریلیک پایه آب: در رنگ دیوارهای داخلی و خارجی، رنگ چوب، رنگ پلاستیک و سایر رنگ‌های صنعتی ضد خوردگی و پوشش سیم پیچ‌ها از این رزین پایه آب استفاده می‌شود.

رزین آلکید پایه آب

رزین های آلکیدی پایه آبی معمولا رزین‌های آلکیدی معمولی هستند (یعنی پلی استرهای مبتنی بر روغن‌های اشباع یا غیراشباع یا اسیدهای چرب و الکل ها) که برای ایجاد قابلیت امتزاج در آب اصلاح شده‌اند. اجزای معمولی روغن های گیاهی یا اسیدهای چرب مانند دانه کتان، سویا، کرچک، کرچک کم آب، گلرنگ، تنگ، نارگیل و روغن بلند هستند.

اسیدها شامل اسیدهای ایزوفتالیک، ترفتالیک، آدیپیک، بنزوئیک، سوکسینیک و انیدرید فتالیک، مالئیک و تریملیتیک هستند. پلی الها شامل گلیسرول، پنتا اریتریتول، تری متیلول پروپان، اتیلن گلیکول، پروپیلن گلیکول، دی اتیلن گلیکول، نئوپنتیل گلیکول، 1و6-هگزان دی ال و 1و4-بوتان دی ال می باشد. روش های معمول برای معرفی درجات مختلف امتزاج پذیری آب مشابه سایر سیستم‌های رزینی است.  این روش‌ها اساساً شامل معرفی مراکز آبدوست مانند گروه‌های اسیدی است که می‌توانند سپس برای تشکیل نمک خنثی شوند. ایجاد گروه‌های قطبی در بدنه اصلی روش دیگری برای افزایش امتزاج پذیری این مواد در آب است.

ویژگی‌ها و کاربرد رزین آلکید پایه آب: این مواد به دلیل مقاومت بالا در برابر تغییرات آب و هوایی و خوردگی به عنوان پوشش سازه های فلزی و سیم پیچ ها استفاده می شوند.

رزین پلی استر اشباع پایه آب

این نوع از رزین‌های پایه ‌آب ازجمله رزین‌های غیر قابل اکسید شدن هستند؛ و می‌توانند با رزین‌های ملامین مرسوم و اوره فرمالدهید شبکه‌ایی شوند. همچنین رزین پلی‌استر اشباع از پلیمریزاسیون تراکمی اسیدها و بازهای دو عاملی و فرایند تشکیل نمک در آب تولید می‌شوند.

ویژگی‌های رزین پلی‌استر اشباع پایه آب

• غیر قابل زرد شدن حتی در بالاترین دمای پخت
• سختی مناسب
•  مقاومت شیمیایی خوب
• مقاومت فیلم بسیار بالا در برابر خوردگی‌های آب و هوایی
• چسبندگی خوب به فلزات

کاربرد‌های رزین پلی‌استر اشباع پایه آب

• پوشش سیم پیچ‌ها
• رنگ های آمینی
• پرایمر برای فلزات

رزین اپوکسی پایه آب

یک سیستم رزین اپوکسی پایه آب به طور کلی از یک عامل پخت و یک رزین اپوکسی تشکیل شده است. هم عامل پخت و هم رزین اپوکسی را می‌توان به صورت پایه آب ساخت. این رزین ها معمولاً به عنوان سیستم‌های دو جزیی ارائه می‌شوند زیرا برای پخت شدن  معمولاً  به یک عامل پخت بر پایه آمین نیاز دارند که باید به رزین اضافه شود. این رزین‌ها معمولا به عنوان مقاوم کننده سیمان و درزگیرها استفاده می‌شوند. با این وجود هنوز تحقیقات در مورد مقاومت و بهبود خواص این رزین‌ها ادامه دارد.

رزین پلی یورتان پایه آبی

این نوع از رزین‌های پایه آّب، که به صورت دیسپرژن‌های پلی‌یورتانی تولید می‌شوند، یک سیستم دو فازی کلوییدی هستند که شامل اجزای پلی­یورتان در محیط آبی است. بیشتر گروه­‌های اسیدی و نیتروژنی نوع سوم خنثی شده و اساس مراکز پراکندگی در آب را تشکیل می دهند. اخیرا یک روش جدید (یک فرایند امولسیون­سازی دو مرحله‌­ای) برای سنتز پلی­‌یورتان­‌های پایه آبی با درصد جامد بالا معرفی شده­است که در آن توزیع اندازه ذرات به دقت کنترل می­شود، زیرا سایز ذرات تعیین کننده­ی ویژگی­های اساسی از جمله ویسکوزیته و محتوای جامد در این رزین پایه آبی است.

کاربردهای رزین پلی‌یورتان پایه آب

• پوشش‌های چوب، پارچه و چرم
• انواع چسب
• رنگ و جوهر
• پوشش‌های دارای قابلیت پخت با UV
• پوشش‌های نساجی قابل تنفس

ویژگی‌های رزین پلی‌یورتان پایه آب

• دارای قابلیت تشکیل فیلم بسیار عالی
• چسبندگی مناسب
• انعطاف پذیری بالا
• سازگار با محیط زیست

این پلی­‌یورتان‌­های با درصد جامد بالا بازده حجمی و زمانی راکتورها را افزایش داده و زمان تشکیل فیلم را کاهش می­دهد. دیسپرژن های پلی­یورتان پایه آبی  بیشترین کاربرد صنعتی و تجاری پلی­یورتان را به خود اختصاص داده­اند. نوع و مقدار پلی­ال، دی ایزوسیانات، گسترنده­ زنجیر و درصد جامد در خواص دیسپرژن بدست آمده تاثیر می‌گذارد و تعیین کننده­ نوع کاربرد آن‌ها به عنوان چسب­، پوشش­، رنگ­ و جوهرهای چاپ است.

جمع بندی:

همانطور که پیشتر گفتیم رزین‌هایی پایه آب رزین‌هایی هستند که آب جایگزین حلال‌های آلی شده است، و علاوه بر اینکه محدودیت‌هایی محیط زیستی را برطرف ساخته، طیف وسیعی از رزین‌ها با ویژگی‌های منحصر به فرد را معرفی کرده است.

توسعه رزین‌های پایه آب خواصی همچون پایداری حرارتی و شیمیایی، چسبندگی مناسب، استفاده آسان، سازگاری با محیط زیست، مقاومت در برابر خوردگی و سایش و بسیاری از ویژگی‌های مناسب جهت استفاده در کاربردهای گوناگون از جمله پوشش‌ها و انواع چسب را به ارمغان آورده است.