Boya ve vernik üretiminde kullanılan hammaddeler

Boyalar, çeşitli nesnelerin yüzeyinde koruyucu veya dekoratif kaplamalar oluşturma görevi olan maddelerdir. Genellikle sıvı haldedirler.

Boyalar ve kaplamalar

Boyaların temel bileşenleri şunlardır:

a) Bağlayıcılar ve film oluşturucu maddeler – bunlar her türlü boya, vernik ve emülsiyonda bulunan bileşenlerdir. Boyalı yüzeyde ince bir film oluşturucu kaplama oluştururlar ve boyaya parlaklık, dayanıklılık, yapışma, hava koşullarına dayanıklılık, mukavemet ve esneklik gibi uygun özellikler kazandırmak üzere tasarlanmışlardır. Boyalarda bağlayıcı görevi görebilen maddeler arasında poliüretanlar, polyesterler, vinil asetat/etilen (VAE), silanlar, epoksi reçineleri veya yağlar gibi sentetik veya doğal reçineler bulunur.

b) Tinerler – Polimeri çözmek ve bağlayıcının viskozitesini azaltmak için kullanılırlar. Yüksek uçuculukları sayesinde kururken kolayca buharlaşırlar ve boyanın bir parçası haline gelmezler. Tinerlerin bir diğer görevi de akış özelliklerini ve uygulamalarını kontrol etmektir. Ayrıca sıvı boyanın stabilitesini de etkileyebilirler. Su bazlı boyalar için ana inceltici, adından da anlaşılacağı gibi sudur. Yağlı boyalar (çözücü olarak da bilinir) genellikle aromatik bileşikler (toluen veya diğer ksilen türevleri), alkoller veya ketonlar gibi çeşitli organik çözücülerin kombinasyonlarını içerir. PCC Group, toluen, ksilen ve aseton gibi organik çözücülerin yerini başarıyla alabilen Dikloropropan’ı ürün yelpazesinde sunmaktadır. Dikloropropan, reçineler, gresler ve yağlar için oldukça etkili bir çözücüdür, bu nedenle ortam sıcaklığında kuruyan vernik kaplamalarının sökücüsünde temel bileşen olarak kullanılır. Kimyasal özellikleri sayesinde boya ve verniklerin yanı sıra baskı mürekkeplerinin üretiminde de başarıyla kullanılabilir.

c) Pigmentler – boyaya doğru rengi vermek için tasarlanmıştır. Granül katılar halinde bulunurlar. Doğal veya sentetik pigmentler olarak ikiye ayrılırlar. En popüler doğal pigmentler çeşitli killer, silikalar, kalsiyum karbonat ve talklardır; sentetik pigmentler arasında ise kalsine killer, baryum sülfat (blanc fixe olarak adlandırılır), çökeltilmiş kalsiyum karbonat veya pirojenik silikalar bulunur. Özel bir pigment türü ise dolgu maddeleridir. Bunlar, nispeten ucuz olmaları nedeniyle boya hacmini artırmak, yapısını güçlendirmek veya boya üretim maliyetini düşürmek için tasarlanmış granül katılardır. Yaygın olarak kullanılan boya dolgu maddelerine örnek olarak diyatomlu toprak, talk, kireç, barit ve kil verilebilir.

d) Modifiye edici katkı maddeleri – bunlar, boyaların özelliklerini değiştiren ve küçük miktarlarda eklenen bileşenlerdir. Bunlar, diğerlerinin yanı sıra, yüzey gerilimini değiştirebilir, akışkanlık özelliklerini ve pigment stabilitesini iyileştirebilir, köpürmeyi kontrol edebilir ve donmayı önleyebilir. PCC Grubu, sunduğu ürün yelpazesinde, elde edilen kaplamaların kalitesini önemli ölçüde artıran bir dizi modifiye edici katkı maddesine sahiptir. ROKAdis 900 ve ROKAdis 905 ürünleri, dağıtıcı ve ıslatıcı katkı maddeleri olarak mükemmel şekilde uygundur. Ayrıca formülasyonun viskozitesini azaltır ve inorganik pigment konsantrelerinin çok iyi stabilizasyonunu sağlar. PCC Grubu’nun sunduğu ürün yelpazesinde yer alan ROKAdis ürün yelpazesi, formülasyonda çok düşük konsantrasyonlarda (%1-5) çok yüksek verimlilik sağlar. Öte yandan, EXOdis PC950 , dağıtıcı özelliklerine ek olarak, boya üretiminde non-iyonik ıslatıcı madde olarak da kullanılabilir. EXOdis PC950, alkilfenol ve uçucu organik bileşikler (VOC) içermediği için modern ve ekolojik boya ve kaplamaların bir bileşeni olabilir. ROKAnol K14 ise boya ve pigment dağıtıcı olarak kullanılabilir. Ayrıca boya formülasyonlarında lateks dağıtıcı olarak da kullanılır.

Boya ve kaplamalar için bir diğer önemli katkı maddesi grubu ise emülgatörlerdir. Kalıcı ve homojen bir emülsiyon oluşturmaya yardımcı olurlar ve bu da boyanın herhangi bir yüzeye daha kolay uygulanmasını sağlar. PCC Group, boya üretiminde katkı maddesi olarak kullanılabilen geniş bir emülgatör yelpazesi sunar; örneğin ROKAnol veya ROKwin serisindeki ürünler. Özellikle geniş bir uygulama yelpazesiyle öne çıkan POLIkols , geniş bir uygulama yelpazesiyle öne çıkar. Polioksietilen glikoller, yapıları gereği çok iyi yumuşatma ve çözme özelliklerine, düşük viskozite ve donma noktasına ve sulu ortamda çok iyi çözünürlüğe sahiptir. Yüksek hidrofilikliği ve özel yapısı sayesinde ROKAmer 1010/50 de çok iyi emülgatör özellikleriyle öne çıkar. Kullanımıyla üretilen emülsiyon ürünleri boya ve vernik endüstrisinde kullanılabilir.

Boyalar – türleri ve uygulamaları

Boyalar genel olarak özelliklerine ve kullanım alanlarına göre şu şekilde sınıflandırılabilir:

a) emülsiyon boyalar, dispersiyon boyalar olarak da bilinir. Kullanılan yapıştırıcı türüne göre şu şekilde sınıflandırılabilirler:

● akrilik boyalar – bağlayıcıları akrilik reçinenin su dispersiyonudur. Çok iyi esneklik ve yüzeye yapışma özellikleriyle öne çıkarlar. Akrilik boyalar geniş bir uygulama alanına sahiptir ve örneğin ahşap, beton, plastik, sıva ve diğer birçok yüzeyi kaplamak için kullanılabilir. Yüksek aşınma direncine sahiptirler ve su buharı geçirgenliğine sahiptirler, ancak boyanan yüzeyler çeşitli hasar türlerine karşı hassastır.

● Lateks boyalar – Bu boya türünün bağlayıcısı kauçuktur. Lateks boyalar neme ve temizliğe karşı son derece dayanıklıdır. Avantajları, çeşitli yüzeylere kolayca uygulanabilmeleridir. Dezavantajları ise genellikle yüksek fiyatlarıdır. En modern lateks boyalara örnek olarak seramik boyalar verilebilir. Leke tutmayan kaplama olarak adlandırılan seramik parçacıkları içerirler. Bu sayede boyanan duvarlar kir ve tozu emmez.

● akrilik-lateks boyalar – akrilik boyaların özelliklerine sahiptir, yani iyi hava geçirgenliği ve fırçalamaya karşı direnç ve lateks boyaların esnekliği,

● Vinil boyalar – Bu boyaların bağlayıcısı polivinil asetat veya polivinil klorürdür. Çoğunlukla ev içi kullanım odalarında kullanılırlar ve en büyük avantajları kolay yıkanabilmeleridir. Ancak, düşük buhar geçirgenliği nedeniyle duvarların nefes almasını da zorlaştırırlar.

b) Kireç boyası – Bu boyaların bağlayıcısı, suyla seyreltilmiş kireç macunudur. Ucuzdurlar, ancak dayanıklı değildirler. Dayanıklılığı artırmak için diğer su bazlı yapıştırıcıların (örneğin tutkal) karışımları veya polivinil asetat ilavesi kullanılır. Kireç boyaları, taze beton yüzeyleri, kireç sıvalarını ve daha önce kireç boyalarıyla boyanmış duvarları boyamak için kullanılır. Günümüzde bu boyaların kullanımı oldukça nadirdir. Bunun nedeni, çok düşük dayanıklılıkları, tozlulukları ve çatlak oluşturma eğilimleridir.

c) Distemperler – Bunlar, suda mükemmel çözünürlüğe sahip, dayanıklı ve nefes alabilen boyalardır. Bağlayıcıları bitki veya hayvan tutkallarıdır. Distemperler kire karşı çok dayanıklı değildir, yıkanamazlar ve ortamdan nem çekerler. Genellikle kireç ve çimento-kireç sıvalarının boyanması için uygundurlar. Distemperler, yerini daha modern boyalara bıraktığı için artık neredeyse hiç kullanılmamaktadır.

d) Silikat boyalar – bağlayıcıları potasyum cam suyudur. Bu boyalar dayanıklı, yanmaz, neme dayanıklı ve yüksek mekanik dirence sahiptir. Tuğla, beton ve ahşap yüzeylere uygulanabilirler. Kururken havadaki _CO2’nin etkisiyle kürlenirler.

e) Silikon boyalar – dayanıklı ve hava koşullarına dayanıklı bir kaplama oluşturur. Silikon reçine esaslı olarak üretilirler. Beton, ahşap, tuğla ve alçı yüzeylerin boyanması için uygundurlar. Bu boyalar kendi kendini temizleme özelliğine sahiptir.

f) Epoksi boyalar: Bunlar, epoksi reçinesi ve sertleştiriciden oluşan iki bileşenli boyalardır. Uygulamadan önce her iki bileşen de karıştırılır. Epoksi boyalar mekanik hasarlara ve kimyasallara karşı yüksek direnç gösterir. Örneğin beton zeminlerin boyanmasında kullanılırlar. Üretimlerinde Roflam serisinden (F5, B7, P) fosfat ester bazlı katkı maddeleri kullanılabilir. Bu ürünler, eklendikleri malzemelere yüksek yangın direnci sağlar. Bu sayede, çelik yapı elemanlarının hidrokarbon ve jet yangınlarının etkilerine karşı korunmasında önerilen pasif yangın koruma sistemlerinde kullanılabilirler. Roflam serisi ürünleri, kamusal alanlarda (örneğin havaalanları, koridorlar, otoparklar vb.) yaygın olarak kullanılan şişen boyaların formülasyonlarının oluşturulmasında bileşen olarak kullanılabilir. Ayrıca, Roflam ürünleri petrokimya, enerji, petrol ve gaz endüstrilerinde de oldukça yaygın bir kullanım alanına sahiptir.

g) Klor kauçuk esaslı boyalar – Bu tür boyalar için bağlayıcı, kauçuğun yumuşatıcı maddeler eklenerek klorlanmasıyla elde edilir. Bu şekilde elde edilen klor kauçuk esaslı boyalar suya, asitlere ve alkalilere dayanıklıdır, ancak tüm organik çözücülere (alkol hariç) karşı oldukça hassastır. Kapı ve çitler için koruyucu boya olarak kullanılabilirler.

h) Vinil boyalar – suya ve çeşitli kimyasal bileşiklere dayanıklıdır. Polivinil klorür çoğunlukla bağlayıcı olarak kullanılır. Vinil boyalar, çoğunlukla oluklar ve pencere pervazları gibi galvanizli çelikten yapılmış malzemelerin kaplanmasında kullanılır.

i) Poliüretan boyalar – poliüretan reçineleri esas alınarak üretilir. Bu boyaların iki türü vardır: tek ve iki bileşenli. Tek bileşenli boyalar nem etkisi altında kürlenirken, iki bileşenli boyalar sertleştirici ilavesi gerektirir. Poliüretan boyalar sert ve aşınmaya dayanıklı kaplamalar oluşturur. Ahşap, metal ve plastik yüzeylerin boyanmasında kullanılırlar. Çok yüksek toksisiteye sahiptirler.

j) Yapısal boyalar – Bu, yüzeye kalın bir tabaka halinde uygulanan ve kuruduktan sonra yüzeye uygun bir desen (yapı) kazandıran özel bir boya türüdür. Bu tür boyalar sayesinde çeşitli dekoratif duvar dokuları elde edebilirsiniz. Yapısal boyalar, beton, ahşap, alçıpan, sıva ve diğer birçok yüzeyi kaplamak için uygundur.

k) Sprey ve toz boyalar – yüzeylerde özel görsel efektler elde etmek için kullanılırlar. Tabanca kullanılarak çeşitli yüzeylere uygulanırlar. Bu tür boyalar sayesinde her türlü çatlama ve kıymıklara dayanıklı kaplamalar elde etmek mümkündür. PCC Grubu’nun Rostabil serisi (TNF, TPP, DPDP, DDPP) ürünleri, termal işlemde toz boya üretiminde başarıyla kullanılabilir. Organik fosfatlara dayalı bir yapıya sahip bir antioksidan grubudur. Rostabil serisi ürünleri aynı zamanda etkili termal ve işleme stabilizatörleri olarak da kullanılabilir. Benzersiz özellikleri sayesinde, işleme ve kürleme döngüleri sırasında renk kontrolü sağlarlar.

Vernikler – türleri ve açıklamaları

Vernik olarak bilinen boyalar, bir çözücü içinde çözünmüş katı bir bağlayıcı içerir ve buharlaşması sonucu kurur. Dekoratif ve koruyucu amaçlı yüzey kaplama malzemeleri olarak yaygın olarak kullanılırlar.

Vernikler ayrıca çok geniş bir sıcaklık aralığında hızla kürlenme özelliğine sahiptir. Vernik, ana hammaddesi sert ve doğrusal bir polimer olan şeffaf veya pigmentli kaplamalar oluşturabilen bir son kat türüdür. Verniklerin doğası ve özellikleri, yapılarına büyük ölçüde bağlıdır. Vernik üretiminde en çok kullanılan çözücüler genellikle beyaz ispirto veya mineral terebentindir. Birçok vernik türü ayırt edilebilir ve bunlar genel olarak iki gruba ayrılır: solvent bazlı ve su bazlı.

Solvent bazlı vernik çeşitleri

Solvent bazlı vernikler, mekanik hasara karşı yüksek direnç gösteren çok sert kaplamalar oluşturur. Homojen bir yapı oluşturarak nemin içeri girmesini de engeller. Bu vernik türünün en önemli bileşeni, genellikle hoş olmayan ve yoğun bir kokuya sahip olan solventtir. Solvent bazlı vernikler birkaç alt gruba ayrılabilir:

a) Solvent bazlı poliüretan vernikler – piyasadaki en iyi verniklerden biridir. Tek ve iki bileşenli vernikler mevcuttur. Tek bileşenli poliüretan vernikler, sertleşmek için havadaki nemi kullanır. Buna karşılık, iki bileşenli verniklerin karakteristik özelliği iki aşamalı kurumadır. İlk aşamada çözücü buharlaşır, ardından kimyasal kuruma gerçekleşir ve vernik sertleşir. Poliüretan verniklerin avantajları, neme karşı dirençleri ve yüksek esneklikleridir. Ne yazık ki, genellikle oldukça toksiktirler. Saten parlaklığa kadar geniş bir yüzey yelpazesi elde etmeyi sağlarlar. Poliüretan vernikler, aşınma dirençleri nedeniyle, çoğunlukla salonlar ve dinlenme salonları gibi yoğun hareketin olduğu odalardaki zeminlerin cilalanmasında kullanılır.

b) Nitroselüloz vernikler – Üretimlerinin ana hammaddesi nitroselüloz reçinesidir. Genellikle sülfürik veya nitrik asitle işlenmiş pamuktan elde edilir. Nitroselüloz vernikler ayrıca sertliklerini ve parlaklıklarını artıran polyester ve alkid reçineleri gibi bir dizi başka madde de içerir. Çoğunlukla ışık ve sıcaklığa karşı direnci artıran ftalatlar olmak üzere plastikleştirici katkı maddeleri de kullanılır. Nitroselüloz vernikler, mobilya ve çeşitli ahşap elemanların boyanmasında kullanılır. Ayrıca poliüretan vernikler için taban katmanı olarak da kullanılırlar.

c) Yağ reçineli vernikler – Üretimlerinde kullanılan hammaddeler kuruyan yağlar, doğal veya sentetik reçineler, incelticiler ve genellikle görünümlerini veya özelliklerini değiştiren çok sayıda katkı maddesidir. Bu vernikler, atmosferik etkenlere, özellikle de UV ışınlarına karşı yüksek dirençleriyle öne çıkar. Ne yazık ki, sertlik ve aşınma direnci de düşüktür. Panellerden pencere ve kapılara kadar tüm ahşap yüzeylerin boyanmasında kullanılabilirler. Ayrıca, yoğun trafiğin olmadığı odalarda zemin kaplaması olarak da kullanılabilirler.

d) Alkollü vernikler – Kuruma süreleri genellikle 60 dakikayı aşmayan çok kısa bir süreye sahiptir. Maalesef tüm darbelere ve atmosferik koşullara dayanıklı değildirler. Alkollü verniklerin üretiminde kullanılan hammaddeler, etil alkolde çözülmüş doğal veya sentetik reçine çözeltileridir. Alkollü vernikler, iç mekanlardaki oyuncakları ve çeşitli ahşap elemanları boyamak için kullanılabilir. Bu türde yaygın olarak kullanılan bir vernik örneği, karakteristik bir parlaklığa sahip nispeten sert bir kaplama sağlayan ciladır.

Su bazlı vernikler – türleri ve uygulamaları

Su bazlı verniklerde ana inceltici sudur. Metil ester esnekliklerinden sorumludur ve yüzey aktif maddeler yüzey gerilimlerini azaltan maddelerdir. PCC Group, boya ve vernik endüstrisinde kullanılabilen geniş bir yelpazede yüzey aktif maddeler sunmaktadır. EXOdis PC30, suda çözünür formülasyonlarda bazik bir dağıtıcı madde olarak kullanılabilir. Su bazlı vernikler, yapısı (sulu poliakrilik asit) sayesinde mükemmel bir son stabilizasyon sağlar. Bu ürün aynı zamanda iç mekanlar için beyaz dekoratif boya üretiminde de kullanılabilir.

Su bazlı vernikler kullanılan yapıştırıcı türüne göre üç gruba ayrılabilir:

a) Akrilik vernikler – Bunlar, ahşabın rengini değiştirmeden şeffaf kaplamalar oluşturan ucuz maddelerdir. Düşük aşındırıcılık ve mekanik direnç özelliklerine sahiptirler ve en büyük avantajları düşük toksisiteleridir. Genellikle ahşap ev eşyalarının ve az kullanılan zeminlerin boyanmasında kullanılırlar.

b) Su bazlı poliüretan vernikler – aşınmaya ve mekanik hasara karşı çok yüksek direnç gösterirler. Ayrıca, neme ve sıcaklık değişimlerine karşı dayanıklıdırlar. Poliüretan solvent bazlı vernikler gibi, tek ve iki bileşenli vernikler olarak ikiye ayrılırlar. Çok dayanıklı kaplamalar oluşturdukları için genellikle oturma odalarındaki zeminlerde kullanılırlar.

c) Poliüretan-akrilik vernikler – özellikleri her iki bileşenin oranına bağlıdır. Bileşiminde daha fazla poliüretan bulunan vernikler daha yüksek sertlikle karakterize edilir. Poliüretan-akrilik vernikler tek veya iki bileşenli olarak mevcuttur. Ayrıca, mekanik mukavemetlerini ve aşınma dirençlerini artıran çeşitli sertleştiriciler içerebilirler. Ne yazık ki, bu durum toksisitelerini de artırır.

Modern su bazlı boyalar çeşitli bileşenler içerir. Bu nedenle, boyanın uygun kıvamını ve stabilitesini sağlamak için bunları iyice karıştırmak özellikle önemlidir. Tam da bu amaçla dağıtıcı maddeler kullanılır. Boyanın uygun performans özelliklerini sağlamanın yanı sıra, istenen renk doygunluğunu verir ve yeterli pigmentasyonu sağlarlar. Rodys serisi ürünler, çözücü olarak su içeren boyalarda kullanılan oldukça etkili dağıtıcılardır. Boyaların, organik ve inorganik pigmentlerin ve takviye pigmentlerinin sulu dispersiyonları için idealdir. Demir oksit bazlı pigment pastaları kullanıldığında optimum sonuçlar elde edilebilir. Pigment parçacıklarının topaklanmasının etkili bir şekilde önlenmesi sayesinde, nihai ürün mükemmel şekilde renklendirilir. Ayrıca, Rodys serisi ürünler, yüksek katı madde içerikli dispersiyonlardaki süspansiyonların viskozitesini azaltır. Bu ürün yelpazesi, tekstil, kauçuk, bitüm ve beton vernikleme işlemlerinde kullanılır. Beyaz su bazlı boyaların mükemmel stabilizasyonunu sağlayan bir diğer dağıtıcı madde ise Tensol DDM’dir . Titanyum beyazı ve mineral dolgulara karşı çok iyi dispersiyon özelliğine sahiptir. Tensol DDM kullanımı sayesinde boya ürünlerindeki pigmentlerin yüksek uyumluluğu elde edilir.