boya teknolojİsİne genel bakiŞ

BOYA TEKNOLOJİSİNE GENEL BAKIŞ

05.10.2006uzel.akr

1. Boyanın Tanımı ve İşlevi

1.1. BOYA TANIMI :

Katı bir yüzey üzerine yayılabilen, kuruyarak veya sertleşerek o yüzey üzerine yapışıp dekoratif ve koruyucu bir film oluşturan sıvı veya toz malzemelerdir.

1. Boyanın Tanımı ve İşlevi

1.2. BOYANIN İŞLEVİ

Dekoratif Özellikler: RenkParlaklıkEfekt , vb

Koruyucu Özellikler: KorozyonSu, yağ, asitGüneş ışığıIsı ve ısı değişimleri

Boyalar bunların dışında işaretleme, elektrik yalıtkanlığı, antibakteriyel koruma amaçları ile de kullanılabilirler.

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

BOYA YAPISI :

2.1. Reçine : Film oluşturucu2.2. Pigment & Dolgu : Renk, örtücülük, dolgu gücü2.3. Katkılar : Yardımcı malzemeler2.4. Çözgenler : Akışkanlık verici

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

BOYA HAMMADDELERİ :

2.1. Bağlayıcılar (Reçine) :

Boya uygulandıktan sonra, çözücü uçması veya kimyasal bir reaksiyon sonucu sıvı halden katı hale dönüşen malzemelerdir. Boyaya; dayanım, yapışma, elastikiyet, sertlik, parlaklık gibi temel özellikleri verir.

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

Temel Bağlayıcılar :- Alkid : Ekonomik, üretim çeşitliliği, zayıf dış dayanım- Akrilik :TPA, TSA, sertlik, dış dayanım, renk dayanımı- Polyester : Elastikiyet, dış dayanım, sanayi ve otomotiv- MF / ÜF : Fırın kürlendirme, optimum sertlik / esneklik- Epoksi : İyi yapışma, iyi kimyasal ve korozyon direnç- Nitroselüloz : Hızlı hava kuruma, vernik ve rötuş- Silikon : Yüksek ısıya ve korozyona dayanıklı- Vinil : Yapışma, hızlı kuruma, asit ve su direnci

2.2. Pigment & Dolgular :

2.2.1. Pigmentler : Boyada örtücülük ve renk gibi optik ve görsel etkileri oluşturan, boyutları 0.01-1.0 mikron arasında değişen toz malzemelerdir.Genellikle estetik amaçlı kullanılırlar. Koruyuculuk fonksiyonları da vardır.

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

2.2.1.1 İnorganik Pigmentler :

- Titantum Di Oksit- Demiroksit- Krom Oksit - Kurşun Kromat Sülfat Molibdat

Renk olarak donuk, örtücüdürler.Dış dayanımları iyi, solvent dirençleri yüksektir.Ucuz

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

2.2.1.2. Organik Pigmentler (Sentetik):

- Azo- Fitalosiyanin- Vat - Quinacridone

Yüksek parlaklık ve renk şiddeti, ışığa dayanımDeğişken örtücülük ve dış dayanımPahalı

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

2.2.1.3. Metalik Pigmentler:

- Alüminyum pigmentler

Yüksek örtücülükDeğişken irilik ve temizlikLeafing / nonleafingReflektör görevi yaparlar

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

2.2.1.4. Sedefsi (İnci) Pigmentler:

- Mika (yüzeyi kaplama)

Metalik pigmentlere benzer, örtücülük daha düşükDeğişken irilik, ışıltı ve renklerdeŞeffafRötuşta renk tutturma problemi

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

2.2.2. Dolgular :

Boyaya; matlık, zımparalanabilme, dolgu gücü ve maliyet avantajı sağlayan iri taneli toz malzemelerdir.

- Talk- Barit- Kalsit- Silika- Mika- Kil

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

2.3. Katkılar :

Boyanın üretilmesi, depolanması, uygulanması ve uygulama sonrası performansını düzenlemek için az miktarlarda kullanılan yardımcı malzemelerdir.

Katkı kullanımı çoğu kez istenmeyen etkileri beraberinde getirir.

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

Tipik Katkılar- Çökme Önleyiciler- Akma Önleyiciler- Kabuk Önleyiciler- Köpük Önleyiciler- Krater Önleyiciler- Yayma Ajanları- Direnç Düşürücüler- UV Ajanları

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

2.4. Çözgenler :

Boya polimerini çözmek, seçilen uygulama yöntemine göre doğru uygulamayı sağlamak, uygulama yüzeyi üzerindeki akışı kontrol etmek, düzgün bir yüzey oluşturmak , mümkün olan optimum film kalınlığı ve kuruma süresini ayarlamak amacıyla kullanılan sıvı malzemelerdir.

Solvent seçimini etkileyen temel faktörler : Çözücülük, viskozite, kaynama noktası, buharlaşma hızı, kimyasal yapı, koku, zehirlilik ve maliyettir.

2. Boya Hammaddeleri Hakkında Genel Bilgiler

3. Boya üretim prosesi

•

İlk karıştırma ve öğütme

Aglomerat ve agregat halindeki pigment ve dolguların bağlayıcı ve solvent ortamı içerisinde birincil tanecik boyutuna indirgenerek homojen bir karışım elde etme ve ıslatılması işlemidir.

Islatma ve dispersiyon

Pigment tanecikleri üzerinde adsoblanmış olan hava ve suyun bağlayıcı-çözgen karışımı veya bazı yüzey aktif maddeler ile yer değiştirmesidir.

3. Boya üretim prosesi

3. Boya üretim prosesi

3. Boya üretim prosesi

Karıştırma ekipmanlarının 4 çeşidi

3. Boya üretim prosesi

Öğütme Mekanizmaları

Kesme kuvveti (Shear force)

Çarpma kuvveti (Impact force)

Sürtünme kuvveti (Rubbing force

3. Boya üretim prosesi

Öğütm

e işle

min

in 3

farklı m

eka

nizm

ası

3. Boya üretim prosesi

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları       

4.1. Solvent Buharlaşması 4.2. Polimerizasyon

4.2.1. Kondensasyon

4.2.2. Katılma 4.2.3.

Oksidatif

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları

4.1. Solvent Buharlaşması

Solvent veya suyun buharlaşması ile film oluşur

Yüksek molekül ağırlıklı termoplastik reçineler kullanılır

Solvent molekülleri reçineyi çözer

Fırınlama film oluşumunu hızlandırır

Düşük katı madde

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları

Solvent Buharlaşmasıyla Film Oluşturan Tipik Reçineler:

Selülozik

Klor Kauçuk

Vinil

Emülsiyon

Bitümlü

4.2. Polimerizasyon

 Film oluşumu kimyasal reaksiyon ile gerçekleşir

Oda sıcaklığında yeterince sert ve kalıcı film oluşmaz

Sertlik, fiziksel ve kimyasal direnç için çapraz bağlanma gerekir.

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları

4.2.1. Kondensasyon Polimerizasyonu

R-COOH + R’-OH R’-COOR + H2O

Asit Alkol Ester Su

Reaksiyonun gerçekleşmesi için yüksek ısı gerekir

MF / ÜF yaygın kullanılan amino reçineleridir.  

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları

Kondensasyon ile Film Oluşturan Tipik Reçineler:

Alkid - Amino

Polyester - Amino

Akrilik - Amino

4.2.2. Katılma polimerizasyonu

A + B C Reaksiyon sonucu yarı ürün oluşmaz

Bu tip polimerizasyona örnek olarak 2K (2 Komponentli) sistemler verilebilir.Oda sıcaklığında dahi reaksiyon gerçekleşir

Sınırlı kullanım süresi

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları

Katılma ile Film Oluşturan Tipik Reçineler:

Epoksi - Poliamid

Polyester - İzosiyanat

Akrilik - İzosiyanat

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları

4.2.3. Oksidatif Boyalar

Çift bağlara sahip yağ asitlerinin oksijen ile reaksiyonuFilm oluşumu uzun zaman alırFırınlama sadece çözgen uçuşunu hızlandırırUygulama kolaylığıDüşük maliyetZayıf kimyasal ve su direnciAntikorozif pigment kullanımı ile iyi korozyon direnci

4. Boya Filminin Oluşum Mekanizmaları

Oksidatif Kuruma Gerçekleştiren Tipik Reçineler:

Alkid

Yağ

5. Boyaların Sınıflandırılması

5.1. Kuruma Mekanizmalarına Göre

Fiziksel Kurumalı Kimyasal Kurumalı

Fırın Kurumalı Hava Kurumalı- Klor Kauçuk

- Vinil

- Nitroselüloz

- Emülsiyon

-Nem Kürlenmeli

- Poliüretan

- Zn Silikat

-2 K Sistemler

- Polyester / PÜ

- Akrilik / PÜ

- Epoksi / PA

-Oksidatif Kurumalı

- Alkid

- Yağ

-Alkid / Amino

-Polyester / Amino

-Akrilik / Amino

-Epoksi / Amino

5.2. Fonksiyonlarına Göre

- Astar- Arakat- Bazkat- Sonkat- Vernik- Macun

5. Boyaların Sınıflandırılması

Fırın Kurumalı Boyalar Hava Kurumalı

Özellik Alkid – AminoParlak

Polyester – AminoParlak

Akrilik – AminoParlak

Antikorozif Alkid 2 K Epoksi

Parlaklık İstenilen parlaklık İstenilen parlaklık İstenilen parlaklık İstenilen parlaklık İstenilen parlaklık

Elastikiyet ++ ++ + ++ ++

Kimyasal Direnç + ++ ++ + ++

Su Direnci + ++ ++ ++ +++

Korozyon Direnci + + + +++ +++

UV – Con 7 8 10 6 5

Dış (solma) Dayanımı

8 10 10 7 5

Uygulama Kolaylığı ++ + + +++ +

Fiyat / Kg 125 157 150 100 136

5. Boyaların Sınıflandırılması

Sistem Mukayesesi

6. ANK Kodlama Sistematiği

6.1. Boya, Vernik, Astar, Sertleşirici gibi Ürünlerİki (üç) harf, iki basamaklı sayı, iki harf ve üç basamaklı sayı

xxx – xx – xx - xxxRengin tonunu tanımlayan üç basamaklı sayı

Renk sınıfını tanımlayan harf :

B: Beyaz, S: Siyah, Y: Yeşil, M: Mavi, K: Kırmızı, H: Kahverengi, Z: Renksiz

M: Metalik, İ: Sedefli, H: Hammerton

Kullanılan bağlayıcı sistemine göre değişen 2 basamaklı sayı

Boyanın hangi amaçla kullanıldığını tanımlayan harfS: Sonkat, A: Astar, B: Sertleştirici, V: Vernik

Boyanın sert bir filmi nasıl oluşturduğunu tanımlayan harf N: Nitroselülozik boyalar gibi, solvent buharlaşmasıyla K: Havadaki oksijenle reaksiyona girerek F: (Fırın kürlenmeli) Yüksek sıcaklıkta reaksiyona girerek B: Bileşenli sistemler

E : Elektrostatik uygulanan boyalar

6. ANK Kodlama Sistematiği

6.2. Tinerlerİki (üç) harf, dört basamaklı sayı

xxx – xxxx

Tinerin formül ayrıntısına göre belirlenen dört basamaklı sayı

Tinerin hangi boya türü ile kullanılmaya uygun olduğunu tanımlayan harf N: Solvent buharlaşmasıyla kürlenen boyalar için K: Havadaki oksijenle reaksiyona giren boyalar için F: Fırın kürlenmeli boyalar için B: Bileşenli sistemler için

Malzemenin tiner olduğunu simgeleyen T harfi

E : Elektrostatik uygulanan boyalar için