سته از پوشش‎ها توسط کنترل جرم مولکولی رزین و فرمولاسیون مناسب پوشش به میزان قابل توجهی مصرف حلال‎ها کاهش می یابد و در مورد بعضی از انواع‎، پوشش‎ها ی بدون حلال نیز تهیه می شود . در این دسته از پوشش‎ها جرم مولکولی وگرانروی رزین از اهمیت بسزایی برخوردار است چرا که با توجه به درصد جامد بالای این پوشش‎ها‎، اگر جرم مولکولی رزین های مورد استفاده بالا باشد‎، گرانروی به شدت بالا خواهد رفت . بنابراین نیاز به جرم مولکولی پایین و توزیع جرم مولکولی باریک جهت دستیابی به گرانروی مناسب می باشد . جهت کنترل گرانروی این پوشش‎ها‎، کنترل واکنش پلیمریزاسیون و دست یابی به رزین های با جرم مولکولی پایین ضروری می باشد . با توجه به اینکه کاهش جرم مولکولی رزین سبب افت خواص فیزیکی‎، مکانیکی و شیمیایی پوشش می شود بایستی به گونه ای عمل گردد که از طریق کنترل فرمولاسیون و استفاده از مواد اولیه مناسب‎، رزین هایی با گرانروی مناسب و خواص فیزیکی‎، مکانیکی و شیمیایی قابل قبول حاصل شود . وجود مشکلات فوق در تهیه این پوشش‎ها و توجه به این نکته که با استفاده از این پوشش‎ها نمی توان میزان مصرف حلال های آلی را به میزان قابل توجهی کاهش داد سبب شده تا روند رو به رشد این پوشش‎ها نسبت به سایر پوشش‎ها پایین تر بوده و آمار و ارقام نشان دهنده کاهش سرعت رشد این پوشش‎ها در چند سال آینده باشد .
ج)پوشش های پودری
در این دسته از پوشش‎ها ،مصرف حلال هاب آلی به صفر می رسد وبه دلیل پتانسیل بسیار بالا این پوشش‎ها جهت کاهش میزان آلودگی های زیست محیطی ناشی از مصرف حلال های آلی ،امروزه رویکرد صنایع به سمت استفاده از این پوشش‎ها می باشد وهمه ساله بر میزان مصرف این پوشش‎ها افزوده می شود.
با توجه اینکه در این پوشش‎ها از حلال استفاده نمی شود، بنابراین فرآیند تهیه نسخ رنگ منحصر به فرد بوده وبایستی رنگدانه را به کمک افزودنی های خاص داخل رزین دیسپرس کرد وعلاوه براین روش‎ها ی اعمال این پوشش‎ها نیز منحصر بفرد می باشد ونیاز به سرمایه گذاری بیشتری نسبت به سایر پوشش‎ها دارد.
جهت دستیابی به فیلم مناسب در این پوشش‎ها نیاز به دقت و کنترلهای فراوانی می باشد. در صورت نامناسب بودن فرمولاسیون ویا شرایط اعمال نامناسب پدیده هایی از قبیل پوست پرتقالی شدن و حفره دار شدن مشاهده خواهد شد. بنابراین هر چند با استفاده از این پوشش‎ها می توان میزان مصرف حلال های آلی را به صفر رساند ولی حذف حلال از سامانه پوششی منجر به پیدایش محدودیت هایی می شودکه در نهایت باعث بالا رفتن قیمت تمام شده این پوشش‎ها خواهد شد . علاوه بر این ،این پوشش‎ها بایستی جهت تشکیل فیلم ،داخل کوره حرارت داده شوند تا پدیده بهم چسبیدن ذرات که اولین مرحله تشکیل فیلم می باشد انجام شودوبنابراین در مورد سطوح حساس به حرارت مانند سطوح چوبی و پلاستیکی ،استفاده از این پوشش‎ها محدودیت دارد.
د)پوشش های تابش پز
استفاده از پوشش های تابش پز نیز به عنوان یک راهکار مناسب جهت کاهش آلودگی زیست محیطی ناشی از مصرف حلال های آلی ارایه شده است . این پوشش‎ها هم اکنون سهم زیادی در صنعت ندارند ولی با توجه به خواص و ویژگی های این پوشش‎ها روند استفاده از آنها به سرعت رو به افزایش است .
استفاده از این پوشش‎ها به ویژه برای سطوح حساس به دما مانند سطوح پلاستیکی و چوبی مورد توجه قرار دارند. در بعضی از مراجع ،این پوشش‎ها بصورت جداگانه در دسته بندی راهکارهای ارایه شده جهت کاهش میزان مصرف حلال‎ها ی آلی قرار نمی گیرند،چرا که این پوشش‎ها می توانند زیر مجموعه ای از پوشش‎ها ی پودری ،پوشش های پر جامد و غیره باشند ودر واقع می توان گفت پخت با اشعه، روشی جهت خشک شدن و تشکیل فیلم می باشد .
استفاده از هر کدام از پوشش های فوق دارای مزایا ومعایبی بوده و تولید هریک از پوشش های فوق نیاز به تکنولوژی مخصوص به خود داشته است.
تاریخچه استفاده از پوشش‎ها ی پایه آبی
استفاده از مواد پوششی پایه آبی از زمان های قدیم رایج بوده است و به عنوان نمونه می توان به مخلوط خاک رس در آب که با مواد رنگزای طبیعی مانند پوست درختان ،دانه‎ها وغیر ه به کار می رفتند،اشاره نمود . بعدها رنگدانه‎ها در صمغ ،چسب ،سفیده تخم مرغ و ژلاتین دیسپرس شده ومورد استفاده قرار می گرفتند.
با ورود روغن های خشک شونده مالئینه شده وآلکیدهای امولسیونی در دهه چهل میلادی مواد پوششی پایه آبی پا به عرصه بازارهای جهانی گذاشت. بعد از آن نیز پلی وینیل استات ولاتکس های بوتادین -استایرن در آلمان و آمریکا تهیه ومورد استفاده قرار گرفتند.
اهمیت پوشش های پایه آبی با بکار گیری آنها در روش های الکترودیپوزیشن بیشتر شد.در آغاز دهه شصت میلادی شرکت فورداین روش را برای اعمال آستری خودرو بکار برد.رشد پوشش آب پایه طی سال های 1960-1955 انگیزه مضاعفی جهت تهیه رزین های آبی به وجود آوردو امروزه نیز تلاش گسترده ای جهت عرضه پوشش‎ها ورزین های پایه آبی با خواص مناسب جهت کاربرد های مختلف در حال انجام می باشد .

میزان مصرف انواع سامانه های پوششی
آمار و ارقام ارائه شده در منابع و مراجع مختلف‎، نشان دهنده کاهش چشمگیر میزان تولید و مصرف سامانه های پوششی که به نحوی در تهیه آنها از حلال های آلی استفاده می شود‎، بوده و از طرف دیگر روند مصرف سامانه هایی که در آنها حلال استفاده نمی شود و یا میزان مصرف حلال آلی در آنها کم است پیوسته رو به افزایش است .
انواع پوشش های پایه آبی
نامگذاری های متفاوتی برای این پوشش‎ها توسط محققان مختلف پیشنهاد شده و هنگامی که از این پوشش‎ها صحبت به میان می آید اصطلاحاتی از قبیل محلول در آب‎، رقیق شونده با آب‎، پایه آبی‎، دربردارنده آب‎، پراکنه آبی‎، پراکنه کلوئیدی‎، امولسیون و لاتکس مطرح می گردد .
واژه پوشش های در بردارنده آب به عنوان یک اصطلاح کلی برای معرفی پوشش هایی که در فرمولاسیون آنها از آب به عنوان حلال و یا رقیق کننده استفاده می شود . این پوشش‎ها عمدتاً شامل دو گروه اصلی پوشش های رقیق شونده با آب و پوشش های لاتکس می باشند . واژه رقیق شونده با آب به پوششی اطلاق می شود که رزین به کار رفته در آن در یک حلال تولید می شود و سپس در آب رقیق می شود تا رزین به فرم پراکنه ای در داخل آب در آید . این رزین‎ها به خودی خود در داخل آب به صورت امولسیون در می آیند و نیازی به امولسیفایر ندارند . لازم به ذکر است بعضی نویسندگان این گروه از رزین‎ها را تحت عنوان محلول در آب نامگذاری می کنند در حالیکه این رزین‎ها واقعاً محلول در آب نیستند .
بعضی از نویسندگان‎، پوشش های لاتکس را تحت عنوان پوشش های امولسیونی نامگذاری می کنند در حالیکه لاتکس به پوشش هایی گفته می شود که پراکنه ای از ذرات جامد پلیمر در آب داشته باشد و امولسیون به پوشش هایی اطلاق می شود که پراکنه ای از مایع داخل مایع باشند .
رزین های پایه آبی اکثراً رزین های رقیق شونده با آب بوده و به صورت امولسیون هایی هستند که از مایسل هایی تشکیل شده اند که هر کدام حاوی تعدادی مولکول پلیمر می باشند و بوسیله مولکول های آب احاطه شده اند . هر چه اندازه مایسل‎ها کوچکتر باشند اندازه ذرات کاهش می یابد و در یک نقطه اندازه مایسل‎ها آنقدر کوچک می شوند که با چشم دیده نمی شوند و پراکنه حاصل شفاف به نظر می رسد . در یک تقسیم بندی دیگر با توجه به اندازه ذرات مولکول های پلیمر داخل آب‎، رزین های پایه آبی به سه دسته امولسیونی‎، کلوئیدی و محلول در آب تقسیم بندی می شوند(جدول 2-2) .
پوشش های رقیق شونده با آب
همانگونه که قبلاً نیز اشاره شد‎، رزین های مورد استفاده در پوشش های پایه آبی‎، محلول در آب نیستند . اکثر این رزین‎ها‎، محلول هایی از یک رزین در حلال قابل امتزاج با آب می باشند . این رزین‎ها دارای گروه های قطبی بوده که به صورت جزیی با عوامل خنثی کننده مناسب خنثی می شوند تا رزین قابلیت رقیق شدن با آب را پیدا کند . جهت تهیه ماده پوششی‎، رنگدانه در داخل رزین دیسپرس شده و عوامل شبکه ای کننده و سایر افزودنی‎ها به پراکنه تشکیل شده اضافه می شود و سپس پراکنه حاصل با آب رقیق گردد]14[.
جدول 2-2خواص انواع مختلف پوشش های پایه آبی]14[
ویژگی/ نوع سامانهمحلول در آبدیسپرسیون کلوئیدیامولسیونیظاهرشفافشفاف – ابریپشت پوشجرم مولکولیgr/mol gr/molgr/molاندازه ذراتکوچکتر از 01/0 میکرون0.1- 0.01 میکرونبزرگتر از 1/0 میکرونگرانرویوابسته به جرم مولکولیوابسته به جرم مولکولی و PHمستقل از جرم مولکولیدرصد جامد درگرانروی مناسببرای اعمالپایینمتوسطبالاخواص ئولوژیکینیوتونیتقریباً نیوتنیشبه پلاستیکبراقیتبا لا
2-2-4 نواحی پلیمریزاسیون امولسیونی
یک دستورالعمل اساسی برای پلیمریزاسیون امولسیونی حاوی مونومر، آب، سورفکتانت و آغاز گر میباشد. در شروع واکنش، مونومر دراثر اختلاط به صورت قطراتی در فاز آبی پیوسته دیسپرس میشود. بسته به مقدار سورفکتانت اضافه شده، مایسلهایی از این سورفکتانت در سیستم وجود خواهد داشت و امکان دارد که مقداری از مونومر در هست? آبگریز این مایسل‎ها قرار گیرد، معمولاً آغازگر در فاز آبی حل خواهدشد.

  • 2