Transcript JOTUN - BOYANIN KİMYASI
Paint School
JPS Deco - 02chem / 1
Boya Nedir ?
Paint School
JPS Deco - 02chem / 2
Boya nelerden oluşur?
• • • • •
Bağlayıcı
– (Alkid, Akrilik, PVA, Epoksi.... vb.)
Pigmentler
– (titan. dioksit, demir oksit, )
Dolgu malzemeleri
– (Talk, Kalsiyum karbonat.... vb.)
Solventler
– (Su, white-spirit.... vb.)
Katkı maddeleri
– (Kurutucular, kalınlaştırıcılar.... vb.)
Boya Bileşenleri
Boyalar Bağlayıcılar Pigmentler Solventler Doğal Reçine
•Drying oil •Kömür katranı •Nitro-selüloz
Sentetik Reçine
•Alkid •CR •Epoksi •Polyester •Poliüretan •Silikat •Vinil
Paint School
JPS Deco - 02chem / 3
Renklendirici Extender Inhibitive pigm.
Katodik koruyucu Biositler Hydro karbonlar Ketonlar Esterler Eterler Alkoller Su Katkılar Wetting agent Anti-settling Drier Anti-skinner Plasticiser
Boya, vernik ve stain arasındaki fark nedir ?
Sadece mat yada İpekmat Vernik Bağlayıcı Pigment Dolgu mad.
Solventler Additives Boya Stain Vehicle: Binder + solvents Paint School
JPS Deco - 02chem / 4
Paint School
JPS Deco - 02chem / 5
Bağlayıcının görevleri
• • • •
Elimizdeki boya/kaplama tipini tanımlar Pigment ve dolgu malzemelerinin yapışması ile kuru film oluşturur Yüzeye yapışmayı sağlar Su, kimyasal, solvent ve UV dayanımı sağlar
Bağlayıcı nedir ?
Kuruma yada kürlenme sonrası film oluşturan sıvı yada solüsyon.
Kuruma/kürlenme oluşumu aşağıdadır: A.
Solvent/su buharlaşması
B.
(fiziksel kuruma).
Solvent buharlaşması ve kuruma sırasında kimyasal bir reaksiyonun oluşması (kimyasal / kürlenme).
Paint School
JPS Deco - 02chem / 6
Paint School
JPS Deco - 02chem / 7
Bağlayıcının boyaya sağladığı özellikler
• • • •
Elimizdeki boya/kaplama tipini tanımlar Pigment ve dolgu malzemelerini bağlayarak katı bir film oluşturur Yüzeye yapışmayı sağlar Su,kimyasal, solvent ve UV dayanımı sağlar
Genel bağlayıcı tipleri
• • • • • • • • Yağlar ( doğadan, bitkilerden soya veya keten yağı..) Alkid / Üretan alkid Latex (PVA, PVC, Akrilik) Poliüretan Klor Kauçuk Epoksi (solvent ve su bazlı) Vinil + yukarıdakilerin karışımı (i.e.......... modifiyeler)
Paint School
JPS Deco - 02chem / 8
Çeşitli bağlayıcıların yüzeye nüfuz özellikleri Vinil Klor kauçuk Epoksi Poliüretan Yüzey toleranslı boya: Mastik Epoksi Üretan alkid Alkid Kaynatılmış bezir Ham bezir Paint School
JPS Deco - 02chem / 9
Ana bağlayıcı grupları Bağlayıcılar aşağıdakilere göre gruplandırılırlar:
• Kuruma prosesi • Kürlenme mekanizması
Paint School
JPS Deco - 02chem / 10
Paint School
JPS Deco - 02chem / 11
Farklı kuruma prosesleri
• • • •
Oksidasyon ile kuruma Fiziksel kuruma Kimyasal kürlenme IR / UV ile kürlenme
Kürlenme mekanizmalarına göre ana bağlayıcı grupları
•
Oksidasyon ile kuruma Alkid
• • • • •
Fiziksel kuruma (Çözücü buharlaşması ile ) Klor kauçuk Vinil Akrilik Asfalt Katran Paint School
JPS Deco - 02chem / 12 • • • •
Kimyasal kürlenme Epoksi Poliüretan Polyester Silikat
Oksidasyon boyunca kuruma Solventler buharlaşır Oksijen girişi olur.
Reaksiyon başlar: Polimer molekülleri kimyasal yapışma ile birbirine bağlanır Paint School
JPS Deco - 02chem / 13
Oksidasyon sırasında kuruma
• • • Solventler buharlaşır Oksijen girişi ile reaksiyon başlar Polimer molekülleri kimyasal yapışma ile birbirine bağlanır Video: Movies / Oxiddry1
Paint School
JPS Deco - 02chem / 14
Fiziksel kuruma Solvent bazlı boyalar Solventler buharlaşıyor Paint School
JPS Deco - 02chem / 15
Polimer molekülleri toplanıyor: Polimer molekülleri bağ yapısını oluşturuyor.
Fiziksel Kuruma
• • • • Solventler buharlaşıyor Moleküller toplanıyor Polimer molekülleri birbirine yapışıyor Kimyasal yapışma yok Video: Movies / Physdry1
Paint School
JPS Deco - 02chem / 16
Kimyasal Kürlenme Çift komponentli boya Solventler buharlaşıyor = Polimer = Kürlenme ajanı (sertleştirici) Polimer ve sertleştirici molekülleri yeni bir kimyasal yapı oluşturmak üzere reaksiyona giriyor Paint School
JPS Deco - 02chem / 17
Kimyasal reaksiyon kurumalı boyalar
• • • • Solvent buharlaşır. Polimer moleküller birbirine doğru yaklaşır.
Moleküller kimyasal bağlar ile birbirine bağlanır.
Yüzeyde 3 boyutlu bir film tabakası oluşur.
Paint School
JPS Deco - 02chem / 18 Video: Movies / Curing1
Paint School
JPS Deco - 02chem / 19
Kurumayı etkileyen faktörler nelerdir ?
• • • • • • • Bağıl nem (% R.H.) Havalandırma Sıcaklık Film kalınlığı Kat sayısı Solvent buharlaşma hızı Çoğu teknik bülten 23°C ve 50% RH e göre hazırlanır.
Nefes alma özellikleri
Yağmur Yüzey Nefes almayan boya Kuruma süresi Yüzey Yağmur Yüzey Nefes alan boya Kuruma süresi Yüzey Paint School
JPS Deco - 02chem / 20
Bağlayıcılarına göre boya çeşitleri Bezir yağı
Zamanın en iyisi bugün çağ dışı
Alkid boya
Her zaman koşan at
Gelişmiş boya sistemleri
Daha fazlasını isteyenler ve bunu ödemeye istekliler için
Paint School
JPS Deco - 02chem / 21
Boyanın modifikasyonu
• • •
Bir boya bazı orjinal bağlayıcılar yerine uygun başka bir bağlayıcı konularak modifiye edilebilir.
Modifiye epoksi örnekleri: – – – Mastik epoksi Kömür katran epoksi Fenolik epoksi
Boyanın yeni özelliklerini aşağıda toplayabiliriz:
– – – Geliştirilmiş yüzeye nüfuz özellikleri Daha iyi suya dayanım Daha iyi kimyasal dayanım
Fakat orjinal özelliklerin bazıları da kaybedilir .
Paint School
JPS Deco - 02chem / 22
Paint School
JPS Deco - 02chem / 23
Genel boya tipleri
(bağlayıcılarına göre)
• • • • •
Alkid (yağ) Latex / Emülsiyon Akrilik Epoksi Poliüretan
Avantajlar
Oksidasyon kurumalı İyi uygulama özellikleri
Alkid (yağlı) boyalar
Limitler
Zayıf kimyasal dayanım ( özellikle alkaliye karşı ) Limitli su dayanımı ( Submerged ) 1 bileşenli (basit!) Limitli solvent dayanımı İyi yüzey ıslatma özelliği Limitli kalınlıkta uygulanabilmesi Atmosferik şartlara dayanım ( Yüksek KFK dan sakınmalı- Kolay bakım tutum • • Run&Sagging ) Yavaş kürlenme / Solvent kokusu Limitli UV sebebi ile karanlık oda veya alanlarda sararma
Paint School
JPS Deco - 02chem / 24
Bezir yağı Soya yağı Tall-oil Alkid üretimi
+
Acid Alkyd 150 - 200° C 200 - 300° C (H 2 O) (C 2 H 5 OH) Alkol Paint School
JPS Deco - 02chem / 25
Alkid kuruma prosesi Oksidasyon ile kuruma
Paint School
JPS Deco - 02chem / 26 Oksijen O 2 Tiner Bağlayıcı Auxiliaries Pigmentler / Dolgu Maddeleri
Yaş film:
Oksijen O 2 Tiner Yüzey
Kuru boya filmi:
Yüzey
Latex / Emülsiyon
• • •
Orjinali: Kauçuk ağacından alınarak üretilmiştir.
Günümüzde: Sentetik olarak yapılır Örneğin: Polivinilasetat, Poli-acrilat (Fenomastic, Jotashield) Paint School
JPS Deco - 02chem / 27
Latex nasıl yapılır?
Emülsiyon reaktörlerde üretilir.
1.
Su Katkılar: emulsifying ajanı kalınlaştırıcı gibi
2.
60-80 °C ye ısıtılır 3.
Monomer ( En küçük ‘’tuğlalar’’ ) örnek: Vinil-asetat Akrilatlar Stiren
Su
Supply of initiator reaksiyonu başlatır
Polimer -particles Reaksiyon zamanı 60-80°C yaklaşık 3-5 saat Paint School
JPS Deco - 02chem / 28
Latex - kuruma prosesi Fiziksel kuruma
Su Yaş film Kuru film Paint School
JPS Deco - 02chem / 29 1 - Su yaş boya filmini terkeder 2 - Polimerler kuru film oluşturmak üzere birlikte “erir”
Latex boyanın özellikleri
Paint School
JPS Deco - 02chem / 30 • • •
Alkali dayanımı: Akriliklerin iyi, PVA ların limitli Kısa kuruma süresi Su dayanımı: Akriliklerin iyi, PVA ların limitli
• •
Termoplastik Yüzeye nüfuz özelliği zayıf (Bağlayıcı uzun zincirlerden oluşur)
Paint School
JPS Deco - 02chem / 31
Akrilik bağlayıcılar
• • • • •
Çok güçlü bir bağlayıcıdır Yüzeye mükemmel yapışır Işık dayanımı iyidir Atmosferik şartlara dayanımı iyidir Sararmazlar
Paint School
JPS Deco - 02chem / 32
Akrilik
Gerekli oran min. 90% Akrilik
•
Saf akrilik
•
Akrilik kopolimer > 90% > 10% Akrilik
Akrilik vs. PVA
Alkali dayanımı: Atm. şartlara dayanım: Parlak yüzeye yapışma:
PVA İyi Orta Limitli Acrylic Mükemmel İyi İyi Paint School
JPS Deco - 02chem / 33
LATEX
(Akrilik oranı arttıkça, kalite de artar)
PVA AKRİLİK Paint School
JPS Deco - 02chem / 34
Toyota Rolls Royce
Paint School
JPS Deco - 02chem / 35
Epoksi Boya
Part A: Part B: Chemical reaction evaporation of solvent Epoxy resin Solvents Pigments Extenders Additives Curing agent Solvent Result Insoluble 3-dimensional network
Saf Epoksi Boya Avantajlar
Kimyasal kürlenme Çok iyi kimyasal direnç Mükemmel yapışma Mükemmel penetrasyon ( sıva,metal ve beton yüzeye) Yüksek mekanik dayanım
Paint School
JPS Deco - 02chem / 36
Dezavantajlar
Güneş ışınlarında tebeşirlenme Isıya duyarlılık Çift komponent Balast cleaning ile yüzey haz.
( metal yüzey!) 2.kat uygulama süresi
2-pack Polyurethane Paints Avantajlar
Mükemmel atm. dayanım Mükemmel parlaklık kalıcılığı Çok iyi kimyasal direnç Solventlere dayanım 0 o C altında kürlenme
Paint School
JPS Deco - 02chem / 37
Dezavantajlar
Çift komponentli Çilt ile temas etmemeli Fiyat İkinci kat uygulama süresi
Paint School
JPS Deco - 02chem / 38
Pigmentler
- İşlevi
• • • • • •
Kapatma gücü Renk/ beyazlık Parlaklık Kimyasal dayanım Korozyona karşı koruma Uygulama özellikleri
Pigmentler
- Tipleri -
Pas önleyici pigmentler:
•
Red Lead
• • •
Çinko Çinko kromat Çinko fosfat
• •
renkli pigmentler (kapatıcı / opak): İnorganik;kırmızı,sarı,k.rengi,siyah Organik, tüm renkler
•
Titan dioksit (beyaz ) Extender pigments
• • •
(limitsiz örtme/opaklık özellikleri): Talk Baryum sulfat Mikrodol (dolamit) Paint School
JPS Deco - 02chem / 39
Paint School
JPS Deco - 02chem / 40
Pas önleyici pigmentler
• • • •
Red lead Çinko Çinko kromat Çinko fosfat
Paint School
JPS Deco - 02chem / 41
Renk Pigmentleri
- İşlevleri -
• • •
Kapatma gücü İstenilen rengin sağlanması Bağlayıcıyı UV ışınlarının tahrip edici etkisinden koruma
Renk Pigmentleri
- Tipleri-
•
İnorganik: Kırmızı - sarı K.rengi - siyah
•
Organik: Tüm tonlar
•
Titanyum dioksit: Beyaz Paint School
JPS Deco - 02chem / 42
Paint School
JPS Deco - 02chem / 43
Renk pigmentleri
Kapatma Gücü Şeffaf film:
Işık şeffaf filmi geçer ve yüzeyin altını görebilirsiniz (no covering properties)
Pigmentli film:
Işık pigmentlere çarparak yansır ya da emilir Işık alt yüzeye ulaşamaz (tam kapatma özelliği)
Şeffaf vernik - renkli pigment içeren vernik karşılaştırması
• • • • UV ışıkları şeffaf vernik filmini geçer Ahşap yıpranmaya başlar Pigmentler UV ışıklarını engeller Ahşap daha uzun süre korunur Video: Movies / Varnish1
Paint School
JPS Deco - 02chem / 44
Renk pigmentleri: İç / dış cephe renkleri
•
UV ışığı dayanımı her pigment için farklıdır
•
Zayıf UV dayanımlı pigmentler (low weather fastness) daha ucuzdur fakat dış cephede kullanıldığında çok kısa zamanda deforme olur, yıpranır
•
Bu pigmentlerle yapılan renkler dış cephede kullanılırsa çok kısa zamanda solar. (Sadece iç cephede kullanılmalıdır) Paint School
JPS Deco - 02chem / 45
Paint School
JPS Deco - 02chem / 46
Renk pigmentleri: İç / dış cephe renkleri
•
Dış cephe koşullarına ve UV ışınlarına dayanımlı pigmentler çok pahalıdır
•
Ancak bu pigmentlerle yapılan renkler dış cephe için onaylanır ve önerilir
•
Dış cephede renk seçerken bu nokta mutlaka dikkate alınmalıdır
Extender pigmentler
• • • • •
Korozyon koruma özelliklerini artırır Su ve kimyasal dayanımını artırır Uygulama özelliklerini geliştirir Boya filmi içindeki gerilimi azaltır Parlaklık kontrolü Paint School
JPS Deco - 02chem / 47
Paint School
JPS Deco - 02chem / 48
Extenders (dolgu maddeleri) - Ana işlevleri -
• • •
İstenilen akışkanlığı sağlar (viscosity) İstenilen parlaklığı sağlar Boya üretim maliyetini düşürür.
Extenders (dolgu maddeleri)
- Ana tipleri -
• • • • • • •
Talk (Mg silicate fibre) Baryum sulfat (Barit) Mikrodol (Dolamit) Calsium carbonate (Kalsit) China clay (Al silicate) Potasyum karbonat Mika (Potayum ya da Aluminyum silikat) Paint School
JPS Deco - 02chem / 49
Extenders
- Stress reducing pigments -
• • • •
Aluminyum parçacıklar Cam parçacıklar Talk (Mg silikat fibre) Mika (Potasyum, Aluminyum silikat) Paint School
JPS Deco - 02chem / 50
Parlaklık
Parlak Düz yüzeyden eşit yönde yansıma Işık toplu olarak göze ulaşır Paint School
JPS Deco - 02chem / 51
Girintili yüzeyden farklı yönlerde yansıma Işık göze farklı yönlerden ulaşır ve ışığın çoğu göze ulaşamaz Mat
Parlaklık ve renk algılamasını etkileyen faktörler
• • Parlaklık bir standarda göre ölçülür Gözümüz ışığın durumuna bağlı olarak parlaklık ve rengi farklı olarak algılar - Günışığı / gölge - Işık kaynağının tipi - Açı - Tekstür Gloss- / Colour meter Video: Movies / Gloss1
Paint School
JPS Deco - 02chem / 52
Paint School
JPS Deco - 02chem / 53
Mat ve parlak boya nasıl yapılır?
Üretim esnasında, boyaya parlaklık derecesi matlaştırıcı ajanlarla verilir (talk, mikrodol, silisyum-oksitler). Mat ve parlak boyalar tamamen aynı hammadde ve bağlayıcıyı içerirler. Bu malzemelerin miktarları değişir.
Parlaklık seviyesi terebentin, white spirit ya da başka bir tinerden etkilenmez.
Paint School
JPS Deco - 02chem / 54
Parlaklık
Tekstürlü bir yüzeyde parlak bir boya tekstürün doku ve güzelliğini ortaya çıkarır…
Parlaklık
Diğer taraftan düz fakat engebeli olmayan bir yüzeyde parlak boya kullanıldığında yüzeydeki hatalar ortaya çıkar.
Bu duvar mat ya da texturlü bir ürün kullanılsa idi daha iyi görünürdü. Paint School
JPS Deco - 02chem / 55
Parlaklık tablosu
Norveç standartları NS 3420 ye göre
0-3 Tam mat 4-6 Mat 7-19 İpekmat 20-55 Yarıparlak
Paint School
JPS Deco - 02chem / 56 56-89 Parlak 90-100 Tam parlak
PVC: Pigment Volume Consantration Tanımı Hacim olarak pigmentlerin bir boyadaki katı maddeye oranıdır
Katı madde: Uçucu olmayan kısım örn. dolgu maddesi Tanımlama genellikle yüzde olarak açıklanır Paint School
JPS Deco - 02chem / 57
PVC Pigment - Volume - Consantration
• • •
Düşük PVC Yüksek parlaklığa Düşük buhar geçirimine Blister* ihtimaline yol açar
• • •
Yüksek PVC Düşük parlaklık Yüksek buhar geçirgenliği Düşük blister* eğilimi verir *Blister: Kabarcık, baloncuk Paint School
JPS Deco - 02chem / 58
Boyanın parlaklığı PVC ye bağlıdır. (Pigment - Volume - Consantration) Bağlayıcı Renk Pigmentleri Parlak PVC 15 -25 Dolgular Yarıparlak PVC 30 - 40 Mat PVC 35 - 50 Paint School
JPS Deco - 02chem / 59
CPVC Critical Pigment-Volume-Consantration
• •
Gerekli miktarda bağlayıcının ; Pigmenti kaplayacağı Pigmentler arasındaki düzensizlikleri dolduracağı en uygun noktadır. CPVC oranı aşıldığında boyanın özellikleri hissedilir oranda değişecektir. Paint School
JPS Deco - 02chem / 60
Paint School
JPS Deco - 02chem / 61
Solventler - İşlev -
Bağlayıcıyı yumuşatmak
Viskozitesini azaltmak
Uygulama özellikleri vermek fırça, rulo, sprey
Paint School
JPS Deco - 02chem / 62
Solventler / Diluents İncelticiler - Örnekler -
• • • • • • • • Su White Spirit (Sentetik tiner) Xylen Toluen Keton Glikol Alkol Reaktif solventler
Günümüzde kullanılan solventler Hidrokarbonlar (Sadece hidrojen ve karbon içerirler) Aromatic: Xylene Toluene Benzin 3-metylbenzene Aliphatic: White Spirit Solvent Nafta Paint School
JPS Deco - 02chem / 63
Alkoller : Esterler : Eter Alkoller : Ketonlar : Diğer solventler Etil Alkol, Propi l Alkol, Iso Propil Alkol, Butil Alkol Etil Asetat, Butil Asetat Etilen Glikol, Mono-Etil Glikol Eter (Cellusolve) Metil Ethil Keton (MEK), Metil Iso Butil Keton (MIBK), Aseton Paint School
JPS Deco - 02chem / 64
İnceltici
• • •
Tek yada karışım Viskoziteyi düşürmek için kullanılır Genellikle solvent ve yumuşatıcıların kombinasyonu şeklinde kullanılır Paint School
JPS Deco - 02chem / 65
Tiner ilavesi
Buharlaşma oranı ve tinerin inceltme gücü boyanın aşağıdaki özelliklerini etkiler:
• • • • Kuruma zamanı Filmoluşturma özellikleri Filmin kalitesi Uygulama özellikleri Boyaların çoğu üreticiler tarafından kullanıma hazır halde piyasaya sürülür.
Hiçbir zaman boyayı, üreticisi tarafından tavsiye edilmeyen tinerle inceltmeyin. Bu çok kötü sonuçlara sebep olabilir.
Paint School
JPS Deco - 02chem / 66
Paint School
JPS Deco - 02chem / 67
Katkı maddeleri
• • • • • • •
Islatıcı ajanlar Köpük kesiciler Çökme önleyiciler Anti-skin Anti sagging Katalizörler UV-absorbers etc.
Katkı maddeleri
Kalınlaştırıcı ajanlar: İstenilen uygulamaya göre boyaya kalınlık verir Anti-Foam agents: Boyadaki köpüklenmeyi ortadan kaldırır Bactericides agents: Boya hammaddesindeki bakterileri öldürür Anti-Skin agents: Boyanın tenekede kurumasını önler Drying agents: Yağlı boyaların daha hızlı kurumasını sağlar Wetting & Dispersing agents: P igmentlerin boya içinde dağılımını sağlamak için Film forming agents: E mülsiyon boyaların uygun film oluşturması için Paint School
JPS Deco - 02chem / 68
Paint School
JPS Deco - 02chem / 69
İlginize teşekkür ederiz!
Paint School
JPS Deco - 02chem / 70