WAXLAR

KAPLAMALARDAKİ WAXLAR:

1. GİRİŞ:
Wakslar, kaplama formülasyonlarında katkı maddesi olarak sıklıkla kullanılmaktadır.
Polietilen waxlar, özellikle aşağıdakiler olmak üzere bir dizi kaplama türünde kullanılabilir:
Toz boyalar
Kutu Kaplamaları
Bobin Kaplamaları
Ahşap/mobilya kaplamaları
 

2. WAXLARDAN ELDE EDİLEN ÖZELLİKLER:
 
2.1. Aşınma, sürtünme ve bozulma direnci
Waxlar, bir kaplamayı ve/veya alt tabakasını kozmetik ve fiziksel hasardan korumak için kullanılır.
Balmumunun sertliği, aşınma direncini iyileştirmedeki etkinliği belirleyecektir.

İçecek kutuları için bir dış son kattaki mum, kabın dekoratif yönünü, yani mürekkebi korumaya yardımcı olmalıdır.
Ek olarak, kaplama formülasyonunda mum kullanılması, başka bir kutu ile temastan kaynaklanan üst kaplamanın fiziksel hasarını önler.

2.2. Sürtünme katsayısı
Birçok uygulama, kaplanmış yüzeyin, imalat veya son kullanım sırasında oluşabilen sabit bir yüzeye karşı kaymasını gerektirir.
Kaplamanın sürtünme katsayısının düşük bir değerde olması işlemi kolaylaştırır.

Waxlar, sistemin sürtünme katsayısını azaltır.
Daha sert waxlar, sürtünme katsayısını azaltmada daha etkilidir.
 

2.3. Kimyasal direnç
Qaxlar, bir kaplamanın direnç özelliklerine yardımcı olabilir.
Şiddetli hava koşullarına maruz kalacak bir dış kaplamanın tuz püskürtme direnci, bariyer arttırıcı bir mum eklenerek iyileştirilebilir.
 

2.4. Blok direnci ve serbest bırakma özellikleri
waxlar, kaplamaya yapışmazlık özelliği kazandırarak blokaj eğilimini azaltır.
Kaplamanın temas eden bir yüzeye istenmeyen transferi veya yapışması bu şekilde önlenir.
 

2.5. Parlaklık Etkisi
İstenen bir mat etki elde etmek için parlaklığı kontrol etmek için waxlar kullanılabilir.
Bunun bir örneği ahşap için saten kaplamalardır.
 

3. MUM İŞLEME YÖNTEMLERİ
Balmumu, kaplamaya ayrı mikro-ince parçacıklar şeklinde verilir.
Mumun kaplama formülasyonuna dahil edildiği form, dikkate alınması gereken önemli bir faktördür.
waxları gerekli parçacık boyutuna indirmek için çeşitli işlemler kullanılır.
 

3.1. Bileşik
Bir mum bileşiğinin üretimi, mumun bir çözücü içinde çözülmesini ve ardından çözeltinin soğuk çözücü ile hızla soğutulmasını içerir.
Bu "şok soğutma" işlemi, son derece ince parçacık boyutuna sahip mum dispersiyonları üretebilir.

Bu işlemin kontrolü çok zordur ve bu yöntemle yapılan dispersiyonların çok özel özelliklerinin gerekli olduğu durumlarda kullanılır.
Pigment dağılımı durumunda, mum çökelmeyi azaltmak için bir ayırıcı görevi görebilir.
Birleştirme yöntemiyle oluşturulan jel yapısı, çökelmenin azaltılmasına yardımcı olur.
 

3.2. Emülsifiye edici
Gerçek bir emülsiyon, bir sıvının karışmayan bir sıvı içindeki dispersiyonudur.
Bir mum emülsiyonu, gerçekte, bazı sürfaktan veya emülsifiye edici ajanın eklenmesiyle su içinde katı bir mumun çok ince partikül boyutlu bir dispersiyonudur.

Bir emülsiyon olarak anılır, çünkü erimiş mum, emülgatör varlığında suda dağılır ve daha sonra ince dağılmış parçacıklar halinde yeniden kristalleşir.
Polar (oksitlenmiş veya modifiye edilmiş) waxlar daha kolay emülsifiye edilir.
 
Balmumu emülsiyonları en küçük parçacık boyutunu sağlar.
Bir emülsiyondaki ortalama mum partikül boyutu genellikle bir mikrondan azdır.

İnce parçacık boyutu, bir kaplama katkı maddesi olarak verim eksikliğine neden olabilir.
Herhangi bir etkiye sahip olması için mumun kaplama yüzeyinden dışarı taşması gerektiğinden, özellikle pigmentli kaplamalarda daha küçük parçacıkların yüzey düzensizliklerinin ötesine taşma olasılığı daha düşüktür.
 

3.3. dağıtma
 
Katı waxlar ayrıca farklı ortam öğütücüler kullanılarak bir araca (yağ, çözücü veya su) öğütülebilir.
Standart prosedür, mumu uygun bir çözücüye veya çözücü/araç karışımına bilyalı veya çakıllı öğütmek olacaktır.

Bu yöntemin avantajları, herhangi bir ufalanabilir mumun kullanılabilmesi ve mumun, dispersiyon sıcaklığında çözünmediği herhangi bir sıvı içinde dispersiyon haline getirilebilmesidir.
waxları güçlü çözücüler içinde dağıtırken, yüksek sıcaklık kısmi çözeltiye ve mumun kontrolsüz yeniden kristalleşmesine neden olabileceğinden, işlem sıcaklığının kontrol edilmesine özen gösterilmelidir.
Bitmiş mum dispersiyonu, ortam sıcaklığında kürlenen kaplamalarda yüzey boyunca yeterli nüfuziyete izin vermek için yeterince kaba olabilir veya bir emülsiyonunkine yaklaşan bir incelikte dağılabilir.
 
Mum dispersiyonunun çeşitli kaplama uygulamalarında kullanılabilmesini sağlamak için solvent/araç seçimi önemlidir.
Balmumunun farklı bir çözücü içinde dağıtılması bazen başka türlü elde edilemeyecek bir etki sağlayacaktır.

Belirli bir mumun çeşitli çözücüler içindeki bir dizi dispersiyonu, o mumun potansiyel kullanım aralığını artıracaktır.
Çözücü, mumun yüzey özelliklerini değiştirir.

Bu, mumun kaplama ile uyumluluk derecesini değiştirebilir ve kaplamanın yüzeyine yükselen mum miktarını artırabilir.
Aşırı durumlarda bu, başarı ve başarısızlık arasındaki fark olabilir.

Bu, pişirme döngüsü sırasında mumun hareketliliğinin mumun işlevi için kritik olduğu pişirme bitişlerinde çok önemlidir.
Bir mumun bir çözücü içinde önceden dağılması, doğrudan eklemenin hiçbir fayda sağlayamayacağı kaplamalarda işlev görmesine izin verecektir.
 
Mum dispersiyonlarının bir diğer avantajı da tiksotropik olmalarıdır.
Cila ve boya sistemlerinde mum parçacıkları, matlaştırma (parlaklık önleyici) maddelerin çökelmesini azaltan ve bu nedenle matlaştırma etkilerini iyileştiren bir ağ oluşturur.

Mum dispersiyonunun parçacık boyutu da kaplamanın parlaklığını etkiler.
Balmumu dispersiyonlarının silikalarla kombinasyonu, etkili matlaştırma, çizilme direnci ve yüzey kayması sağlar.
 
Kaplama sistemindeki mumun verimliliği üzerinde büyük etkisi olan diğer fiziksel ve uygulama faktörleri şunları içerir:
- kaplama sistemindeki mum parçacıklarının yoğunluğu
- mumun polaritesi
- mumun parçacık boyutu, parçacık boyutu dağılımı ve parçacık şekli
- mum dispersiyonunun dozajı
- kaplamanın film kalınlığı
- kaplama sisteminin kuruması veya reaktivitesi

Mikronize etme:
 
3.4.1. Bileme
waxlar, jet öğütme olarak adlandırılan bir işlemle katı halde kullanılabilir bir parçacık boyutuna indirgenebilir.
Granüle edilmiş mum, çok yüksek hızda bir hazneye üflenir.

Parçacıklar, değirmenin duvarlarıyla temas yoluyla ve parçacıktan parçacığa çarpma yoluyla kırılır.
Bu parçacıklar, çok dar bir parçacık boyutu aralığına sahip ince parçacıklarla sonuçlanan şekilde sınıflandırılır.
 

3.4.2. Püskürtme
Sıvı waxlar çok ince parçacık boyutuna püskürtülebilir.
Doğru basınç ve kalıp konfigürasyonu kullanılarak, daha sonra dar bir parçacık boyutu dağılımına göre sınıflandırılan küresel parçacıklar oluşturulur.
Püskürtülen parçacığın küresel şekli sürtünme direncini ve kaymayı artırır.
 

3.4.3. kuruluş
Öğütülmüş veya püskürtülmüş mikronize ürün, ön bileşik veya doğrudan dahil etme yoluyla kaplamaya dahil edilir.
Ön bileşim, mumun araca yüksek hızlı çalkalama altında koyulmasını veya karışımın daha yüksek viskoziteli kısmına koyulmasını ve iyice dağıtılmasını içerir.
Mikronize bir mum zaten parçacık boyutu ve aralığı için optimize edildiğinden, daha fazla öğütme gerekmez.
 
 

4. ÖZEL KAPLAMA TÜRLERİ
Boya ve kaplama endüstrisinin tipik bir dökümü, pazar kategorilerine bakılarak yapılabilir.
Bu kriter kullanılarak kaplamalar üç kategoriye ayrılabilir;
 
1) mimari (dekoratif) kaplamalar
2) özel (bakım) kaplamalar ve 3) OEM (orijinal son üreticiler)/ürün (endüstriyel) kaplamalar.
 
Mimari pazar, konut, ticari, kurumsal ve endüstriyel binaların iç ve dış yüzeylerine doğrudan uygulanmak üzere satılan tüm boya, vernik ve cilaları içeren pazar kategorisini temsil eder.
Özellik/bakım pazarı, yüksek aşınma/aşınma, korozyon veya sıcaklık koşullarına olağan dışı maruz kalmanın yanı sıra tehlikeli kimyasallara veya suya uzun süre maruz kalmaya dayanabilen kaplamaları temsil eder.
 
OEM/ürün pazarı, belirli müşteri özelliklerine göre formüle edilmiş ve yerleşik bir üretim sürecinin sınırları dahilinde orijinal, dayanıklı ekipmana uygulanan kaplamaları içeren pazar kategorisini temsil eder.
Kaplamaların uygulandığı tipik ürünler arasında aletler, otomobiller, endüstriyel makineler, gemiler, metal kaplar, uçaklar ve ahşap mobilyalar yer alır.

Kaplamalarda yüzey katkı maddeleri olarak sert waxların kullanılması açık ara ana uygulamasını bu tür kaplamalarda bulmaktadır.
Aşağıda bir dizi farklı tür tartışılmaktadır.

Tablo 1 : Üç ana kategori dökümü:

mimari kaplamalar
Dış cephe boyaları
İç mekan boyaları
Lekeler
Astarlar, astarlar ve kapatıcılar

OEM kaplamalar
ev aletleri
Otomotiv
Elektrik yalıtımı
Fabrikada işlenmiş ahşap
Film, kağıt ve folyo
Makine ve ekipman
Boru
Levha, şerit ve bobin
Ahşap mobilyalar ve demirbaşlar Çeşitli tüketim ürünleri ve endüstriyel ürünler Oyuncaklar ve spor malzemeleri
Makine ve ekipman
Deniz
Metal kaplar
Metal mobilyalar ve demirbaşlar

Özel amaçlı kaplamalar
aerosoller
Sanatlar ve El Sanatları
köprü bakımı
Yüksek performanslı bakım
Metalik
çok renkli
Çatı
Yüzme havuzu
Trafik işaretleri
Çok Renkli Çatı
Yüzme havuzu
Trafik işaretleri
 
 

4.1. Toz kaplama
Toz kaplamalar, diğer kaplama veya boya türlerine benzer, ancak sıvı form yerine toz halinde uygulanır.
Toz kaplamaların üretimi, reçinelerin, sertleştiricilerin, pigmentlerin ve katkı maddelerinin birleştirildiği bir tarifle başlar.
Tipik bir toz boya, %50-60 bağlayıcı, reçine ve sertleştirici, %40-50 pigment ve dolgu maddeleri ve %1-2 katkı maddesi içerir.

Bu bileşenler, uygun boyuttaki bir karıştırıcıda karıştırılır ve baz bileşik olarak adlandırılan şey elde edilir.
Karıştırma işlemi, bir yuvarlanma eylemi olarak tanımlanabilir.
 
Bu baz karışık bileşik daha sonra ekstrüde edilir.
Bu işlem sırasında hammaddeler erir ve homojen bir kütle halinde kaynaşır.
Malzeme birkaç saniye sonra ekstrüderden geçtiğinde, yaklaşık 100 °C'lik bir sıcaklığa ulaşmıştır.

Ekstrüzyon işlemi sırasında mum, basıncı düşürmek ve verimi artırmak için bir yağlayıcı görevi görür.
Balmumu ayrıca reçine karışımının pigmentler ve dolgu maddeleri için ıslatma kapasitesini artırarak yardımcı olur.
 
Macun bir çift soğutulmuş merdaneden preslenir ve bir soğutma bandı üzerinde soğutulur.
Malzeme soğutulduğunda ve ezildiğinde, doğru parçacık boyutuna öğütülür.

Her nihai kullanıcının tesis ve uygulama teknolojisi benzersiz olduğundan, değirmen parametreleri nihai toz partikül boyutunun her kullanıcıya uygun olacağı şekilde ayarlanmalıdır.
Balmumu kristal olduğundan, öğütme aşamasının verimliliğine katkıda bulunur.
 
Öğütme işleminden sonra toz, son üründen kalan kaba parçacıkları çıkarmak için elenir.
Ürün paketlendi ve artık teslimata hazır.
 
Müşterinin üretim tesisinde toz boya yapılacak ürün temizlenir ve bir ön işlem uygulanır.
Toz kaplama, doğrudan temizlenmiş, işlenmiş metale veya astarlanmış bir yüzeye uygulanabilir.

Toz, püskürtme tabancalarına pompalanabilmesi ve daha sonra bir elektrik yükü verilebilmesi için akışkanlaştırılır veya basınçlı hava ile karıştırılır.
Kaplanacak parça elektriksel olarak topraklanmıştır, böylece yüklü toz ona yapışacaktır.

Uygulama sırasında wax, topaklanma riskini azaltır ve bu sayede sorunsuz bir kaplama sağlar.
Aynı zamanda nozullar çok çabuk aşınmaz.
 
Kaplandıktan sonra, parça bir fırına aktarılır ve toz parçacıklar sertleşene ve sert, katı bir kaplama haline gelene kadar ısıtılır.
Toz kaplamanın son uygulamasında, mum bir akış katkı maddesi görevi görür.

Sistemin viskozitesini ve dolayısıyla reçinelerin akışını düşürür, bu da daha yüksek parlaklığa sahip daha düzgün bir yüzey sağlar.
Bu, dekoratif uygulamalarda, yani kaplamanın estetik bir amaca hizmet ettiği ve parlaklık, renk ve görünümün birinci derecede önemli olduğu uygulamalarda çok önemlidir.
Örneğin germe gibi nihai ürünün post-formasyonunun yapılması gerekiyorsa daha esnek bir sistem gerektiğinden, uygulamayı bilmek önemlidir.
 
Mum ilavesinin ana amacı, parlaklığı etkilemek ve bitmiş kaplama filminin yüzey sertliğini, çizilme direncini, sürtünme ve bozulma direncini iyileştirmektir.
Balmumu ekleme seviyeleri %0,2 ile %1,5 arasında değişir.
 
Bir toz kaplamanın, geleneksel sıvı kaplamalara kıyasla çeşitli avantajları vardır.
Boya solvent içermez, akmaz, çok az atık içerir ve dayanıklıdır.

Daha yüksek aktarım verimliliği oranına sahiptir, yani substrat üzerinde faydalı bir şekilde biriken kaplamanın püskürtülen toplam miktara oranı.
Fazla püskürtülen toz geri kazanılabilir ve geri dönüştürülebilir, bu da temizlik için gereken süreyi azaltır ve atık bertaraf maliyetini en aza indirir.
 
 

4.2. Teneke Kaplama (İki parçalı alüminyum teneke)
Burada önemli bir husus, kutu kaplamalarında kullanılan waxların normalde gıda onayı gerektirmesidir, örneğin F&DA.
Kutu gövdesi, çekme ve demirleme işlemi kullanılarak oluşturulmuştur.

Bir alüminyum parçası gerilir ve uygun şekle getirilir.
Daha sonra kutunun iç yüzeyine sulu bir kaplama püskürtülür ve ısıyla sertleştirilir.
 
Sulu kaplamaya bir katkı maddesi olarak mumun amacı, ürünün salınmasını teşvik etmek, ürün bütünlüğünü ve lezzetini korumak ve kapatma sırasında kutu kenarının hafif bükülmesi sırasında kaplamayı kırılmaya karşı korumaktır.
Kutu, kaplamanın uygulanmasından önce oluşturulduğundan ve bu nedenle kaplama minimum fiziksel strese maruz kaldığından, waxlar bu kaplamanın küçük bileşenleridir.
 
Uç parçanın (üst) imalatı, kaplamaya ciddi esneklik ve yüzey kayganlığı gereksinimleri getiren bir uygulama örneği sunar.
Bu işlemde alüminyum diskler, önceden kaplanmış düz bir stoktan delinerek, çentikli bir alana ve diskten çekilen bir perçinle tutturulmuş bir çıkıntıya sahip uçlar halinde şekillendirilir.

Metal şekillendirme kalıplarıyla temas halindeyken %300'e kadar uzayabileceğinden, bu noktada kaplama üzerindeki baskı muazzamdır.
Balmumu, kaplamayı kalıplar tarafından aşınmaya karşı korumalı ve şekillendirdikten sonra kalıplardan ayrılmayı sağlamalıdır.

Aynı zamanda waxlar, metal ile birlikte esnediği için kaplamanın film bariyer bütünlüğünü etkilememelidir.
Bu uygulamadaki birincil koruma mekanizması, mum tarafından sürtünme katsayısının düşürülmesidir.
Yüksek sürtünme katsayısı, kaplamanın daha fazla kırılmasına ve müteakip arızaya yol açar.
 

4.3. bobin kaplama
Ön kaplama geri tepme uygulamalarında, metal bobin kaplanır, sertleştirilir ve ardından parça oluşumu için kullanılmadan önce depolama ve taşıma için geri sarılır.
Geri tepme işleminde kaplamadaki mum, bozulmayı ve tıkanmayı önemli ölçüde azaltır veya ortadan kaldırır.
 
Bobinin sonraki oluşumu, damgalama, bükme ve müteakip elleçlemeyi içerir.
Damgalama ve bükme işleminde, kaplamadaki mum yüzey kayganlığına yardımcı olur ve şekillendirme ekipmanında daha az aşınmaya neden olur.
Bu işlemler sırasında metal-kaplanmış yüzey teması, metalin işaretlenmesine ve çizilmesine neden olabilir.

Bitmiş ürünün müteakip işlenmesinde aşınma direnci önemlidir.
Nakliye sırasında, oluklu ambalajlarda aşınma meydana gelebilir.

Kaplamadaki mum bu durumları en aza indirir.
Yeniden kaplanabilirlik özelliği, zayıf ara kat yapışmasına katkıda bulunmayan bir mumun seçilmesini gerektirir.

4.4. Ahşap yüzeyler
Balmumunun rolü, hava koşullarına karşı bir ajan olarak hareket etmek, filigran oluşumunu önlemek, MVTR'yi düşürmek ve ahşabı, korumayı ve dokuyu güzelleştirmektir.
Balmumu, mat bir etkinin yanı sıra saten bir yüzey kaplaması vermek için yüzeye doğru hareket eder.
 

4.5. Marin Kaplama
Açık deniz gemilerinin ahşap, cam elyafı ve metal gövdeleri, kirlenmeye ve korozyona karşı koruma sağlamak için kaplanmıştır.
Kirlenme, ek bakıma yol açar ve artan sürtünme, daha yüksek yakıt tüketimi ile sonuçlanır.

Biyosidal zehirli boya kaplamalar, bakır oksit veya tribütil kalay bileşikleri gibi toksinler içerir.
Bu kaplamalar çevre dostu değildir ve birçok alanda kısıtlanmıştır.
 
Balmumu, deniz uygulamaları için son kat tabakasında yapışmaz veya ayırıcı bir katkı maddesi olarak kullanılır.
Balmumunun düşük yüzey enerjisi, organizmaların kaplama yüzeyine yapışma kabiliyetini azaltır.

Bir gemi suda hareket ettikçe, organizmalar daha kolay bir şekilde tutuşlarını kaybeder ve düşer.
Diğer bir fayda, gövde temizleme ve bakım zorluğunda önemli bir azalmadır.

Balmumu ile formüle edilmiş bir kaplama, kapsamlı kazıma ve patlatma ihtiyacını en aza indirir.
Bakım ihtiyacının azalması nedeniyle kaplamanın kullanım ömrü uzar.
 

4.6. Otomotiv Kaplama
Balmumu, kaplamanın viskozitesini düşürür ve böylece metalik boyalarda metal pigmentinin artan yönelimine katkıda bulunur.
 

4.7. Boyalar
waxlar, dekoratif boyalara sürtünme ve kayma direnci verir.
Burada dikkate alınması gereken bir faktör partikül boyutudur.
Film kalınlığı nedeniyle yaklaşık 40 mikronluk bir parçacık boyutu kullanılmalıdır.

5. GENEL
En iyi mum seçimi ve dispersiyon yöntemi, reçine tipi, film kalınlığı ve parlaklık seviyesi gibi faktörlere bağlıdır.
Alt tabakanın gözenekliliği genellikle göz ardı edilir.

Metal veya plastik gibi gözeneksiz bir alt tabaka üzerinde, mum parçacıkları alt tabaka üzerinde kalacaktır.
Tahta veya kağıt gibi gözenekli bir alt tabaka üzerinde, mum parçacıkları alt tabakaya nüfuz etme eğiliminde olacaktır.

Bu nedenle, bir emülsiyon gibi çok ince parçacık boyutlu bir malzeme, gözeneksiz bir alt tabaka üzerinde çok etkili olabilir.
Gözenekli bir alt tabaka üzerinde daha büyük veya mikronize boyutlu bir parçacık gerekebilir.