Lakiernictwo Proszkowe

Polimeryzacja

Zanim skupimy się na farbach niskotemperaturowych, należy zacząć od zagadnienia ściśle powiązanego z tematem, czyli polimeryzacji. Książkowa definicja, rodem z encyklopedii:
Polimeryzacja to reakcja, w wyniku której związek chemiczny o małej masie cząsteczkowej zwany monomerem lub mieszanina kilku takich związków reagują same z sobą, aż do wyczerpania wolnych grup funkcyjnych. W wyniku tego powstają cząsteczki o wielokrotnie większej masie cząsteczkowej od substratów, tworząc polimer. Właściwości fizykochemiczne polimeru znacząco różnią się od budujących go, mniejszych cząsteczek.
W czasie polimeryzacji powłoki farba proszkowa topi się, nabiera płynności, żeluje i wreszcie ulega reakcji chemicznej (sieciowaniu), która powoduje utwardzenie polimeru.

Analizując zagadnienie polimeryzacji, spójrzmy na komponenty wchodzące w skład farby proszkowej. Są to cztery grupy substancji:

• organiczna baza polimerowa składająca się z żywicy (żywic) budującej powłokę oraz substancji sieciujących (utwardzaczy);
• pigmenty nadające powłoce odpowiedni kolor (w tym metaliczne);
• wypełniacze wpływające przede wszystkim na siłę krycia farby, ale również pozwalające na optymalizowanie różnych właściwości fizykochemicznych powłoki oraz właściwości aplikacyjnych;
• dodatki, bardzo duża grupa komponentów począwszy od dodatków odpowiedzialnych za transport i aplikację oraz przyjmowanie ładunku przez ziarna farby, poprzez substancje zmieniające wygląd powłoki od gładkiej do mocno pofałdowanej (gruba struktura), czy od wysokiego stopnia połysku do głębokiego matu, a także komponenty nadające specjalne właściwości.

Z punktu widzenia omawianego zagadnienia – skupimy się na pierwszej głównej grupie komponentów organicznych, tworzących bazę polimerową, czyli główny budulec powłoki. Stanowią one ponad 50% wagowych farby. Ze względu na rodzaj żywicy (żywic), rodzaju utwardzacza, zastosowanych katalizatorów i innych organicznych substancji pomocniczych wpływających na szybkość procesu sieciowania, można sterować temperaturą i czasem procesu polimeryzacji. W ten sposób można tworzyć farby proszkowe od standardowych do ultraniskotemperaturowych, dzielonych zgodnie z zakresem utwardzania nazywanego „curing window”. „Okno wypału” to nic innego, jak zestaw parametrów polimeryzacji określonych przez temperaturę w funkcji czasu [np. 180°C/10 min].
Najistotniejsze dla przyszłych właściwości fizykochemicznych oraz trwałości powłoki jest utrzymanie właściwej temperatury i czasu wygrzewania.
W zależności od zakresu polimeryzacji, możemy wyróżnić farby standardowe, farby niskotemperaturowe, farby o pośrednim zakresie polimeryzacji pomiędzy obiema grupami oraz farby ultraniskotemperaturowe. Można zauważyć, że pewne zakresy polimeryzacji poszczególnych farb pokrywają się z innymi. Granica podziału jest zatem dość umowna.