በውሃ ላይ የተመሰረቱ ቀለሞች እድገትን እና ለኢኮ ተስማሚ ውሃ-ተኮር ፖሊዩረቴን ኢንክስ ጥናት ማሰስ

እንደ VOC ያሉ መርዛማ ጋዝ ልቀቶች እንደ አቧራ አውሎ ነፋሶች ካሉ የተፈጥሮ ክስተቶች ጎን ለጎን ጉልህ አስተዋፅዖዎች በመሆናቸው የአየር ብክለት ትልቅ አሳሳቢ ጉዳይ ሆኖ ቆይቷል። የአካባቢ ጥበቃ ግንዛቤ እያደገና የተለያዩ አገራዊ ፖሊሲዎች ሲተገበሩ የኅትመት ኢንዱስትሪው ዋና የቪኦሲ ኤሚተር የማይቀር ማሻሻያ ገጥሞታል። ስለዚህ፣ ለአካባቢ ተስማሚ የሆኑ የህትመት ቀለሞች በአለም አቀፍ የህትመት ኢንዱስትሪ ምርምር ውስጥ የትኩረት ነጥብ ሆነዋል። ከሚገኙት ኢኮ-ተስማሚ ቀለሞች መካከል በውሃ ላይ የተመረኮዙ ቀለሞች፣ በሃይል ሊታከሙ የሚችሉ ቀለሞች እና የአትክልት ዘይት ላይ የተመረኮዙ ቀለሞችን ጨምሮ በውሃ ላይ የተመሰረቱ ቀለሞች በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ። በውሃ ላይ የተመረኮዙ ቀለሞች ዝቅተኛ መጠን ያላቸው ኦርጋኒክ መሟሟያዎችን ይይዛሉ, የ VOC ልቀቶችን ይቀንሳል እና ከአካባቢ ጥበቃ መርሆዎች ጋር ይጣጣማሉ. ነገር ግን፣ ውሃ ላይ የተመረኮዙ ቀለሞች እንደ ቀርፋፋ የመድረቅ እና የመፈወስ ጊዜ እና ደካማ የውሃ እና የአልካላይን መቋቋም ያሉ ድክመቶች አሏቸው። ስለዚህ እነዚህን ድክመቶች በሬንጅ ማሻሻያ ማሻሻል ትልቅ ትኩረት ሆኗል. ይህ ጽሑፍ በውሃ ላይ የተመረኮዙ ቀለሞችን ማልማት እና መተግበርን, የሬንጅ ማሻሻያዎችን ማጥናት, በውሃ ላይ የተመሰረተ ፖሊዩረታንን በመጠቀም ቀለሞችን በማተም ላይ ያለውን ምርምር እና በዚህ መስክ የወደፊት ተስፋዎችን ይዘረዝራል.

• የሙከራ

1. በውሃ ላይ የተመሰረቱ ቀለሞች እድገት

ቀለሞች ረጅም ታሪክ አላቸው, ከህትመት ፈጠራው ጎን ለጎን ብቅ ይላሉ. እ.ኤ.አ. በ 1900 ሊቶል ቀይ ቀለም ከገባ በኋላ ቀለሞች በሰፊው ተስፋፍተዋል ፣ ይህም አገሮች በቀለም ምርምር ላይ ኢንቨስት እንዲያደርጉ አነሳስቷቸዋል። በውሃ ላይ የተመረኮዙ ቀለሞች ለቀለም ተግባራዊነት ከፍተኛ ፍላጎት ያላቸው ውጤቶች ናቸው። በ1960ዎቹ ውስጥ በውሃ ላይ የተመሰረቱ ቀለሞች ላይ ጥናት የጀመረው በዋነኛነት የህትመት ፍጥነትን ለማፋጠን እና በፔትሮሊየም ላይ በተመሰረቱ ጥሬ እቃዎች ላይ ያለውን ጥገኝነት ለመቀነስ ነው። እነዚህ ቀለሞች በወቅቱ የሕትመት ፍላጎቶችን ለማሟላት እንደ ቤንዚን እና ሼልካክ ወይም ሶዲየም ሊኖሶልፎኔት ያሉ ኦርጋኒክ ውህዶችን እንደ ዋና ቁሳቁሶች ተጠቅመዋል። እ.ኤ.አ. በ 1970 ዎቹ ተመራማሪዎች የአካባቢን መስፈርቶች በሚያሟሉበት ጊዜ የአክሪሊክ ሞኖመሮችን ከስታይሪን ጋር ፖሊመራይዝድ በማድረግ የፖሊመር ኢmulsion ሙጫ ከኮር-ሼል እና ከኔትወርክ መዋቅር ጋር ሠሩ። ነገር ግን የአካባቢ ግንዛቤ እየጨመረ በሄደ ቁጥር እና ጥብቅ የአካባቢ ህጎች ሲወጡ፣ በቀለም ውስጥ የሚገኙት ቤንዚን ላይ የተመሰረቱ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች መጠን ቀንሷል። እ.ኤ.አ. በ 1980 ዎቹ የምዕራብ አውሮፓ ሀገሮች "አረንጓዴ ቀለም ማተም" እና "አዲስ ውሃ ላይ የተመሰረተ ቀለም ማተም" ጽንሰ-ሀሳቦችን እና ቴክኖሎጂዎችን አስተዋውቀዋል.

የቻይና የቀለም ኢንደስትሪ የጀመረው በኋለኛው ኪንግ ስርወ መንግስት ምንዛሪ በማምረት ሲሆን እስከ 1975 ድረስ ቲያንጂን ኢንክ ፋብሪካ እና የጋንጉ ቀለም ፋብሪካ የመጀመሪያውን የሀገር ውስጥ ውሃ ላይ የተመሰረተ የስንዴ ቀለም አምርተው እስከ 1975 ድረስ ከውጭ በሚገቡ ቀለሞች ላይ ተመስርተው ነበር። እ.ኤ.አ. በ 1990 ዎቹ ፣ ቻይና ከ 100 በላይ የፍሌክሶ ማተሚያ ማምረቻ መስመሮችን አስመጣች ፣ በውሃ ላይ የተመሰረቱ ቀለሞችን በፍጥነት እያሳደገች ነበር። እ.ኤ.አ. በ 2003 የቻይና የኢንዱስትሪ ቴክኖሎጂ ምርምር ኢንስቲትዩት ተዛማጅ ምርቶችን በተሳካ ሁኔታ አዘጋጅቷል ፣ እና በ 2004 መጀመሪያ ላይ የሻንጋይ ሜይድ ኩባንያ የጃፓን እና የጀርመን ደረጃዎችን የሚያሟላ ሙሉ በሙሉ ውሃ ላይ የተመሠረተ ፣ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያለው ቴርሞሴቲንግ ቀለም አምርቷል። በ21ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ቻይና በውሃ ላይ የተመረኮዙ ቀለሞች ፈጣን እድገት ቢያሳይም የምዕራባውያን ሀገራት ቀደም ሲል ከፍተኛ እድገት አስመዝግበዋል፡ 95% የሚሆነው የፍሌክሶ ምርቶች እና 80 በመቶው የግሬቭር ምርቶች በአሜሪካ ውስጥ ሲሆኑ እንግሊዝ እና ጃፓን ለምግብ እና ለፋርማሲዩቲካል ማሸጊያዎች በውሃ ላይ የተመሰረቱ ቀለሞችን ተቀብላለች። በንፅፅር የቻይና እድገት ቀርፋፋ ነበር።

ገበያውን የበለጠ ለማስተዋወቅ ቻይና በግንቦት 2007 የመጀመሪያውን የውሃ ላይ የተመሰረተ የቀለም መስፈርት አስተዋውቋል እና እ.ኤ.አ. በ 2011 ለ "አረንጓዴ ፈጠራ ልማት" ትደግፋለች ፣ በማሟሟት ላይ የተመሰረቱ ቀለሞችን በውሃ ላይ በተመሰረቱ ቀለሞች መተካት ነበር። በ 2016 "13 ኛው የአምስት አመት እቅድ" ለህትመት ኢንዱስትሪ "በውሃ ላይ የተመሰረቱ የአካባቢ ቁሳቁሶች ጥናት" እና "አረንጓዴ ህትመት" ቁልፍ ትኩረትዎች ነበሩ. እ.ኤ.አ. በ 2020 የአረንጓዴ እና ዲጂታል ህትመትን በሀገር አቀፍ ደረጃ ማስተዋወቅ በውሃ ላይ የተመሰረተ የቀለም ገበያን አስፋፍቷል።

2. በውሃ ላይ የተመሰረቱ ቀለሞች አተገባበር

በ20ኛው መቶ ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ዩናይትድ ስቴትስ በመጀመሪያ በውሃ ላይ የተመረኮዙ ቀለሞችን በፍሌክሶ ማተሚያ ላይ ተጠቀመች። እ.ኤ.አ. በ 1970 ዎቹ ከፍተኛ ጥራት ያለው ውሃ ላይ የተመረኮዙ የግራቭር ቀለሞች ለተለያዩ ማሸጊያ ወረቀቶች ፣ ወፍራም የመጽሃፍ መደርደሪያ እና ካርቶን በስፋት ጥቅም ላይ ውለዋል ። እ.ኤ.አ. በ 1980 ዎቹ ውስጥ አንጸባራቂ እና ንጣፍ ስክሪን ማተም በውሃ ላይ የተመሰረቱ ቀለሞች በውጭ አገር ተዘጋጅተዋል ፣ ይህም ለጨርቃ ጨርቅ ፣ ወረቀት ፣ PVC ፣ polystyrene ፣ aluminum foil እና ብረቶች አፕሊኬሽኑን አስፍተዋል። በአሁኑ ጊዜ፣ በሥነ-ምህዳር ተስማሚ፣ መርዛማ ባልሆኑ እና ደህንነታቸው የተጠበቀ ባህሪያቶች፣ ውሃ ላይ የተመረኮዙ ቀለሞች በዋናነት በምግብ ማሸጊያዎች ላይ እንደ የትምባሆ ማሸጊያ እና የመጠጥ ጠርሙሶች ያገለግላሉ። የአካባቢ ህጎች እየተሻሻሉ ሲሄዱ በውሃ ላይ የተመሰረቱ ቀለሞችን መተግበሩ እየሰፋ እና እየጠነከረ ይሄዳል። ቻይና በኅትመት ኢንዱስትሪ ውስጥ አጠቃቀማቸውን ቀስ በቀስ እያስተዋወቀች ነው።

• ውጤቶች እና ውይይት

1. ስለ ረዚን ማሻሻያ ምርምር

የቀለም አፈፃፀም በሬዚን ልዩነቶች ተጽዕኖ ይደረግበታል። በአጠቃላይ በውሃ ላይ የተመሰረቱ የቀለም ሙጫዎች በተለምዶ ፖሊዩረቴን፣ የተሻሻሉ acrylic emulsions ወይም polyacrylic resins ናቸው። በውሃ ላይ የተመሰረተ የ polyurethane (WPU) ሙጫዎች, የላቀ አንጸባራቂ, በማሸጊያ ማተሚያ ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ. ስለሆነም የWPU አፈፃፀምን ማሳደግ በውሃ ላይ የተመሰረተ ቀለም የአካባቢን ወዳጃዊነት እና አንጸባራቂነት ለማሻሻል የህትመት ኢንዱስትሪው ትኩረት ሆኗል።

2. በውሃ ላይ የተመሰረቱ ፖሊዩረቴንቶችን ማስተካከል

ከዝቅተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት ፖሊዮሎች የተዋቀረ በውሃ ላይ የተመረኮዙ ፖሊዩረታኖች በ polyester ፣ polyether እና hybrid አይነቶች ሊመደቡ ይችላሉ። በተለያዩ የ polyester እና polyether ፖሊመሮች ባህሪያት ላይ በመመርኮዝ ጥንካሬያቸው እና መረጋጋት ይለያያሉ. በአጠቃላይ ፖሊቲኢተር ፖሊዩረቴን ከ polyester polyurethanes ያነሰ ጥንካሬ እና መረጋጋት አላቸው ነገር ግን የተሻለ ከፍተኛ የሙቀት መከላከያ እና ለሃይድሮሊሲስ የተጋለጡ አይደሉም. ለምሳሌ, ፖሊ polyethylene glycol monomethyl ether በመጠቀም የቀለም "ወጥነት" መጨመር የመቻቻል ባህሪያቱን ያሻሽላል. ሆኖም, ይህ የማመሳከሪያ ነጥብ ብቻ ነው. የተለያዩ የምርምር ተቋማት የWPU ልዩ ገጽታዎችን ለማሻሻል የተለያዩ ዘዴዎችን ይጠቀማሉ።

ለምሳሌ፣ እ.ኤ.አ. በ2010፣ ከፍተኛ ጥንካሬ እና የተፅዕኖ ጥንካሬ ያላቸው epoxy resins የቀለምን viscosity እና የማጣበቅ ችግሮችን ለመፍታት ተመርጠዋል፣ በዚህም የቀለም ጥንካሬን ያሳድጋል። እ.ኤ.አ. በ 2006 በቤጂንግ ኬሚካል ዩኒቨርስቲ የታተመ ጥናት ኤቲሊን ግላይኮል ላይ የተመሠረተ ፖሊዩረቴን በመጠቀም ረጅም ለስላሳ ክፍል ያለው ልዩ ሙጫ በመፍጠር የቀለም መለዋወጥን ያሻሽላል እና በውሃ ላይ የተመሠረተ ቀለም በተዘዋዋሪ ያጠናክራል። አንዳንድ ቡድኖች የኬሚካል ንጥረ ነገሮችን በመጨመር የማሻሻያ ውጤቶችን ያገኛሉ፡- ሲሊካ ወይም ኦርጋኖሲሊኮንን በማካተት WPU ለማሻሻል፣ ይህም የተሻሻለ የቀለም ጥንካሬን ያስከትላል። የካርቦክሳይል-የተቋረጠ ቡታዲየን ናይትሪል ፖሊዩረቴን የቀለም መታጠፍ አፈጻጸምን እና ስ visትን ለማሻሻል ይጠቅማል፣ ይበልጥ ውስብስብ ከሆኑ አካባቢዎች ጋር መላመድ።

ስለሆነም ተመራማሪዎች ሙቀትን የሚቋቋም ፖሊስተር ፖሊዮሎችን ለማዋሃድ ተስማሚ የሆኑ ፖሊአሲዶችን እና ፖሊዮሎችን በመጠቀም፣ የዋልታ ቡድኖችን በጠንካራ ማጣበቂያ በማስተዋወቅ፣ የ polyurethane crystallinityን ለማሻሻል ተስማሚ ጥሬ ዕቃዎችን በመምረጥ እና የWPU ማጣበቂያዎችን ለማሻሻል የመገጣጠሚያ ወኪሎችን በመጠቀም በቀለም ባህሪያት ላይ በመመርኮዝ ተመራማሪዎች በተለምዶ ልዩ ፖሊስተሮችን ይመርጣሉ። እርጥበት እና ሙቀት መቋቋም.

3. የውሃ መቋቋም ማስተካከያ

ቀለም በዋነኝነት የሚጠቀመው ለውጭ ማሸግ እና በተደጋጋሚ ከውሃ ጋር ስለሚገናኝ፣ ደካማ የውሃ መቋቋም ወደ ጥንካሬህነት፣ አንጸባራቂ እና አልፎ ተርፎም የቀለም ልጣጭ ወይም ጉዳት ሊያስከትል ይችላል፣ ይህም የማከማቻ ስራን በእጅጉ ይጎዳል። የWPU የውሃ መቋቋምን ማሻሻል ፖሊዮሎችን እንደ ቁሳቁስ በመጠቀም ጥሩ የውሃ መከላከያ በመጠቀም የቀለም ማከማቻ አፈፃፀምን ያሻሽላል። ለምሳሌ WPU በ acrylic monomers ማስተካከል ወይም የኢፖክሲ ሬንጅ ይዘት ማስተካከል የቀለም ውሃ መቋቋምን ያሻሽላል።

ደረጃውን የጠበቀ ፖሊዩረቴን ለመተካት ከፍተኛ የውሃ መከላከያ ፖሊመሮችን ከመጠቀም በተጨማሪ ተመራማሪዎች ተፈላጊውን ውጤት ለማግኘት ብዙውን ጊዜ ኦርጋኒክ ወይም ኦርጋኒክ ያልሆኑ ንጥረ ነገሮችን ይጨምራሉ። ለምሳሌ, nanoscale silica ን ወደ ሙጫ በማካተት ውሃን የመቋቋም እና ጥንካሬን ያጠናክራል, በቀለም ምርት ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ ዘዴ. የ"emulsion copolymerization method" የውሃ መቋቋምን ለማሻሻል የተዋሃደ PUA ይፈጥራል፣ እንደ ፖሊ polyethylene glycol monomethyl ether ማሻሻያ እና የአሴቶን ውህደት ኦርጋኖሲሊኮን የተሻሻለ WPU የውሃ መከላከያን ያጠናክራል።

4. ከፍተኛ-ሙቀት መቋቋም ማሻሻያ

በአጠቃላይ የWPU ከፍተኛ ሙቀት መቋቋም በአንፃራዊነት ደካማ ነው፣ በውሃ ላይ የተመሰረተ የቀለም ሙቀት መቋቋምን ይገድባል። ፖሊዩረተር ፖሊዩረቴንስ በተለምዶ ከ polyester polyurethane የተሻለ ከፍተኛ የሙቀት መከላከያ አላቸው ። በሁለት ቦንዶች ብዛት። እንደ ፖሊሜራይዜሽን ሞኖመሮች የረዥም ሰንሰለት ፖሊመሮች ወይም የቤንዚን ሪንግ ኤስተር / ኤተር መጨመር ፖሊመር ከፍተኛ ሙቀት መቋቋምን እና በዚህም ምክንያት በውሃ ላይ የተመሰረተ የቀለም ሙቀት መቋቋምን ያሻሽላል። ረዥም ሰንሰለት ያለው ፖሊዩረቴንታን ከመጠቀም በተጨማሪ አንዳንድ ቡድኖች ውስብስብነትን ለመጨመር እና ከፍተኛ የሙቀት መጠንን የመቋቋም ችሎታን ለመጨመር የተዋሃዱ ቁሳቁሶችን ይጠቀማሉ። ለምሳሌ፣ ከዲኤምፒኤ፣ ፖሊስተር 220 እና አይፒዲአይ በተሰራው ናኖ ቲን ኦክሳይድ አንቲሞኒ ወደ WPU ማከል የቀለም ንጣፎች ሙቀትን እንዲወስዱ እና ከፍተኛ የሙቀት መጠንን የመቋቋም ችሎታን ያሻሽላል። የሲሊካ ኤርጀል ወደ ፖሊዩረቴን መጨመር የሙቀት ምጣኔን ይቀንሳል እና የቀለም ሙቀትን የመቋቋም ችሎታ ይጨምራል.

5. የመረጋጋት ማሻሻያ

የWPU መረጋጋት በውሃ ላይ የተመሰረተ የቀለም ማከማቻ አፈጻጸምን በእጅጉ ይጎዳል። ከውሃ እና ከፍተኛ ሙቀት መቋቋም በተጨማሪ ሞለኪውላዊ ክብደት እና መዋቅር አቀማመጥ ወሳኝ ናቸው. የ polyester resins በአጠቃላይ በሞለኪውላዊ መዋቅር ውስጥ ባለው የሃይድሮጂን ትስስር ምክንያት ከፖሊይተር ሙጫዎች የበለጠ የተረጋጋ ናቸው። የተቀላቀሉ ፖሊዩረታኖች እንዲፈጠሩ የኢስተር ንጥረ ነገሮችን መጨመር መረጋጋትን ይጨምራል፣ ለምሳሌ isocyanate እና silane disspersion ን በመጠቀም ባለሁለት-ክፍል WPU የተሻሻለ መረጋጋት እና የመጥፋት መቋቋም። የሙቀት ሕክምና እና ማቀዝቀዝ እንዲሁም ተጨማሪ የሃይድሮጂን ቦንዶችን መፍጠር፣ የሞለኪውላዊ አደረጃጀትን ማጠንከር እና የWPU መረጋጋት እና በውሃ ላይ የተመሰረተ የቀለም ማከማቻ አፈፃፀምን ሊያሳድግ ይችላል።

6. የማጣበቂያ መሻሻል

WPU ን ማመቻቸት የውሃ መቋቋምን፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠንን መቋቋም እና መረጋጋትን ሲያሻሽል፣ WPUs አሁንም በሞለኪውላዊ ክብደት እና በፖላሪቲ ምክንያት ከፖሊ polyethylene (PE) ፕላስቲክ ምርቶች ጋር ደካማ መጣበቅን ያሳያሉ። በተለምዶ፣ ተመሳሳይ የፖላሪቲ እና ሞለኪውላዊ ክብደት ፖሊመሮች ወይም ሞኖመሮች WPUን ለማሻሻል እና በውሃ ላይ የተመሰረተ ቀለም ከዋልታ ካልሆኑ ነገሮች ጋር መጣበቅን ለማሻሻል ይጨመራሉ። ለምሳሌ WPU ከፖሊቪኒየል ክሎራይድ-hydroxyethyl acrylate resin ጋር አብሮ ፖሊመራይዝድ በቀለም እና በሽፋኖች መካከል ውሃን የማያስተላልፍ ማጣበቅን ያሻሽላል። የ acrylic polyester resin ወደ WPU መጨመር ልዩ የሆነ የሞለኪውላር ማያያዣ መዋቅር ይፈጥራል፣ ይህም የWPU ማጣበቂያን በእጅጉ ያሻሽላል። ነገር ግን፣ እነዚህ ዘዴዎች እንደ gloss ያሉ ኦርጂናል የቀለም ንብረቶችን ሊነኩ ይችላሉ። ስለዚህ የኢንደስትሪ ቴክኒኮች ንብረቶቸን ሳይቀይሩ የቀለም ማጣበቂያን ለማሻሻል ለምሳሌ በኤሌክትሮዶች ላይ ያሉ ወለሎችን ማንቃት ወይም የአጭር ጊዜ የነበልባል ህክምናን የመሳሰሉ ቁሳቁሶችን ይጨምራሉ.

• ማጠቃለያ

በአሁኑ ጊዜ በውሃ ላይ የተመረኮዙ ቀለሞች በምግብ ማሸጊያዎች, ፋርማሲዩቲካል ማሸጊያዎች, ዎርክሾፖች, መጽሃፎች እና ሌሎች ሽፋኖች ወይም የህትመት አፕሊኬሽኖች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ. ነገር ግን፣ የእነርሱ የተፈጥሯቸው የአፈጻጸም ውስንነቶች ሰፋ ያሉ መተግበሪያዎችን ይገድባሉ። የአካባቢ እና ደህንነት ግንዛቤ በተሻሻለ የኑሮ ደረጃ እያደገ ሲሄድ የቪኦሲ ልቀትን የሚቀንሱ በውሃ ላይ የተመሰረቱ ኢኮ-ተስማሚ ቀለሞች ከጊዜ ወደ ጊዜ በሟሟ ላይ የተመሰረቱ ቀለሞችን በመተካት ባህላዊ ሟሟ-ተኮር የቀለም ገበያዎችን እየተፈታተኑ ነው።

በዚህ ዐውደ-ጽሑፍ እንደ ናኖቴክኖሎጂ እና እንደ ናኖቴክኖሎጂ እና ኦርጋኒክ እና ኦርጋኒክ ውህዶችን በማዳቀል አዳዲስ ዘዴዎችን በመጠቀም በውሃ ላይ የተመሰረቱ ሙጫዎችን በተለይም በውሃ ላይ የተመሰረቱ ፖሊዩረታኖችን በማሻሻል የቀለም አፈፃፀምን ማሳደግ ለወደፊት ውሃ ላይ ለተመሰረተ ቀለም ልማት ወሳኝ ነው። ስለዚህ ለሰፊ አፕሊኬሽኖች በውሃ ላይ የተመሰረተ የቀለም አፈፃፀምን ለማሳደግ በሬንጅ ማሻሻያ ላይ ተጨማሪ አጠቃላይ ጥናት ያስፈልጋል።