Boya üretiminde, doğal ve sentetik malzemeleri süslemek, korumak ve ömrünü uzatmak için çok sayıda kimyasal kullanır. Ayrıca çevre koşullarına karşı bir bariyer görevi görür. Boya formülasyonunda çeşitli kimyasal maddeler kullanılarak pigmentler, bağlayıcılar, genişleticiler, çözücüler ve katkı maddeleri yer alır.
1.BAĞLAYICILAR
Modern boyalardaki en önemli üç bağlayıcı (reçine) akrilik polimerler, alkid polimerler ve epoksi polimerlerdir. Boyanın pigmentini yerinde tutmak için bir matris oluşturur. Bağlayıcı, substrat yüzeyinde sürekli bir film oluşturarak boya üretiminin ana bileşeni olarak görev alır. Kaplamanın alt tabakaya iyi yapışmasından sorumludur.
- Akrilik Polimer
Boyadaki birçok bağlayıcı emülsiyon, etenil etanoat (vinil asetat) ve bir propenoat (akrilik) ester bazının homopolimerlerine veya kopolimerlerine sahiptir. Ayrıca, Etenil etanoat, etanoik asit buharı, etan ve oksijen aşırı ısıtılmış paladyum (II) ve bakır (II) klorürlerin bir karışımını kapsar.
Etenil etanoat ve bir akrilik ester (örneğin, metil 2-metil propanoat) rastgele bir dizi oluşturmak üzere kopolimerize edilir. Bununla birlikte, etenil etanoat ile ko-monomerlerdeki diğer akrilik esterler, etil propenoat, butil propenoatlar veya butil propenoat ve metil 2-metilpropenoatın bir ko-polimeridir.
- Alkid polimerleri
Alkid polimeri, alkol ve anhidrit kombinasyonundan elde edilir. Alkid reçinesi uygulandıktan sonra, asılı yağ kurutma grupları havadaki oksijenle reaksiyona girerek çapraz bağlar oluşturur. Bu nedenle, yüksek moleküler kütleli sert termoset kaplama gelişir. Reçine içerisinde yer alan kimyasallar tipik olarak poliollerden örnek olarak Propan-1,2,3-triol (gliserol) ile dibazik asitten örnek olarak Benzen-1,2-dikarboksilik (ftalik) anhidrit ve bir kurutma yağından (Keten tohumu veya Soya fasulyesi yağı) oluşur.
- Epoksi Reçineler
Epoksi reçineler, kaplama endüstrisinde yaygın bir bağlayıcıdır. Kimyasallara karşı yüksek direnç ile birlikte boyaya mükemmel yapışma sağlar. Ayrıca, örneğin gemilerde ve kimyasal depolama tanklarında gerekli olan korozyonu ve fiziksel direnci önler. Epoksi polimerler, 1-Kloro-2,3-epoksipropandan ve bisfenol A gibi ikameli fenollerden yapılır.
- Lateks (Polivinil Asetat)
Vinil asetat monomerinin polimerizasyonu ile vinil polimer maddeler lateks oluşturur. Boya üretim sürecindeki bu bağlayıcı, diğer kimyasallarla son derece iyi gider.
- Fenolik Reçineler
Basit fenolün aldehitlerle (örn. formaldehit) reaksiyonundan sonra termoset polimerler oluşur. Reçinelerin iyi bir bağlayıcı etkisi vardır.
- Klorlu kauçuk
Bu kimyasal, bozulmuş doğal kauçuğun polimerizasyon sürecinden geçer. Bu durum, çapraz bağlama işlemine katılan klor atomlarının varlığında gerçekleşir.
2.SOLVENTLER
Boya sektöründe en çok kullanılan kimyasallar sıralanmıştır.
- Ksilen: Aromatik hidrokarbon, poliüratan ve epoksi reçinelerinde kullanılır.
- Toluen: Nitroselüloz için seyreltici olarak ve havada kuruyan vinillerde çözücü olarak kullanılır.
- Bütil Alkol: Amino ve akril reçineler için yavaş buharlaşma çözücüsü
- Etil Alkol: Nitroselüloz için hızlı buharlaşma çözücüsü
- Aseton: Vinil kopolimeri ve nitroselüloz için hızlı buharlaşma çözücüsü
- Etilen Glikol Monoetil Eter: Emülsiyon boyalarında yavaş buharlaşma çözücü olarak birleştirici ajan görevi görür.
- Metil Etil Keton: Vinil kopolimer, poliüretan ve epoksi için hızlı ve güçlü buharlaşma çözücüsü
- Metil İsobütil Keton: MEK ile aynı görevi görür ama yavaş buharlatırıcı ajanıyla kullanılmalıdır.
- Bütil Asetat & Etil Asetat: Nitroselüloz kaplamalarında hızlı buharlaştırma çözücüsü
3.PİGMENTLER
Pigmentler, metalik alt tabakalar için renk, opaklık, dayanıklılık, mekanik mukavemet ve korozyon koruması dahil olmak üzere boyalara belirli özellikler sağlamak için boyalarda dağılan katı partiküllerdir. En yaygın kullanılan pigmentler aşağıdaki gibidir.
- Titanyum Dioksit
- Çinko Oksit
- Çinko Sülfür
- Antimon Oksit
- Karbon Siyahı
- Siyah Demir Oksit
- Demir Oksit Kahverengisi
- Kurşun Kromat
- Sarı Demir Oksit
- Kadmiyum Kırmızısı
- Kırmızı Demir Oksit
- Ferrik Potasyum Ferrosiyanür
- Kobalt Mavisi
- Krom Yeşili
- Krom Oksit
- Hidratlı Krom Oksit
4.DOLGU MADDELERİ
Dolgu maddeleri katkı maddesi olarak kabul edilir, ancak boya formülüne yüksek miktarlarda eklenmesinden dolayı formülasyonda önemli bir bileşendir. En yaygın kullanılan dolgu maddeleri aşağıdaki gibidir.
- Kalsiyum Karbonat
- Talk
- Silika
- Volastonit
- Kil
- Kalsiyum Sülfat
- Mika
- Cam Yapılar
- ATH (Alümina Trihidrat)