برای مشاهده لیست محصولات ضدکف شرکت نویان افزون شیمی کلیک کنید!

ضد کف ها

گذراندن حتی یک روز بدون تماس با مواد کف کننده مانند نوشیدنی ها، صابون یا فوم های عایق کاری دشوار است. در این موارد کف خاصیت مطلوبی به شمار آمده و در زندگی روزمره ما کاملاً پذیرفته شده است. با این حال، برای تولیدکنندگان و کاربرهای صنایع رنگ و پوشش، کنترل کف یکی از وظایف اصلی برای اطمینان از ظاهر صاف و یکنواخت فیلم رنگ است.

بنابراین، برای جلوگیری از تشکیل حباب در رنگ های مایع، ضد کف های با عملکرد بالا مورد نیاز است. این افزودنی ها کف ایجاد شده در محیط را کاهش می دهند و از تولید کف در هنگام تولید، استفاده و حمل و نقل محصولات رنگی جلوگیری می کنند.

به خصوص در محیط های صنعتی، کف پدیده ای بسیار نامطلوب است که می تواند در طی فرآیندهای دیسپرسیون، پمپاژ، عملیات هم زدن یا هنگام اعمال رنگ پدیدار شود. کف ایجاد شده می تواند به عنوان مثال زمان تولید را افزایش دهد، در پروسه  پر کردن ظروف مشکلاتی ایجاد کند، کارایی بسیاری از عملیات با سرعت بالا را کاهش دهد و نقایص سطحی مانند حفره، چشم ماهی، و نقاط ضعف شده را در فیلم خشک شده ایجاد کند.

• کف زدا (Defoamer): یک عامل فعال روی سطح که پس از تشکیل، فوم را از بین می برد ، به عنوان یک اثر تخریب
• عامل ضد کف (Anti-foam agent): یک عامل فعال روی سطح که از تشکیل کف جلوگیری می کند (قبل از کف زدایی)
• عامل آزادسازی هوا(Air release agent) : حباب های هوا (میکرو) را از مایع پاک می کند و به آنها کمک می کند تا به سطح بالا بروند

اصطلاحات مختلف مانند “کف زدا” ، ” عامل ضد کف ” یا ” عامل آزادسازی هوا ” به جای یکدیگر برای توصیف محصولات طراحی شده برای کنترل یا جلوگیری از کف کردن استفاده می شود. تمایز بین اصطلاحات مختلف تا حدودی مبهم است زیرا بیشتر محصولات کنترل کننده کف می توانند در هر دو نقش عمل کنند.

کف و کنترل کف:

کف چیست؟

کف را می توان به عنوان گاز پراکنده شده در مایع تعریف کرد. در مایعات خالص کف از نظر ترمودینامیکی ناپایدار است. حبابها به سرعت به سمت بالا و سطح حرکت کرده و بلافاصله می ترکند.

سورفککتانت ها یا سایر مواد فعال سطحی (به عنوان مثال: دترجنت ها، مواد مرطوب کننده ، امولسیون کننده ها یا دیسپرس کننده ها) که معمولاً در صنعت پوشش استفاده می شوند، کشش سطحی مایع را کاهش می دهند (به جدول 1 مراجعه کنید) و به دلیل ماهیت آمفیفیلیک (amphiphilic) (شکل 1) تمایل دارند در سطوح مشترک (به عنوان مثال رابط هوا / مایع) جمع شوند (نگاه کنید به شکل 2)، بنابراین کف را تثبیت می کنند.

گروه های قطبی می توانند بر پایه کربوکسیلات ها، سولفات ها / سولفونات ها، فسفات ها، آمین ها یا زنجیره های پلی اتیلن گلیکول باشند. از طرف دیگر، گروه های غیر قطبی می توانند بر پایه چربی ها و روغن های طبیعی، زنجیره های آلکیل (خطی یا شاخه ای) یا پلیمرهای مصنوعی ساخته شوند.

جالب است بدانید که سورفکتانت ها حباب های کف را تقویت نمی کنند، در واقع آنها را تثبیت می کنند. در صورت کشش لاملا کف، غلظت موضعی سورفکتانت ها در سطح کاهش می یابد، که به نوبه خود باعث افزایش کششی سطح به صورت موضعی می شود (کشش گیبس-مارنگونی). به این ترتیب سورفکتانت ها ضعیف ترین قسمتهای حباب کف را به طور انتخابی تثبیت کرده و از کشیدگی بیشتر آنها جلوگیری می کنند.

علاوه بر این، سورفکتانت ها باعث کاهش تبخیر مایع می شوند، بنابراین حباب ها بیشتر دوام می آورند، اگرچه این اثر نسبتاً کم است.

بر اثر زهکشی، کف ها کم آب می شوند و بنابراین آب بین حباب ها (لاملا کف) خارج می شود. حبابهای کروی به شکل کف خشک، شش ضلعی (چند وجهی) تغییر شکل پیدا میکنند (شکل 3 را ببینید).

چگونه کف را از بین ببریم؟

متأسفانه، در مقالات علمی هیچ نظریه منحصر به فرد در مورد جلوگیری از ایجاد کف وجود ندارد. با این حال، برای سیستم های پایه آب، تمام  نظریه ها برخی توضیحات و پیش نیازهای مشترک دارند. به طور کلی پذیرفته شده است که یک ضد کف فعال باید:

• دارای “ناسازگاری کنترل شده” با فرمول مورد استفاده برای کف زدایی باشد. این “ناسازگاری کنترل شده” باید حتی پس از ذخیره سازی طولانی مدت باقی بماند.
• کشش سطحی کمی داشته باشید.
• اثر خیس شدن داشته باشد.
• توانایی نفوذ به لاملا کف و پخش موثر بر روی سطح رابط مایع / گاز را داشته باشد.

مشخصه کلیه ضد کف ها، داشتن یک تعادل مناسب در سازگاری و ناسازگاری با سیستم مورد استفاده می باشد. از یک طرف، ماده فعال موجود در ضد کف باید تقریبا در فرمولاسیون رنگ نامحلول باشد. ضد کف باید در محیط به صورت قطرات کوچک در آمده تا بتواند به داخل لایه های کف مهاجرت نماید. به منظور اطمینان از بازده کف زدایی در  طولانی مدت، قطرات ضد کف باید در سیستم پایدار باشند و هنگام ذخیره سازی حل نشوند. از طرف دیگر، به دلیل ناسازگاری ضد کف نباید در پوشش نهایی رنگ نقص سطحی مانند حفره ایجاد شود. بنابراین ضد کف ها باید به اندازه کافی با بایندر مورد استفاده سازگار باشد. می توان گفت که هر ضد کف بر اساس یک رابطه بین سازگاری و ناسازگاری هدفمند فرموله شده است (شکل 4 را ببینید):

همچنین، یک ضد کف باید خواص فعال سطح برجسته ای از خود نشان دهد. از ویژگی های اساسی یک محصول ضد کف می توان به گسترش سریع آن درسطح تماس گاز/ مایع  اشاره کرد. علاوه بر این، ضد کف باید دانسیته انرژی چسبندگی کمتری نسبت به سورفکتانت ها داشته باشد تا اثر Marangoni را معکوس و یا متوقف نماید، و باعث نازک شدن سریع و فروپاشی لاملا شود.

شکل 5 مکانیسم احتمالی عملکرد یک قطره ضد کف را نشان می دهد. مکانیسم کار یک ضد کف می تواند در سه مرحله مشخص شود.

1. ابتدا قطره ضد کف باید وارد لاملا فوم شود. با توجه به خواص بالای فعال سطحی ضد کف تمایل زیادی به مهاجرت به سطح مشترک هوا / آب / سورفکتانت دارد.
2. ضد کف در سطح مشترک پخش شده و سورفکتانت های تثبیت کننده را کنار می زند. بدون حضور سورفکتانتهای تثبیت کننده، قابلیت ارتجاعی و کشسانی لاملا فوم به صورت موضعی بسیار کم تر می شود (اثر معکوس مارنگونی) (“reverse Marangoni effect”)و یک نقطه ضعیف تشکیل می شود.
3. این نوع بی ثباتی پارگی لاملا کف را تسهیل می کند.

افزودن ذرات ریز آبگریز باعث افزایش کارایی ضد کف می شود. فیلم سورفکتانت تشکیل شده که لاملا فوم را تثبیت می کند قادر نیست مواد جامد آبگریز را خیس کرده و عقب می رود. در نتیجه منطقه ای ناپایدار ایجاد شده و باعث می شود لاملا بی ثبات شود.

نقطه عملکرد ضد کف ها، لاملا کف است. بنابراین ضد کف باید در سیستم رنگ نامحلول باشد، همچنین قطرات ضد کف باید متحرک باشند تا بتوانند وارد لاملا شده و عمل کف بری را انجام دهند.

ارزیابی ضد کف

هنگام آزمایش عملکرد ضد کف ها، انتخاب روش های آزمایش به ناحیه مورد نظر و روش کاربرد بستگی دارد (به عنوان مثال قلم مو، اسپری کردن، فرو بردن، چاپ کردن، غلتاندن). ضد کف ها می توانند باعث ایجاد نقص سطحی مانند حفره شوند که به همان اندازه مشکلات ناشی از حباب کف ناخواسته و ناخوشایند می باشند. همواره عوارض جانبی بالقوه باید در نظر گرفته شده و با روشهای آزمایش مناسب بررسی شوند.

تست هم زدن (تست چگالی):

آزمون هم زدن امکان ارزیابی کارایی و تمایل جداشدن ضد کف در سیستم های مایع را فراهم می کند:

فرمول کامل (به همراه ضد کف) توسط یک میکسر با سرعت بالا هم زده می شود (به عنوان مثال 3 دقیقه در دور 4000 دور در دقیقه). سپس چگالی فرمولاسیون – که اطلاعاتی در مورد کارایی ضد کف را فراهم می کند – با توجه به وزن تعیین می شود. این آزمون پس از ذخیره سازی تکرار می شود (به عنوان مثال 2 هفته در دمای 50 درجه سانتیگراد) که اطلاعات مهمی در مورد کارایی کف زدایی طولانی مدت در فرمولاسیون خاص می دهد.

تست سازگاری:

ناسازگاری ضد کف در یک سیستم پوشش می تواند نقایص فیلم پوشش مانند پوست پرتقالی، چشم ماهی و مشکلات خیس شدن را ایجاد نماید.

ارزیابی چشمی کارایی ضد کف از بررسی وضع ظاهری فیلم کشیده شده روی یک صفحه شیشه ای صورت می پذیرد. برای این بررسی، فرمول کامل (به همراه ضد کف) بر روی یک صفحه شیشه ای اعمال می شود (فیلم مرطوب: 100-150 میکرومتر) و مقایسه چشمی با یک نمونه بلانک (بدون ضد کف).

تست غلتک اسفنجی:

به منظور شبیه سازی اعمال رنگ روی دیوار، مقدار مشخصی از سیستم آزمایش (به همراه ضد کف) بر روی 0.4 مترمربع از فیلم پلی استر اعمال و با غلتک اسفنجی با تخلخل بالا پخش می شود. اثر ناهمگونی رنگ (knock-down effect) در حین اعمال و بعد از آن و ظاهر سطح فیلم خشک، نشان دهنده کارایی ضد کف استفاده شده است.

اندازه گیری براقیت

 براقیت فیلم پوشش خشک برروی یک صفحه شیشه ای اندازه گیری می شود تا سازگاری ضد کف آزمایش شده در رنگ مشخص گردد. هرچه تأثیر کمتری در براقیت مشاهده شود، ضد کف سازگارتر است.

بسته به سیستم پوشش و نیاز مشتری، آزمایش های مختلف دیگری مانند استفاده از اسپری (به عنوان مثال بدون هوا یا مخلوط هوا)، آزمایش های تکان دادن یا تست های گردش فوم ممکن است جهت شبیه سازی شرایط کاربرد صنعتی یا انطباق روش های آزمایش با نیازهای خاص مشتری انجام شود.

شیمی ضد کف ها

امروزه اکثر ضد کف ها فرمولاسیون های پیچیده ای هستند که متناسب با ترکیبات رنگ و پوشش به بهترین شکل ممکن طراحی شده اند. معمولاً فرمولاسیون بر اساس مواد اولیه با کشش سطحی کم مانند سیلیکون، روغن های معدنی، اسیدهای چرب و فلوروکربن ها انجام می شوند.

برای افزایش خاصیت کف زدایی، می توان ذرات جامد مانند سیلیس آبگریز، صابونهای فلزی یا واکس ها را نیز در فرمولاسیون اضافه نمود.

این مواد را می توان در حامل هایی مانند آب و حلال های آلی گنجاند، تا ماده فعال راحت تر و سریعتردر رنگ مایع اضافه و پخش شود. برای دستیابی به کف زدایی بهینه، ضدکف باید در ابتدا و در مرحله آسیاب اضافه شود. در صورت اضافه شدن در مراحل بعدی، باید نیروهای برشی به اندازه کافی بالا جهت اطمینان از توزیع خوب و یکنواخت اعمال گردد.

محصولات ضد کف نویان افزون شیمی

ضد کف های نویان افزون شیمی برای سیستم های پایه آب

نویان افزون شیمی ضد کف روغنی NACO-DF 2211 معادل BYK 011 را برای سیستمهای رنگ ها و آسترهای پایه آب صنعتی، پلیمریزاسیون امولسیونی و چسب ها ارائه می دهد.

ضد کف روغنی NACO-DF 2211 عامل کنترل کننده کف فاقد سیلیکون و بر پایه روغن معدنی می باشد. این ضد کف کارایی عالی در برابر کف های ماکرو دارد، ضد کفی جهانی بوده و نسبت هزینه به عملکرد آن عالی است.

روغنهای گیاهی یا طبیعی و روغنهای نفتی دارای مزایای مختلفی نسبت به روغنهای معدنی معمولی هستند. به عنوان مثال روغن های گیاهی از ویژگی های پایداری بسیار خوبی برخوردار هستند زیرا از منابع تجدید پذیر حاصل می شوند. روغنهای سفید با خلوص بالا حتی اجازه استفاده در فرمولاسیون محصولات غذایی را نیز امکان پذیر می سازند.

اکثر ضد کف های روغنی حاوی سیلیس هیدروفوب هستند تا عملکرد آنها را افزایش دهند. این محصولات ممکن است حاوی مواد فعال کننده سطح برای بهبود امولسیون و گسترش در محیط های کف کننده باشند. این ویژگی در فرآیندهای پلیمریزاسیون امولسیونی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

NACO-DF 2211 یک محصول ضد کف بر پایه روغن برای استفاده در پوشش های آستر و رویه پایه آب خودرویی، پلیمریزاسیون امولسیونی و چسب ها می باشد که علاوه بر کیفیت و کارایی مناسب در از بین بردن کف، خواص نهایی محصول از نظر ایجاد ایراداتی مانند حفره، چشم ماهی، از بین رفتن چسبندگی بین لایه های رنگ را تضمین و استانداردهایی خودرویی را با موفقیت می گذراند.

خواص ویژه این ضد کف:

کارایی مناسب در از بین بردن کف و جلوگیری از ایجاد کف

عدم ایجاد ایرادات حفره و چشم ماهی

حفظ چسبندگی بین لایه های رنگ

عدم ایجاد ماتی در پوشش نهایی و حفظ براقیت

عدم ایجاد اختلال در آزمون های حساس پوشش های خودرویی از قبیل آزمون‌های رطوبت، اتوکلاو، چسبندگی، خوردگی، کاتاپلاسم، براقیت

ضد کف نویان افزون شیمی برای سیستم های پایه حلال و بدون حلال

افزودنی ضد کف/آزاد کننده حباب سیلیکونی و پلیمری NACO-DF 2022 معادل EFKA 2722, EFKA 2723, BYK A530، مناسب برای پوشش ­ها، چسب ها و کفپوش پایه حلال و بدون حلال، اختصاصا جهت سیستم­ های رزین اپوکسی توصیه میگردد.

 NACO-DF 2022 برای کف زدایی سریع و موثر در سیستم های بدون حلال به ویژه کفپوش های اپوکسی و تولید پوشش های بدون حباب و کف مناسب می باشد. NACO-DF 2022 به عنوان یک عامل تسطیح کننده عمل می کند و سطح صافی به پوشش می دهد. از مزا یای دیگر آن بوی کم  و عدم ایجاد ماتی در پوشش نهایی، دوز مصرفی و قیمت بسیار مناسب آن می باشد.

خواص ویژه ضد کف NACO-DF 2022 به طور خلاصه:

کارایی مناسب در از بین بردن کف و جلوگیری از ایجاد کف

ایجاد سطح بدون حفره و صاف در پوشش نهایی

حفظ چسبندگی بین لایه های کفپوش

عدم ایجاد ماتی در پوشش نهایی و حفظ براقیت

دوز مصرفی و قیمت بسیار مناسب

بدون بوی حلال های آلی