दो-घटक कोटिंग्स में जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन

1 परिचय

कोटिंग तकनीक के गतिशील क्षेत्र में, जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन, विशेष रूप से द्वि-घटक (2K) कोटिंग्स के संदर्भ में, एक प्रमुख सामग्री वर्ग के रूप में उभरे हैं। हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन, जिनकी आणविक संरचनाओं पर हाइड्रॉक्सिल (-OH) कार्यात्मक समूहों की उपस्थिति होती है, दशकों से कोटिंग उद्योग की आधारशिला रहे हैं। इन रेजिन के जलजनित संस्करणों के आगमन ने न केवल कोटिंग परिदृश्य में क्रांति ला दी है, बल्कि टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल कोटिंग समाधानों की दिशा में भी एक महत्वपूर्ण प्रगति की है।

"हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन" शब्द में विभिन्न आणविक भार, संरचना और क्रियात्मक समूह घनत्व वाले पॉलिमरों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है। इन रेजिनों को विभिन्न बहुलकीकरण तकनीकों के माध्यम से संश्लेषित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप विशिष्ट कोटिंग अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित उत्पादों की एक विविध श्रृंखला प्राप्त होती है। दो-घटक कोटिंग्स में तैयार किए जाने पर, हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन एक क्योरिंग एजेंट, आमतौर पर पॉलीयूरेथेन कोटिंग्स के मामले में आइसोसाइनेट या बेकिंग सिस्टम में अमीनो रेज़िन के साथ अभिक्रिया करके एक क्रॉसलिंक्ड पॉलीमरिक नेटवर्क बनाते हैं। यह क्रॉसलिंकिंग प्रक्रिया कोटिंग को उन्नत यांत्रिक, रासायनिक और भौतिक गुण प्रदान करती है, जिससे यह औद्योगिक, ऑटोमोटिव और उपभोक्ता अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त हो जाती है।

कोटिंग उद्योग में जलजनित प्रणालियों की ओर रुझान कई कारकों से प्रेरित है। वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वीओसी) उत्सर्जन को कम करने के उद्देश्य से लागू किए गए कड़े पर्यावरणीय नियमों ने विलायक-जनित कोटिंग्स को कम अनुकूल बना दिया है। दूसरी ओर, जलजनित कोटिंग्स, प्रदर्शन से समझौता किए बिना कम-वीओसी विकल्प प्रदान करती हैं। हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन, अपने जलजनित रूप में, इस पर्यावरण-जागरूक प्रवृत्ति के लिए अत्यधिक अनुकूल साबित हुए हैं। इन्हें विभिन्न सबस्ट्रेट्स की प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए तैयार किया जा सकता है, जबकि कोटिंग के अनुप्रयोग से जुड़े पर्यावरणीय प्रभाव को न्यूनतम रखा जा सकता है।

दो-घटक कोटिंग्स में जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन के इस व्यापक अन्वेषण से उनकी रासायनिक संरचना, संश्लेषण विधियों, प्रमुख गुणों और विभिन्न प्रकार के सबस्ट्रेट में उनके अनुप्रयोगों का गहन अध्ययन होगा। इन रेजिन की बारीकियों को समझकर, कोटिंग निर्माता, निर्माता और अंतिम उपयोगकर्ता इनके उपयोग के बारे में सूचित निर्णय ले सकते हैं, जिससे उच्च-प्रदर्शन, टिकाऊ कोटिंग समाधानों का विकास हो सकेगा।

2. जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन की रासायनिक संरचना और संश्लेषण

2.1 हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन की रासायनिक संरचना

हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन, मूलतः ऐक्रेलिक मोनोमर्स पर आधारित बहुलक होते हैं। ऐक्रेलिक मोनोमर की मूल संरचना एक विनाइल समूह (CH₂=CH-) से बनी होती है जो एक कार्बोक्सिल समूह (-COOH) या अन्य क्रियात्मक समूहों से जुड़ा होता है। हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन के मामले में, हाइड्रॉक्सिल समूहों वाले मोनोमर्स बहुलक आधार या पार्श्व श्रृंखलाओं में समाहित होते हैं। सामान्य हाइड्रॉक्सिल युक्त मोनोमर्स में हाइड्रॉक्सीएथिल एक्रिलेट (HEA), हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल एक्रिलेट (HPA), हाइड्रॉक्सीएथिल मेथैक्रिलेट (HEMA), और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मेथैक्रिलेट (HPMA) शामिल हैं।

जहाँ R एक हाइड्रॉक्सिल-क्रियाशील समूह हो सकता है, जैसे -CH_2CH_2OH (HEA से) या -CH(CH_3)CH_2OH (HPA से)। इन हाइड्रॉक्सिल समूहों की उपस्थिति महत्वपूर्ण है क्योंकि ये प्रतिक्रियाशील स्थल हैं जो रेज़िन को दो-घटकीय कोटिंग प्रणाली में तैयार करते समय क्रॉसलिंकिंग अभिक्रियाओं में भाग लेते हैं।

हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन का आणविक भार और वितरण संश्लेषण विधि और इच्छित अनुप्रयोग के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न हो सकता है। उच्च आणविक भार वाले रेजिन आमतौर पर बेहतर फिल्म अखंडता और यांत्रिक गुण प्रदान करते हैं, जबकि कम आणविक भार वाले रेजिन बेहतर घुलनशीलता और प्रतिक्रियाशीलता प्रदान कर सकते हैं। उपरोक्त सूत्र में बहुलकीकरण की मात्रा (n) बहुलक का आणविक भार निर्धारित करती है।

हाइड्रॉक्सिल समूहों के अतिरिक्त, अन्य क्रियात्मक समूहों को भी ऐक्रेलिक बहुलक संरचना में शामिल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कार्बोक्सिल समूह अक्सर हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन में मौजूद होते हैं। ये कार्बोक्सिल समूह जल में रेजिन की घुलनशीलता को बेहतर बना सकते हैं, खासकर जब इन्हें अमीनों के साथ उदासीन किया जाता है। ये विभिन्न पदार्थों पर रेजिन के आसंजन गुणों में भी योगदान करते हैं। अंतिम लेप में वांछित गुण प्राप्त करने के लिए संश्लेषण के दौरान हाइड्रॉक्सिल और कार्बोक्सिल समूहों के साथ-साथ अन्य संभावित क्रियात्मक समूहों के बीच संतुलन को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है।

2.2 जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन के संश्लेषण विधियाँ

2.2.1 इमल्शन पॉलीमराइजेशन

जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन के संश्लेषण के लिए, विशेष रूप से हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक लेटेक्स के उत्पादन के लिए, इमल्शन पोलीमराइजेशन सबसे आम तरीकों में से एक है। इस प्रक्रिया में, ऐक्रेलिक मोनोमर्स, जिनमें हाइड्रॉक्सिल कार्यक्षमता वाले भी शामिल हैं, को एक इमल्सीफाइंग एजेंट (सर्फेक्टेंट) और एक जल-घुलनशील आरंभक के साथ पानी में फैलाया जाता है।

पायसीकारी एजेंट जलीय प्रावस्था में मोनोमर बूंदों को स्थिर रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह जल में मिसेल बनाता है, जिसके भीतर मोनोमर बूंदें बिखर जाती हैं। जल में घुलनशील आरंभक उचित तापमान पर विघटित होकर मुक्त मूलक उत्पन्न करता है। ये मुक्त मूलक मोनोमर बूंदों या मिसेल में बहुलकीकरण अभिक्रिया आरंभ करते हैं।

अभिक्रिया कई चरणों में आगे बढ़ती है। प्रारंभ में, मुक्त मूलक, मोनोमर्स के साथ अभिक्रिया करके छोटी बहुलक श्रृंखलाएँ बनाते हैं। जैसे-जैसे अभिक्रिया आगे बढ़ती है, ये श्रृंखलाएँ बढ़ती हैं और अन्य श्रृंखलाओं या मोनोमर्स के साथ संयोजित होती हैं। बढ़ती हुई बहुलक श्रृंखलाएँ, पायसीकारी कारक द्वारा मिसेल या मोनोमर बूंदों के भीतर स्थिर हो जाती हैं।

जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन के उत्पादन के लिए इमल्शन पोलीमराइजेशन के अनेक लाभ हैं। यह उच्च आणविक भार वाले पॉलिमरों के संश्लेषण की अनुमति देता है, जो फिल्म निर्माण और यांत्रिक गुणों के लिए लाभकारी है। यह प्रक्रिया अपेक्षाकृत सरल है और औद्योगिक उत्पादन के लिए इसका विस्तार किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, चूँकि जल एक सतत प्रावस्था है, इसलिए परिणामी रेजिन में VOC की मात्रा कम होती है।

हालाँकि, इमल्शन पोलीमराइजेशन से जुड़ी कुछ चुनौतियाँ भी हैं। सर्फेक्टेंट की उपस्थिति कभी-कभी कोटिंग के दौरान झाग बनने जैसी समस्याओं का कारण बन सकती है। सूखी फिल्म में सर्फेक्टेंट का स्थानांतरण फिल्म के गुणों, जैसे उसकी चमक और जल प्रतिरोध, को भी प्रभावित कर सकता है। इन समस्याओं को कम करने के लिए, उन्नत इमल्सीफायर सिस्टम और पोस्ट-ट्रीटमेंट प्रक्रियाओं का अक्सर उपयोग किया जाता है।

2.2.2 विलयन बहुलकीकरण और तत्पश्चात पायसीकरण (हाइड्रॉक्सी एक्रिलिक फैलाव के लिए)

हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक परिक्षेपण (जिसे द्वितीयक परिक्षेपण भी कहते हैं) के उत्पादन के लिए, प्रायः दो-चरणीय प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले, विलयन का बहुलकीकरण एक कार्बनिक विलायक में किया जाता है। इस चरण में, हाइड्रॉक्सिल युक्त मोनोमर्स सहित ऐक्रेलिक मोनोमर्स को, ज़ाइलीन या ब्यूटाइल एसीटेट जैसे कार्बनिक विलायक में घुलनशील आरंभक की उपस्थिति में बहुलकित किया जाता है।

विलयन बहुलकीकरण अभिक्रिया पारंपरिक मुक्त मूलक बहुलकीकरण के समान है, जिसमें आरंभक मुक्त मूलक उत्पन्न करता है जो मोनोमर्स से बहुलक श्रृंखलाओं की वृद्धि आरंभ करते हैं। वांछित आणविक भार और बहुलक संरचना प्राप्त होने के बाद, परिणामी विलयन को जलजनित प्रणाली में परिवर्तित करने के लिए पायसीकृत किया जाता है।

पायसीकरण के इस चरण में आमतौर पर बहुलक विलयन में एक पायसीकारी कारक और पानी मिलाया जाता है। फिर मिश्रण को उच्च अपरूपण बलों के अधीन किया जाता है, जैसे कि उच्च गति वाले मिक्सर या होमोजेनाइज़र का उपयोग करके। यह प्रक्रिया बहुलक विलयन को छोटी बूंदों में तोड़ देती है, जो फिर जल प्रावस्था में बिखर जाती हैं, जिससे एक स्थिर परिक्षेपण बनता है।

इस प्रकार तैयार किए गए हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक डिसपर्शन के कुछ लाभ हैं। इमल्शन पोलीमराइजेशन से प्राप्त डिसपर्शन की तुलना में इनका अणुभार आमतौर पर कम होता है, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न प्रकार के क्योरिंग एजेंटों के साथ बेहतर संगतता हो सकती है। (इमल्शन पोलीमराइजेशन की तुलना में) सर्फेक्टेंट की महत्वपूर्ण मात्रा की अनुपस्थिति फिल्म के गुणों में सुधार ला सकती है, जैसे कि अधिक चमक और बेहतर जल प्रतिरोध। हालाँकि, प्रारंभिक विलयन पोलीमराइजेशन चरण में कार्बनिक विलायकों के उपयोग का अर्थ है कि इन रेजिनों में केवल इमल्शन पोलीमराइजेशन द्वारा उत्पादित रेजिनों की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक VOC सामग्री हो सकती है। इसके अतिरिक्त, द्वि-चरणीय प्रक्रिया अधिक जटिल है और एकल-चरणीय इमल्शन पोलीमराइजेशन प्रक्रिया की तुलना में अधिक सटीक नियंत्रण की आवश्यकता हो सकती है।

3. दो-घटक कोटिंग्स में जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन के प्रमुख गुण

3.1 क्रॉसलिंकिंग रसायन विज्ञान

द्वि-घटक कोटिंग्स में, जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन का क्रॉसलिंकिंग एक मूलभूत प्रक्रिया है जो कोटिंग के अंतिम गुणों को निर्धारित करती है। हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन के लिए सबसे आम क्रॉसलिंकिंग एजेंट आइसोसाइनेट होता है, जो आमतौर पर पॉलीआइसोसायनेट के रूप में होता है। जब जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन और पॉलीआइसोसायनेट क्योरिंग एजेंट को मिलाया जाता है, तो रेजिन पर मौजूद हाइड्रॉक्सिल समूहों और क्योरिंग एजेंट पर मौजूद आइसोसाइनेट समूहों के बीच एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है।

यह अभिक्रिया एक यूरेथेन बंध (-NH-COO-) बनाती है, जो हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन की बहुलक श्रृंखलाओं को आपस में जोड़कर एक त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनाती है। इस अभिक्रिया की दर कई कारकों से प्रभावित हो सकती है, जिनमें तापमान, उत्प्रेरक की उपस्थिति, और हाइड्रॉक्सिल से आइसोसाइनेट समूहों का अनुपात (जिसे आमतौर पर NCO/OH अनुपात कहा जाता है) शामिल हैं।

कमरे के तापमान पर, हाइड्रॉक्सिल और आइसोसाइनेट समूहों के बीच अभिक्रिया अपेक्षाकृत धीमी होती है। हालाँकि, टिन-आधारित यौगिक या तृतीयक ऐमीन जैसे उत्प्रेरक को मिलाने से अभिक्रिया में उल्लेखनीय वृद्धि हो सकती है। उत्प्रेरक और उसकी सांद्रता का चयन सावधानीपूर्वक किया जाना चाहिए ताकि वांछित समय सीमा के भीतर उचित अभिक्रिया सुनिश्चित हो सके और साथ ही अति-अभिक्रिया या समय से पहले जेलीकरण जैसी समस्याओं से बचा जा सके।

दो-घटक कोटिंग्स के निर्माण में NCO/OH अनुपात एक महत्वपूर्ण मानदंड है। सिद्धांत रूप में, पूर्ण अभिक्रिया और इष्टतम क्रॉसलिंक घनत्व सुनिश्चित करने के लिए अक्सर 1:1 (स्टोइकोमेट्रिक अनुपात) का अनुपात निर्धारित किया जाता है। हालाँकि, व्यवहार में, आइसोसाइनेट समूहों की थोड़ी अधिकता (जैसे, 1.1:1 से 1.5:1 का NCO/OH अनुपात) अक्सर उपयोग की जाती है। यह अधिकता संभावित अनुपचारित अभिक्रियाओं, जैसे कि सिस्टम में मौजूद पानी के साथ आइसोसाइनेट की अभिक्रिया (जिससे यूरिया और कार्बन डाइऑक्साइड बन सकता है) को ध्यान में रखने में मदद करती है, और यह सुनिश्चित करती है कि सभी हाइड्रॉक्सिल समूह प्रभावी रूप से क्रॉसलिंक्ड हों।

आइसोसाइनेट के अलावा, अमीनो रेजिन का उपयोग जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन के लिए क्रॉसलिंकिंग एजेंट के रूप में भी किया जा सकता है, विशेष रूप से बेकिंग कोटिंग प्रणालियों में। मेलामाइन फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन या यूरिया फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन जैसे अमीनो रेजिन, उच्च तापमान पर हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन पर मौजूद हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ अभिक्रिया करते हैं। इस अभिक्रिया में रेजिन और अमीनो रेजिन के बीच ईथर बंधन बनते हैं, जिसके परिणामस्वरूप क्रॉसलिंकिंग होती है। यह क्रॉसलिंकिंग क्रियाविधि आइसोसाइनेट के साथ यूरेथेन निर्माण से भिन्न है और कोटिंग को अद्वितीय गुण प्रदान करती है, जैसे उत्कृष्ट कठोरता और रासायनिक प्रतिरोध, विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों में जहाँ उच्च-तापमान पर उपचार संभव है।

3.2 फिल्म बनाने वाले गुण

3.2.1 सुखाने और इलाज तंत्र

जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन-आधारित दो-घटक कोटिंग्स के सुखाने और सुखाने में कई जटिल प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं। शुरुआत में, कोटिंग के निर्माण में मौजूद पानी वाष्पित होने लगता है। यह प्रक्रिया परिवेश के तापमान, आर्द्रता और वायु परिसंचरण जैसे कारकों से प्रभावित होती है। जैसे-जैसे पानी की मात्रा कम होती जाती है, रेज़िन फैलाव या लेटेक्स में मौजूद पॉलिमर कण एक-दूसरे के अधिक निकट संपर्क में आने लगते हैं।

हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक लेटेक्स (इमल्शन पोलीमराइजेशन द्वारा निर्मित) के मामले में, बहुलक कण विकृत होकर एक सतत फिल्म बनाते हैं। इस संलयन प्रक्रिया में संलयन एजेंटों की उपस्थिति सहायक होती है, जो कम वाष्पशील विलायक होते हैं और परिवेशी तापमान पर बहुलक कणों को नरम करने में मदद करते हैं, जिससे वे प्रवाहित और विलीन हो जाते हैं। जैसे-जैसे पानी वाष्पित होता रहता है और संलयन एजेंट धीरे-धीरे वाष्पीकृत होते जाते हैं, फिल्म और अधिक ठोस होती जाती है।

इसके साथ ही, हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन और क्योरिंग एजेंट (आइसोसाइनेट या एमिनो रेज़िन) के बीच क्रॉसलिंकिंग अभिक्रिया शुरू हो जाती है। आइसोसाइनेट क्योरिंग के मामले में, -OH और -NCO समूहों के बीच अभिक्रिया आगे बढ़ती है, जिससे एक क्रॉसलिंक्ड नेटवर्क बनता है। यह क्रॉसलिंकिंग प्रक्रिया फिल्म को और मज़बूत बनाती है और उसे उसके अंतिम यांत्रिक और रासायनिक गुण प्रदान करती है।

बेकिंग कोटिंग प्रणालियों में, जहाँ अमीनो रेजिन को क्रॉसलिंकर के रूप में उपयोग किया जाता है, क्योरिंग प्रक्रिया तापमान पर निर्भर करती है। कोटिंग को आमतौर पर एक निश्चित अवधि के लिए उच्च तापमान (फॉर्मूलेशन के आधार पर 100°C से 200°C तक) पर बेक किया जाता है। इन तापमानों पर, हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन पर हाइड्रॉक्सिल समूहों और अमीनो रेजिन पर कार्यात्मक समूहों के बीच अभिक्रिया सक्रिय हो जाती है, जिससे तीव्र क्रॉसलिंकिंग होती है और एक कठोर, टिकाऊ फिल्म का निर्माण होता है।

3.2.2 फिल्म अखंडता और भौतिक गुण

जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन पर आधारित कोटिंग्स की फिल्म अखंडता और भौतिक गुण, क्रॉसलिंकिंग घनत्व और बहुलक श्रृंखलाओं की प्रकृति पर अत्यधिक निर्भर होते हैं। उचित निर्माण और अभिक्रिया स्थितियों के माध्यम से प्राप्त उच्च क्रॉसलिंकिंग घनत्व, एक अधिक कठोर और यांत्रिक रूप से मजबूत फिल्म का निर्माण करता है। ऐसी फिल्में घर्षण, खरोंच और प्रभाव के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करती हैं।

फिल्म की कठोरता एक महत्वपूर्ण गुण है, खासकर उन अनुप्रयोगों में जहाँ कोटिंग पर यांत्रिक तनाव पड़ने की संभावना होती है। हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन-आधारित कोटिंग्स को कठोरता के विभिन्न मान प्राप्त करने के लिए तैयार किया जा सकता है, अपेक्षाकृत नरम और लचीली कोटिंग्स से लेकर, जो कुछ हद तक लचीलेपन की आवश्यकता वाले सबस्ट्रेट्स (जैसे कुछ प्लास्टिक) के लिए उपयुक्त होती हैं, लेकर औद्योगिक फर्श या ऑटोमोटिव टॉपकोट जैसे अनुप्रयोगों के लिए अत्यंत कठोर कोटिंग्स तक। फिल्म की कठोरता क्रॉसलिंक घनत्व से संबंधित होती है, और उच्च क्रॉसलिंक घनत्व आमतौर पर उच्च कठोरता मानों की ओर ले जाता है।

लचीलापन एक और महत्वपूर्ण गुण है। कुछ अनुप्रयोगों में, जैसे चमड़े या कुछ प्रकार के प्लास्टिक जैसे लचीले सब्सट्रेट पर कोटिंग करते समय, कोटिंग को बिना दरार के मुड़ने और फैलने में सक्षम होना आवश्यक है। हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन को इस प्रकार संशोधित या तैयार किया जा सकता है कि परिणामी फिल्म में लचीलेपन और कठोरता का उचित संतुलन हो। इसमें विशिष्ट मोनोमर्स या एडिटिव्स का उपयोग शामिल हो सकता है जो पॉलिमर श्रृंखलाओं के लचीलेपन को बढ़ाते हैं और साथ ही अन्य वांछनीय गुणों को बनाए रखने के लिए पर्याप्त क्रॉसलिंकिंग की अनुमति भी देते हैं।

फिल्म का सब्सट्रेट से आसंजन भी एक महत्वपूर्ण पहलू है। हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन, अपने हाइड्रॉक्सिल और कार्बोक्सिल समूहों के साथ, अक्सर विभिन्न प्रकार के सब्सट्रेट्स पर अच्छा आसंजन प्रदर्शित करते हैं। इन ध्रुवीय कार्यात्मक समूहों की उपस्थिति सब्सट्रेट सतह के साथ अंतर-आणविक अंतःक्रियाओं, जैसे हाइड्रोजन बॉन्डिंग या वैन डेर वाल्स बलों, को संभव बनाती है। इसके अतिरिक्त, सब्सट्रेट की सतह की तैयारी, जैसे सफाई, सैंडिंग, या प्राइमर लगाना, हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन-आधारित कोटिंग के आसंजन को और बेहतर बना सकता है।

3.3 रासायनिक प्रतिरोध

3.3.1 जल और नमी के प्रति प्रतिरोध

जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन-आधारित दो-घटक कोटिंग्स को पानी और नमी के प्रति अच्छा प्रतिरोध प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। क्योरिंग के दौरान बनने वाला क्रॉसलिंक्ड पॉलीमर नेटवर्क पानी के अणुओं के प्रवेश में अवरोध का काम करता है। पॉलीमर संरचना में हाइड्रोफोबिक समूहों की उपस्थिति, जो संश्लेषण के दौरान मोनोमर्स के चयन के माध्यम से आ सकती है, जल प्रतिरोध को और बढ़ाती है।

ऐसे अनुप्रयोगों में जहाँ कोटिंग उच्च आर्द्रता या सीधे पानी के संपर्क में आती है, जैसे कि समुद्री कोटिंग्स या बाथरूम कोटिंग्स में, कोटिंग का जल प्रतिरोध अत्यंत महत्वपूर्ण होता है। एक अच्छी तरह से तैयार की गई हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन-आधारित कोटिंग पानी को सब्सट्रेट तक पहुँचने से रोक सकती है, जिससे इसे जंग (धातु सब्सट्रेट के मामले में) या क्षरण (लकड़ी या अन्य कार्बनिक सब्सट्रेट के मामले में) से बचाया जा सकता है।

हालाँकि, इन कोटिंग्स का जल प्रतिरोध क्रॉसलिंकिंग की मात्रा, हाइड्रोफिलिक अशुद्धियों (जैसे अप्रतिक्रियाशील मोनोमर्स या अवशिष्ट सर्फेक्टेंट) की उपस्थिति और सब्सट्रेट के प्रकार जैसे कारकों से प्रभावित हो सकता है। उच्च क्रॉसलिंक घनत्व वाली कोटिंग्स आमतौर पर बेहतर जल प्रतिरोध प्रदान करती हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि कोटिंग आवश्यक जल प्रतिरोध मानकों को पूरा करती है, निर्माण प्रक्रिया के दौरान उचित निर्माण और गुणवत्ता नियंत्रण आवश्यक है।

3.3.2 रसायनों के प्रति प्रतिरोध

हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन-आधारित दो-घटक कोटिंग्स कई प्रकार के रसायनों के प्रति भी अच्छा प्रतिरोध प्रदर्शित करती हैं। कोटिंग की क्रॉसलिंक्ड संरचना एक भौतिक अवरोध प्रदान करती है जो रासायनिक पदार्थों के प्रवेश को रोक सकती है। इसके अतिरिक्त, पॉलिमर श्रृंखलाओं की रासायनिक प्रकृति को विशिष्ट प्रकार के रसायनों के प्रतिरोध के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, औद्योगिक अनुप्रयोगों में जहाँ कोटिंग अम्लों, क्षारों, विलायकों, या अन्य औद्योगिक रसायनों के संपर्क में आ सकती है, रासायनिक प्रतिरोध बढ़ाने के लिए मोनोमर्स और क्रॉसलिंकिंग एजेंटों के चयन को अनुकूलित किया जा सकता है। कुछ मोनोमर्स, जिनमें रासायनिक-प्रतिरोधी कार्यात्मक समूह होते हैं, जैसे कि फ्लोरिनेटेड या सिलिकॉन-युक्त मोनोमर्स, से तैयार की गई कोटिंग्स विशिष्ट रासायनिक वातावरणों के प्रति बेहतर प्रतिरोध प्रदान कर सकती हैं।

रसायनों के प्रति कोटिंग के प्रतिरोध का परीक्षण मानक विधियों का उपयोग करके किया जा सकता है, जैसे कि एक निश्चित अवधि के लिए रासायनिक घोल में डुबोकर परीक्षण करना और उसके बाद कोटिंग की बनावट, आसंजन और अखंडता का मूल्यांकन करना। इन परीक्षणों में सफल होने वाली कोटिंग्स को ऐसे वातावरण में उपयोग के लिए उपयुक्त माना जाता है जहाँ उन रसायनों के संपर्क में आने की संभावना होती है।

3.4 स्थायित्व और मौसम प्रतिरोध

3.4.1 यूवी प्रतिरोध

जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन-आधारित दो-घटक कोटिंग्स का एक प्रमुख लाभ पराबैंगनी (यूवी) विकिरण के प्रति उनका उत्कृष्ट प्रतिरोध है। सूर्य की प्रकाश से निकलने वाली यूवी किरणें समय के साथ कोटिंग्स को ख़राब कर सकती हैं, जिससे रंग फीका पड़ना, चाक लगना और चमक कम होना जैसी समस्याएँ हो सकती हैं। हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन को यूवी-अवशोषित करने वाले योजकों या मोनोमर्स के साथ तैयार किया जा सकता है ताकि उनका यूवी प्रतिरोध बढ़ाया जा सके।

हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन के संश्लेषण में प्रयुक्त कुछ मोनोमर, जैसे कि बेंज़ोट्रियाज़ोल या बाधायुक्त अमीन प्रकाश स्थिरक (HALS) अंश, पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित कर सकते हैं और ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में नष्ट कर सकते हैं, जिससे बहुलक श्रृंखलाओं को क्षति पहुँचने से रोका जा सकता है। इसके अतिरिक्त, कोटिंग की क्रॉसलिंक्ड संरचना लंबे समय तक पराबैंगनी विकिरण के संपर्क में रहने पर भी इसकी अखंडता बनाए रखने में मदद करती है।

ऑटोमोटिव कोटिंग्स, आर्किटेक्चरल कोटिंग्स और समुद्री कोटिंग्स जैसे बाहरी अनुप्रयोगों में, यूवी प्रतिरोध अत्यंत महत्वपूर्ण है। अच्छी यूवी प्रतिरोध वाली कोटिंग लंबे समय तक अपनी उपस्थिति और सुरक्षात्मक गुणों को बनाए रख सकती है, जिससे बार-बार कोटिंग और रखरखाव की आवश्यकता कम हो जाती है।

3.4.2 दीर्घकालिक स्थायित्व

जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन-आधारित दो-घटक कोटिंग्स का दीर्घकालिक स्थायित्व उनके संयुक्त गुणों का परिणाम है, जिनमें रासायनिक प्रतिरोध, यूवी प्रतिरोध और अच्छी फिल्म अखंडता शामिल हैं। यूवी विकिरण और रसायनों के प्रभावों का प्रतिरोध करने के अलावा, ये कोटिंग्स समय के साथ यांत्रिक टूट-फूट को भी झेल सकती हैं।

क्रॉसलिंक्ड पॉलीमर नेटवर्क कोटिंग को मज़बूती और मजबूती प्रदान करता है, जिससे यह घर्षण और प्रभाव का प्रतिरोध कर पाती है। सब्सट्रेट पर कोटिंग का आसंजन लंबे समय तक स्थिर रहता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि कोटिंग छिले या विघटित न हो। यह दीर्घकालिक स्थायित्व हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन-आधारित कोटिंग्स को उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहाँ कोटिंग को विश्वसनीय सुरक्षा प्रदान करने और कई वर्षों तक अपनी उपस्थिति बनाए रखने की आवश्यकता होती है, जैसे कि बुनियादी ढाँचे की कोटिंग्स या उच्च-स्तरीय ऑटोमोटिव फ़िनिश में।

4. विभिन्न सबस्ट्रेट्स पर दो-घटक कोटिंग्स में जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन के अनुप्रयोग

4.1 धातु सब्सट्रेट

4.1.1 ऑटोमोटिव कोटिंग्स

ऑटोमोटिव उद्योग में, जलजनित हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेज़िन-आधारित दो-घटक कोटिंग्स तेज़ी से लोकप्रिय हो रही हैं। इनका उपयोग ऑटोमोटिव पेंटिंग के विभिन्न चरणों में किया जाता है, जिसमें प्राइमर, बेसकोट और क्लियरकोट अनुप्रयोग शामिल हैं।

ऑटोमोटिव प्राइमरों के लिए, हाइड्रॉक्सी ऐक्रेलिक रेजिन धातु की सतह पर उत्कृष्ट आसंजन प्रदान करते हैं। रेजिन पर मौजूद ध्रुवीय कार्यात्मक समूह, जैसे हाइड्रॉक्सिल और कार्बोक्सिल समूह, धातु की सतह के साथ मज़बूत बंधन बना सकते हैं, जिससे प्राइमर का मज़बूती से चिपकना सुनिश्चित होता है। यह आसंजन अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह बाद की पेंट परतों के लिए एक आधार प्रदान करता है और धातु की सतह को जंग लगने से बचाने में मदद करता है।

निष्कर्ष