راتنجات معالجة بالأشعة فوق البنفسجية مائية للاستخدامات الصناعية في صناعة الأخشاب

شهدت تقنية الطلاء بالأشعة فوق البنفسجية المائية نموًا ملحوظًا في أسواق الأخشاب الصناعية الداخلية، نظرًا لأدائها الممتاز، وانخفاض انبعاثات المذيبات، وزيادة كفاءة الإنتاج. توفر أنظمة الطلاء بالأشعة فوق البنفسجية للمستخدم النهائي مزايا عديدة، منها مقاومة فائقة للمواد الكيميائية والخدوش، ومقاومة ممتازة للالتصاق، وانخفاض كبير في المركبات العضوية المتطايرة، بالإضافة إلى صغر حجم المعدات المطلوبة، مما يقلل من مساحة التخزين اللازمة. تتميز هذه الأنظمة بخصائص تُضاهي أنظمة اليوريثان ثنائية المكونات، دون تعقيدات المواد الرابطة الخطرة أو مشاكل فترة صلاحية المنتج. يُعد النظام ككل فعالًا من حيث التكلفة بفضل زيادة سرعة الإنتاج وانخفاض تكاليف الطاقة. يمكن الاستفادة من هذه المزايا نفسها في التطبيقات الخارجية التي تُطبق في المصانع، بما في ذلك إطارات النوافذ والأبواب، وألواح التكسية، وغيرها من أعمال النجارة. تستخدم هذه القطاعات السوقية عادةً مستحلبات الأكريليك ومشتتات البولي يوريثان، نظرًا لما تتمتع به من لمعان ممتاز وثبات للألوان، فضلًا عن متانتها الفائقة. في هذه الدراسة، تم تقييم راتنجات البولي يوريثان-أكريليك ذات خاصية الأشعة فوق البنفسجية، وفقًا لمواصفات الصناعة، لتطبيقات الأخشاب الصناعية الداخلية والخارجية.

تُستخدم ثلاثة أنواع من الطلاءات القائمة على المذيبات بشكل شائع في تطبيقات الأخشاب الصناعية. طلاء النيتروسليلوز هو عادةً مزيج منخفض المواد الصلبة من النيتروسليلوز والزيوت أو الألكيدات الزيتية. تتميز هذه الطلاءات بسرعة جفافها ولمعانها العالي، وتُستخدم عادةً في صناعة الأثاث المنزلي. من عيوبها اصفرارها مع مرور الوقت وهشاشتها، بالإضافة إلى ضعف مقاومتها للمواد الكيميائية. تحتوي طلاءات النيتروسليلوز على نسبة عالية جدًا من المركبات العضوية المتطايرة، تصل عادةً إلى 500 غ/لتر أو أكثر. أما الطلاءات المحفزة مسبقًا فهي مزيج من النيتروسليلوز والزيوت أو الألكيدات الزيتية والملدنات واليوريا فورمالدهيد، وتستخدم محفزًا حمضيًا ضعيفًا مثل فوسفات حمض البوتيل. تتمتع هذه الطلاءات بفترة صلاحية تقارب أربعة أشهر، وتُستخدم في صناعة أثاث المكاتب والمؤسسات والمنازل. تتميز الطلاءات المحفزة مسبقًا بمقاومة كيميائية أفضل من طلاءات النيتروسليلوز، ولكنها تحتوي أيضًا على نسبة عالية جدًا من المركبات العضوية المتطايرة. تتكون ورنيشات التحويل من مزيج من الألكيدات الزيتية، واليوريا فورمالديهايد، والميلامين. وتستخدم محفزًا حمضيًا قويًا مثل حمض بارا-تولوين سلفونيك. وتتراوح مدة صلاحيتها بعد الاستخدام من 24 إلى 48 ساعة. وتُستخدم في خزائن المطابخ، وأثاث المكاتب، والأثاث المنزلي. تتميز ورنيشات التحويل بأفضل خصائص الأنواع الثلاثة من الطلاءات المذيبة المستخدمة عادةً في صناعة الأخشاب. إلا أنها تُصدر كميات كبيرة جدًا من المركبات العضوية المتطايرة وانبعاثات الفورمالديهايد.

تُعدّ مستحلبات الأكريليك ذاتية التشابك المائية ومشتتات البولي يوريثان بدائل ممتازة للمنتجات القائمة على المذيبات في تطبيقات الأخشاب الصناعية. تتميز مستحلبات الأكريليك بمقاومة كيميائية وتماسكية عالية، وصلابة فائقة، ومتانة استثنائية، ومقاومة ممتازة للعوامل الجوية، والتصاق مُحسّن بالأسطح غير المسامية. كما أنها تجف بسرعة، مما يُمكّن مُصنّعي الخزائن والأثاث ومواد البناء من التعامل مع القطع بعد فترة وجيزة من التطبيق. أما مشتتات البولي يوريثان، فتتميز بمقاومة ممتازة للتآكل، ومرونة عالية، ومقاومة للخدوش والتلف. وهي تُعدّ خيارًا مثاليًا للمزج مع مستحلبات الأكريليك لتحسين الخواص الميكانيكية. يُمكن لكل من مستحلبات الأكريليك ومشتتات البولي يوريثان التفاعل مع مواد كيميائية مُتشابكة مثل البولي إيزوسيانات، والبولي أزيريدين، والكاربوديميدات لتكوين طبقات ثنائية المكونات ذات خواص مُحسّنة.

أصبحت الطلاءات المائية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية خيارًا شائعًا لتطبيقات الأخشاب الصناعية. يختار مصنّعو خزائن المطابخ والأثاث هذه الطلاءات لما تتمتع به من مقاومة ممتازة وخصائص ميكانيكية فائقة، وسهولة في التطبيق، وانبعاثات مذيبات منخفضة للغاية. تتميز هذه الطلاءات بمقاومة عالية للالتصاق فور معالجتها، مما يسمح بتكديس الأجزاء المطلية وتغليفها وشحنها مباشرة من خط الإنتاج دون الحاجة إلى فترة انتظار لتكوين الصلابة. تتطور الصلابة في هذه الطلاءات بشكل ملحوظ وفي غضون ثوانٍ. كما أن مقاومتها للمواد الكيميائية والبقع تفوق مقاومة الورنيشات التحويلية القائمة على المذيبات.

تتمتع طلاءات الأشعة فوق البنفسجية ذات القاعدة المائية بالعديد من المزايا. فبينما تتميز بوليمرات الأشعة فوق البنفسجية الصلبة بنسبة 100% بلزوجة عالية وتتطلب تخفيفها بمخففات تفاعلية، تتميز بوليمرات الأشعة فوق البنفسجية ذات القاعدة المائية بانخفاض لزوجتها، ويمكن تعديلها باستخدام مُعدِّلات اللزوجة التقليدية. كما تتميز هذه البوليمرات بوزن جزيئي مرتفع في البداية، ولا يزداد وزنها الجزيئي أثناء التصلب بنفس سرعة طلاءات الأشعة فوق البنفسجية الصلبة بنسبة 100%. ونظرًا لانكماشها الطفيف أو المعدوم أثناء التصلب، تتمتع بوليمرات الأشعة فوق البنفسجية ذات القاعدة المائية بالتصاق ممتاز بالعديد من الأسطح. ويمكن التحكم بسهولة في لمعان هذه الطلاءات باستخدام عوامل التعتيم التقليدية. تتميز هذه البوليمرات بصلابتها العالية ومرونتها الفائقة، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لطلاءات الأخشاب الخارجية.