رنگ ها بر اساس معیارهاي متفاوتی تقسیم بندي میشوند. مهمترین این معیارها شامل کاربرد، نوع فیزیكی و رزین مورد استفاده در ساخت رنگ میگردد. رنگها بر اساس کاربرد به دو دسته ساختمانی و صنعتی تقسیم میشوند که هرکدام از این دسته ها به سه نوع مایع، پودري و اسپري تقسیم میشوند. همچنین بر اساس ساختار فیزیكی به پنج دسته پایه حلال، پایه آبی، با درصد بالاي جامد (پرجامد،) پودري و سخت شونده با پرتو تقسیم میشود. رنگهاي پایه آبی خود به سه دسته رقیقشونده با آب، امولسیونی و لاتكسی تقسیم میگردند. از طرفی رنگها طبق رزین به کار گرفته شده در ساختار نیز به دو دسته ترموست و ترموپلاست تقسیم میشوند که این گروهها خود به زیرمجموعه های دیگري تقسیم میشوند.
تقسيم بندی بر اساس فيزيک رنگ:
رنگها بر اساس ساختار فیزیكی به پنج دسته پایه حلال، پایه آب، پودري، با درصد بالاي جامد و سخت شونده با پرتو تقسیم بندي میشوند که در ادامه هر یک از این گروه ها معرفی شده و مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
- رنگ های پايه حلال
در این رنگها از یک حلال آلی براي رقیق سازي محلول استفاده میشود. حلالهاي آروماتیک مانند زایلن و تولوئن و حلالهاي هیدروکربنی مانند بوتانول، ایزوپروپانول و کتون از مهمترین حلالهاي آلی به شمار میروند. تبخیر حلالهاي آلی پس از اعمال رنگ و استفاده فراوان از حلال هاي آلی سبب بروز مشكلاتی از قبیل افزایش میزان مواد فرار آلی در محیط شده است. به همین دلیل در سالهاي اخیر استفاده از این رنگها با محدودیتهایی مواجه بوده است.
- رنگ های پايه آبی
با استفاده از این پوشش ها میتوان میزان مصرف حلال هاي آلی را به صفر رساند ولی در اغلب موارد به همراه آب از حلالهاي آلی نیز در تهیه این پوشش ها استفاده میشود. منظور از رنگهاي پایه آب در این گزارش رنگ هاي در بر دارنده آب است که شامل رنگ هایی است که در فرمولاسیون آنها از آب به عنوان حلال و یا رقیق کننده استفاده میشود. این رنگها عمدتا شامل دو گروه اصلی رنگهاي رقیق شونده با آب و رنگهاي لاتكس و یک گروه کوچک امولسیونی میشود. امروزه استفاده از آب چه به صورت تنها یا مخلوطی از الكل و اتر الكل ها به عنوان یک حلال، به دلایل بهداشتی و عدم خطر آتش سوزي و سمی نبودن، مصرف فراوانی پیدا کرده است. همچنین از آب جهت انحلال رنگهاي پلاستیكی، رزین هاي محلول در آب و رزینهاي امولسیونی و کلوئیدي استفاده میشود.
- پوشش های با درصد بالای جامد (پر جامد)
رنگهاي پرجامد رنگهایی هستند که درصد جامد آنها بیش از 60درصد است. این رنگها به منظور کاهش آلودگی محیط زیست طراحی گردیده اند. همچنین در مواقعی که لازم است با یک مرحله پاشش حداکثر ضخامت حاصل شود از این رنگها استفاده میشود. در این دسته از پوششها توسط کنترل جرم مولكولی رزین و فرمولاسیون مناسب پوشش به میزان قابل توجهی مصرف حلال کاهش مییابد و در مورد بعضی از انواع آن، پوششهاي بدون حلال نیز تهیه میشود. به دلیل مشكلات این پوشش ها سرعت رشد این پوشش ها با کاهش روبرو است.
- پوشش های پودری
پوششهاي پودري دستهاي از رنگها هستند که برخلاف رنگهاي معمولی مایع، نیاز به حلال ندارند و به همین دلیل پتانسیل بالایی جهت کاهش میزان آلودگیهاي زیست محیطی ناشی از مصرف حلال هاي آلی و استفاده در صنعت دارند. البته حذف حلال از سامانه پوشش منجر به پیدایش محدودیتهایی در این نوع رنگها میشود. همچنین این پوششها بایستی جهت تشكیل فیلم داخل کوره حرارت داده شوند که این نیز باعث ایجاد محدودیت میگردد.
- پوششهای سخت شونده با پرتو (تابش پز)
استفاده از این پوششها به ویژه براي سطوح حساس به دما مانند سطوح پلاستیكی و چوبی مورد توجه قرار دارد. در واقع پخت با اشعه روشی جهت خشک شدن و تشكیل فیلم است و این پوششها میتوانند زیرمجموع هاي از پوششش هاي پودري، پوشش هاي پرجامد و غیره باشند.
تقسيم بندی بر اساس کاربرد:
صنعت رنگ و پوشش به دو بازار اصلی رنگهاي ساختمانی و صنعتی (دریایی و ترافیكی) تقسیم بندي میشود که هر یک دارای زیرمجموعه های مختلفی از جمله رنگ هاي مایع (پایه حلال و پایه آبی،) پودري و اسپری است. پوشش هاي نمای ساختمان بزرگ ترین بخش این بازار را تشكیل داده و پس از آن، رنگ های صنعتی قرار گرفته اند. همچنین بر اساس محل کاربرد رنگ های ساختمانی به دو گروه داخلی و بیرونی و رنگهاي صنعتی طبق صنعت مورد استفاده به رنگ هاي خودرو، دریایی و غیره تقسیم میشود. تفاوت هاي گسترده ای میان رنگ هاي صنعتی و ساختمانی وجود دارد که در ادامه به صورت کلی مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
- رنگ های صنعتی
از رنگ هاي صنعتی در محیط های صنعتی و براي رنگ آمیزی و پوشش دهی محصولات صنعتی استفاده میشود. هدف اصلی این رنگها حفاظت سطوحی است که پوشش داده میشوند. حفاظت از وسایل و تجهیزات در مقابل عوامل مختلف محیطی نظیر رطوبت، شرایط جوی خورنده، تماس مستمر با آب، آتش سوزي، حلال های صنعتی و سایش مداوم از مهمترین هدف های استفاده از رنگ هاي صنعتی به شمار میرود. رنگ هاي صنعتی عموما به عنوان پوشش نهایی داراي محدودیت هایی از لحاظ نوع رزین به کار رفته هستند. این در حالی است که تنوع این رنگ ها در سطوح زیرین نظیر پوشش پایه و آستري بیشتر است. اصلی ترین رنگ هاي صنعتی رنگ هاي خودرو و دریایی هستند که در ادامه معرفی خواهند شد.
- رنگ های خودرو
رنگ مورد استفاده در بدنه خودر وظیفه حفاظت از سطح فلزي بدنه خودرو را بر عهده دارد. همچنین رنگ بدنه مهم ترین و بیش ترین تاثیر را بر ظاهر خودرو دارد. به همین دلیل در صنعت خودروسازي، یكنواختی رنگ خودرو پس از رنگ آمیزي توسط دستگاه اسپكتروفوتومتر مطالعه میگردد. انواع پوششهاي مورد استفاده در صنعت خودرو به شرح زیر است:
پوشش آکریليک: از رزین آکریليک به صورت جلا و لاک به عنوان پوشش زیرین و تکمرحلهاي در این صنعت استفاده ميشود.
پوشش پلي اورتان: از پوشش هاي بر پایه رزین پلي اورتان به عنوان پوشش پایه یا مياني بهره برده ميشود.
پوشش پایه آبي: این روش که جدیدا در ساخت خودروهاي با مدل جدید استفاده ميشود باعث ایجاد پوششي با امنيت بالاتر ميگردد.
- رنگهای دريايی
پوشش هاي دریایی، پوشش هایی با مصارف تخصصی هستند که براي رنگ آمیزي و محافظت کشتی ها، سازه هاي دریایی و ساحلی و قایق هاي تفریحی از آنها استفاده میشود و براي شریط سخت آب و هوایی و غوطه وري در آب دریا طراحی شده اند. به همین دلیل پوشش هاي مورد استفاده باید بیشترین مقاومت را نسبت به آزمایش مه نمكی (سالت اسپري)، در تماس بودن مداوم با آب دریا، تشكیل خزه و مواد شیمیایی داشته باشند. رنگهاي ساخته شده از رزین هاي اکریلیک هیدروکسیل دار که بوسیله ایزوسیانات ها سخت میشوند، به عنوان پوشش نهایی بر روي سیستم هاي اپوکسی کاربرد دارند. به علت وجود باندهاي یورتانی این پوشش ها مقاومت محیطی بالایی (به خصوص مقاومت نسبت به اشعه نور خورشید) دارند.
- رنگهای ساختمانی
رنگهاي ساختمانی در محیط هاي مسكونی استفاده میشوند این رنگها براي پوشش دهی روي سطوح دیوارها و سقف خانه ها به کار میروند. مهمترین هدف از به کارگیري این رنگ ها زیبایی بخشی به ساختمان و دل پذیر کردن محیط زندگی است و اهداف حفاظتی در درجه دوم اهمیت قرار دارند. رنگهاي ساختمانی از طیف وسیع تري براي پوشش نهایی برخوردار هستند اما در کاربرد به عنوان آستری با محدودیت هایی بزرگی روبرو هستند. رنگهاي ساختمانی بر مبناي محل کاربرد به دو دسته داخلی و بیرونی تقسیم بندي میشوند. در ادامه هر یک از این گروه ها به صورت خلاصه معرفی خواهند شد.
- رنگ های ساختمانی داخلی
رنگ هاي ساختمانی داخلی مناسب کاربرد در فضاهاي بسته بوده و به منظور تزئین دیوارهاي فضاهاي داخلی استفاده میشوند. این رنگها معمولا بر پایه رزین هاي کازئین و فنول فرمالدهید ساخته میشوند. همچنین براي ساخت این رنگها از رنگدانه های سفید یا رنگی استفاده میشود.
- رنگهای ساختمانی خارجی
این نوع رنگها به طور کلی شامل اجزایی مانند پرکننده هاي تالک، کلی و باریت، رنگدانه هایی مانند ZnOو TiO2و نفتا به عنوان حلال هستند. از این رنگ ها به منظور رنگ آمیزی فضاهای خارجی و باز استفاده میشود.
تقسيم بندی بر اساس فرآيند خشک شدن
فرآیند خشک شدن رنگها به دو صورت میتواند صورت بگیرد. بر این اساس رنگها به دو دسته کوره اي و هوا خشک تقسیم بندي میشوند. به پوشش هایی که عمل خشک شدن آنها به کمک حرارت کوره انجام میگیرد رنگ کوره اي گفته میشود. این پوشش ها معمولا به صورت سیستم هاي تک لایه اعمال میگردند و در صنایعی که علاوه بر جنبه تزئینی، جنبه حفاظتی نیز مطرح باشد، مورد استفاده قرار میگیرند. این رنگها مقاومت خوبی در مقابل آب، مواد پاک کننده، مواد شیمیایی معمولی و غیره دارند. گروه دیگر رنگها، رنگهاي هواخشک هستند که در محیط و بدون اعمال حرارت خشک میشوند. هزینه کمتر از جمله مزایاي این رنگ ها نسبت به رنگ هاي کوره ای است.
تقسيم بندی بر اساس رزين
همانطور که در ابتدا عنوان شد، یكی از مهمترین اجزاي سازنده رنگها بستر یا رزین رنگ است. رزین ها به دو دسته ترموست و ترموپلاست تقسیم میشوند و بر همین اساس تقسیم بندي رنگ ها نیز صورت میگیرد. تصویر زیر تقسیم بندي انواع رزین ها را نشان میدهد:
- رزين های ترموست
رزینهاي ترموست از نوع پلیمرهاي انشعابی هستند. خواص فیزیكی و شیمیایی این پلیمرها تحت فشار و حرارت تغییر مینماید. به همین جهت به این رزین ها تبدیل پذیر میگویند. در اثر اعمال حرارت به این رزین ها، پیوندهاي عرضی با واکنش هاي شیمیایی در آنها ایجاد میشود و در نتیجه وزن مولكولی متوسط آنها بالا رفته و به حالت یكپارچه صلب درمیآیند.
- رزين های ترموپلاست
ترموپلاستیک یا گرمانرم به پلیمرهایی گفته میشود که با افزایش دما بدون تغییر شیمیایی ذوب میشوند. این پلیمرها را میتوان به دفعات ذوب و دوباره جامد نمود. چنین پلیمرهایی در حالت مذاب مانند مایعات جاري میشوند. گرمانرم ها را میتوان به طور پیوسته در چرخه ذوب/ انجماد قرار داد و این ویژگی، گرمانرمها را قابل بازیافت میسازد.
رنگ های نانويی
صنعت رنگ و پوشش به دلیل کاربردهاي گستردهاي که در ساختمان و بخشهاي مختلف صنعت دارد، از پتانسیل زیادي براي استفاده از فناوري نانو برخوردار است. امروزه از نانومواد به منظور بهبود خواص و دادن یک خاصیت جدید به رنگ استفاده میشود.
