كما هو معروف، تتكون الطلاءات عادةً من أربعة مكونات أساسية: مواد مُكَوِّنة للأغشية، وأصباغ، ومذيبات، وإضافات. تُوفر الأصباغ اللون والتغطية في الطلاءات بشكل أساسي. ويمكن تقسيمها إلى أصباغ تلوين وأصباغ وظيفية (تُعرف أيضًا باسم الحشوات). تُوفر الأصباغ الملونة اللون، بينما تُعزز الأصباغ الوظيفية، مثل كربونات الكالسيوم في الأصباغ، السُمك والوظيفة. تُستخدم مساحيق المعادن غير المعدنية، مثل كربونات الكالسيوم في الأصباغ، بشكل رئيسي كحشوات في الطلاءات.
كربونات الكالسيوم يُعدّ كربونات الكالسيوم في الأصباغ أكثر مواد الحشو المعدنية غير المعدنية شيوعًا، نظرًا لارتفاع نسبة التكلفة إلى الأداء، فهو ناعم ومتجانس، وبياضه عالي، وخصائصه البصرية ممتازة. عند إضافته إلى الطلاءات المائية، يُحسّن كربونات الكالسيوم في الأصباغ من التعزيز والشفافية والتماسك والتسوية. كما يُحسّن بشكل كبير مقاومة البقع، وقابلية الفرك، والالتصاق، ويمنع ترسبه في الطلاء.
بناءً على عملية الإنتاج والأداء، كربونات الكالسيوم يمكن تصنيف الأصباغ إلى كربونات الكالسيوم الثقيلة، وكربونات الكالسيوم الخفيفة، وكربونات الكالسيوم النانوية.
كربونات الكالسيوم الثقيلة
كربونات الكالسيوم الثقيلة هي المادة المالئة الأهم في صناعة الطلاء. فهي رخيصة الثمن، ومتوفرة بسهولة، وتتميز ببياض جيد، وامتصاص منخفض للزيت، وكثافة نوعية متوسطة، وقابلية تشتت جيدة. تُسهم في خفض التكاليف بشكل كبير، وتُستخدم على نطاق واسع في طلاء اللاتكس، والطلاء المقاوم للماء، والطلاء الصناعي الخفيف المقاوم للتآكل، وطلاء الأرضيات، وطلاء الخشب، والطلاءات المسحوقة. ومع ذلك، تختلف كربونات الكالسيوم الثقيلة باختلاف خاماتها، ونقائها، وكثافة جزيئاتها، وكثافتها الظاهرية، وغيرها. وهذا يؤثر على قدرتها على الإخفاء، وقابليتها للغسل، ولمعانها، وسيولة معالجتها، وثباتها في الطلاء.
بمقارنة استخدام أنواع مختلفة من كربونات الكالسيوم الثقيلة، لوحظت عدة نتائج. في طلاء اللاتكس للجدران الداخلية، يتميز كربونات الكالسيوم الثقيلة من الكالسيت الكبير بنسبة تباين ومقاومة غسل أفضل من الكالسيت الصغير والدولوميت. أما في طلاءات الجدران الداخلية غير العضوية، فتتميز كربونات الكالسيوم الثقيلة من الدولوميت بثبات ضعيف وغير مناسبة للاستخدام. أما في طلاءات مسحوق البوليستر، فتتميز كربونات الكالسيوم الثقيلة من الدولوميت بسهولة معالجة أفضل، ولمعان طبقة الطلاء، وبياض أفضل، ونسبة تباين أفضل. هذا بالمقارنة مع منتجات الكالسيت الصغيرة والكبيرة ذات المواصفات نفسها.
كربونات الكالسيوم الخفيفة
يتميز كربونات الكالسيوم الخفيفة بكثافة منخفضة وجزيئات دقيقة، إلا أن ثباتها أقل. ونظرًا لتعليقها الممتاز وشفافيتها الجافة، فقد استُخدمت على نطاق واسع في دهانات اللاتكس سابقًا. فهي تُحسّن بشكل فعال من تعليق الطلاءات أثناء التخزين وتغطية الطلاءات الجافة. ومع ذلك، إذا لم تُضبط عملية إنتاج كربونات الكالسيوم الخفيفة جيدًا، فقد تؤدي أيونات الكالسيوم الحرة الزائدة إلى تفكك الاستحلاب، مما يؤثر على ثبات الطلاء. ونتيجةً لذلك، انخفض استخدامها في الطلاءات المعمارية منذ إدخال الكاولين المُكلس. بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا لامتصاصها العالي للزيت وضعف سيولتها، تُستخدم كربونات الكالسيوم الخفيفة أيضًا في الطلاءات المسحوقة ذات الملمس.
عملية إنتاج كربونات الكالسيوم الخفيفة:
الحجر الجيري → التكليس → الهضم → التكرير → ضبط التركيز ودرجة الحرارة → الكربنة → الترشيح → التجفيف → الطحن و تصنيف → التعبئة والتغليف
كربونات الكالسيوم النانوية
مقارنةً بالكالسيوم الثقيل أو الكالسيوم الخفيف العادي، لا يوفر كربونات الكالسيوم النانوية تقويةً أفضل للطلاءات فحسب، بل يُقدم أيضًا مزايا كبيرة في تحسين اللمعان والشفافية وسرعة الجفاف والثبات. كما يُمكنه المساعدة في تعليق المكونات الثقيلة مثل ثاني أكسيد التيتانيوم، مما يمنع ترسبها.
تتميز كربونات الكالسيوم النانوية بأداء تعبئة عالي، ولها تأثير تبييض ممتاز، كما أنها تعزز متانة الطلاء. ولذلك، تُستخدم على نطاق واسع في دهانات الجدران الداخلية والخارجية، بالإضافة إلى طلاء الأخشاب وتطبيقات أخرى. كما أنها تُحسّن مقاومة البقع ومقاومة التشققات في الطلاء.
علاوة على ذلك، يُحسّن كربونات الكالسيوم النانوية قابلية غسل الطلاءات واستقرارها من خلال تأثيراتها العازلة الفراغية. في دهانات PVC عالية الجودة لهيكل السيارة السفلي، يُحسّن كربونات الكالسيوم النانوية خصائص تماسك دهانات PVC، مما يُحسّن قوة تحمل الصدمات وسرعة تصلب الرش.
والأمر الأكثر أهمية هو أن كربونات الكالسيوم النانوية يمكن أن تحل محل ثاني أكسيد التيتانيوم الباهظ الثمن والكالسيوم الغرواني عالي التكلفة بشكل كبير، مما يقلل الحاجة إلى المواد اللاصقة الأساسية وغيرها من المواد المضافة، وبالتالي خفض تكاليف الإنتاج.
بالإضافة إلى ذلك، تتمتع كربونات الكالسيوم النانوية بتطبيقات واعدة في مجالات متخصصة، مثل الطلاءات المضادة للتآكل، والطلاءات الواقية، والطلاءات الصناعية المتخصصة. ومع ذلك، تواجه كربونات الكالسيوم النانوية تحديات، مثل التكتل وصعوبة التحكم في شكل البلورات، مما قد يؤثر على استقرار المنتج. ويمكن معالجة هذه المشكلات من خلال تقنيات تعديل المساحيق.
تعديل السطح
مع التطوير المستمر لأنواع المعدلات ومعدات التعديل، يتم تطبيق المزيد والمزيد من منتجات كربونات الكالسيوم المعدلة في صناعة الطلاء لتعزيز وظائف المنتج.
- تُستخدم مواد غير عضوية، مثل سداسي ميتافوسفات الصوديوم، كمُعدِّلات. تتحد القوى الكيميائية الميكانيكية مع الطرق الحرارية المائية، مما يُعَدِّل كربونات الكالسيوم فائقة الدقة. ويتم تحقيق تحسينات ملحوظة في التشتت والصلابة والخصائص الميكانيكية. وتُفيد هذه التحسينات الطلاءات البلاستيكية القائمة على الماء.
- يُحسّن تعديل سطح كربونات الكالسيوم باستخدام KH-560 صلابة طلاءات الخشب وقدرتها على الالتصاق ومقاومة الصدمات. كما يُحسّن توافق طلاءات الإيبوكسي ومقاومتها للتآكل واستقرارها الحراري.
- يُحسّن كربونات الكالسيوم الثقيلة المُعدّلة بحمض الستياريك وعوامل الربط من قابلية المعالجة واللمعان. ويتفوق على كربونات الكالسيوم العادية في طلاءات مسحوق البوليستر الإيبوكسي. كما يُعزز كربونات الكالسيوم المُعدّلة بعوامل الربط من قوة تحمل طبقة الطلاء وقوة التصاقها.
خاتمة
يلعب كربونات الكالسيوم دورًا محوريًا في صناعة الأصباغ، إذ يُقدم فوائد كبيرة كحشو وظيفي. يُعزز تعدد استخداماته العتامة، ويحسن قابلية التشتت، ويُخفض تكاليف الإنتاج. يُعد كربونات الكالسيوم مكونًا لا يُقدر بثمن في الطلاءات والدهانات. وسواءً كان في شكله الثقيل أو الخفيف أو النانوي، فإنه يُحفز الابتكار في مجال الأصباغ. كما أنه يُقدم مزايا أداء ومزايا اقتصادية للمُصنّعين. ومع تزايد الطلب على حلول عالية الجودة وفعالة من حيث التكلفة، سيزداد دور كربونات الكالسيوم في الأصباغ أهميةً.
مسحوق ملحمي
إيبك باودر، خبرة تزيد عن 20 عامًا في صناعة المساحيق فائقة النعومة. ندعم بنشاط تطوير المساحيق فائقة النعومة، مع التركيز على عمليات التكسير والطحن والتصنيف والتعديل. تواصل معنا للحصول على استشارة مجانية وحلول مُخصصة! فريقنا من الخبراء مُلتزم بتقديم منتجات وخدمات عالية الجودة لتعزيز قيمة معالجة مساحيقك. إيبك باودر - خبيرك الموثوق في معالجة المساحيق!