كربونات الكالسيوم الفعالة من حيث التكلفة في صبغات الجسم
في السنوات الأخيرة، أدت التطورات في معالجة المعادن إلى التركيز بشكل أكبر على وظائف الحشوات المعدنية. يهتم الناس الآن بخصائص مثل زيادة الصلابة وتحسين قوة الإخفاء وتعزيز مقاومة التآكل والحرارة.
وبالتالي، فإن استخدام الحشوات المعدنية غير المعدنية في الطلاءات اكتسبت المزيد من الاهتمام، مما سلط الضوء على فوائدها الوظيفية. ومن بين هذه الحشوات، يعد مسحوق كربونات الكالسيوم مهمًا بشكل خاص في الطلاء.
تتكون الطلاءات عادة من أربعة مكونات أساسية: المواد المكونة للأغشية (مثل الراتنجات والمستحلبات)، والأصباغ (بما في ذلك أصباغ الجسم)، والمذيبات، والمواد المضافة. توفر الأصباغ بشكل أساسي اللون وقوة الإخفاء.
يمكن تقسيمها إلى:
الأصباغ الملونة التي تؤثر على الألوان.
الصبغات الجسمية، المعروفة أيضًا باسم الحشوات، والتي تعمل على تعزيز سمك الطلاء ووظيفته.
مسحوق كربونات الكالسيوم هو أكثر حشو معدني غير معدني استخدامًا نظرًا لفعاليته العالية من حيث التكلفة. فهو يوفر فوائد مثل حجم الجسيمات الدقيقة، والتوحيد، والبياض العالي، والخصائص البصرية الجيدة. يؤدي إضافة كربونات الكالسيوم إلى الطلاء القائم على الماء إلى تحسين تعزيز الطلاء وشفافيته وقدرته على التماسك وتسويته ومقاومته للبقع ومقاومته للفرك وخصائصه المضادة للترسيب بشكل كبير.
بناءً على عمليات الإنتاج والأداء، يمكن تصنيف كربونات الكالسيوم إلى كربونات الكالسيوم الثقيلة، وكربونات الكالسيوم الخفيفة، وكربونات الكالسيوم النانوية.
كربونات الكالسيوم الثقيلة
تعد كربونات الكالسيوم الثقيلة شائعة الاستخدام في صناعة الطلاء لأنها منخفضة التكلفة ومتوفرة بسهولة ولها بياض جيد وامتصاص منخفض للزيت وثقل نوعي معتدل وقابلية جيدة للتشتت. تساعد في تقليل التكاليف وتستخدم على نطاق واسع في طلاء اللاتكس والطلاء المقاوم للماء والطلاء الصناعي الخفيف المضاد للتآكل وطلاء الأرضيات وطلاء الخشب والطلاء المسحوق.
ومع ذلك، فإن جودة كربونات الكالسيوم الثقيلة يمكن أن تختلف بناءً على الخامات الخام المستخدمة، مما يؤثر على نقائها وكثافة الجسيمات والكثافة الظاهرية وقوة الإخفاء وقابلية الغسيل واللمعان وسيولة المعالجة والاستقرار في الطلاءات.
قام بعض الباحثين بمقارنة أنواع مختلفة من كربونات الكالسيوم الثقيلة المستخدمة في دهانات اللاتكس والطلاءات غير العضوية وطلاءات مسحوق البوليستر. ووجدوا أن كربونات الكالسيوم الثقيلة المصنوعة من الكالسيت الكبير تعمل بشكل أفضل في طلاء اللاتكس للجدران الداخلية، حيث توفر نسبة تباين ومقاومة أفضل للغسيل مقارنة بتلك المصنوعة من الكالسيت الصغير أو الدولوميت.
في طلاءات الجدران الداخلية غير العضوية، أظهرت كربونات الكالسيوم الثقيلة المصنوعة من الدولوميت استقرارًا ضعيفًا وكانت غير مناسبة، في حين وفرت كربونات الكالسيوم من الكالسيت استقرارًا أفضل. بالنسبة لطلاءات مسحوق البوليستر، تفوقت كربونات الكالسيوم الثقيلة من الدولوميت على المنتجات المصنوعة من الكالسيت الصغير أو الكبير من حيث قابلية المعالجة، ولمعان طبقة الطلاء، والبياض، ونسبة التباين.
كربونات الكالسيوم الخفيفة
يُعرف كربونات الكالسيوم الخفيفة بكثافتها المنخفضة وحجم جسيماتها الدقيقة، لكنها ضعيفة الاستقرار. في الماضي، كانت تستخدم على نطاق واسع في دهانات اللاتكس بسبب قدرتها الممتازة على التعليق وإخفاء الفيلم الجاف. إنها تعمل بشكل فعال على تحسين تعليق الطلاء وقوته في الإخفاء. ومع ذلك، إذا لم يتم التحكم في عملية الإنتاج بشكل جيد، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة أيونات الكالسيوم الحرة، مما يتسبب في انهيار المستحلب وعدم استقرار الطلاء.
ونتيجة لذلك، انخفض استخدام كربونات الكالسيوم الخفيفة في الطلاء المعماري مع إدخال الكاولين المحروق. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لامتصاصها العالي للزيت وضعف سيولتها، تُستخدم كربونات الكالسيوم الخفيفة الآن بشكل أساسي في الطلاءات المسحوقة ذات الملمس الرملي.
كربونات الكالسيوم النانوية
يوفر كربونات الكالسيوم النانوية مزايا كبيرة مقارنة بكربونات الكالسيوم الثقيلة أو الخفيفة العادية في الطلاءات. فهو يحسن اللمعان والشفافية والجفاف السريع والاستقرار، ويساعد في منع مساحيق الرصاص الأكثر كثافة من الاستقرار في التركيبة.
بفضل أدائها العالي في التعبئة وتأثير التبييض الممتاز ومتانة الطلاء المعززة، تُستخدم كربونات الكالسيوم النانوية على نطاق واسع في طلاء الجدران الداخلية والخارجية وطلاء الأخشاب والتطبيقات الأخرى. كما أنها تعزز مقاومة التلوث ومقاومة التشقق للطلاء.
كما تعمل كربونات الكالسيوم النانوية على تعزيز قابلية الغسيل واستقرار الطلاء من خلال تأثيرها العازل للمكان. وفي طلاء هيكل السيارة عالي الجودة المصنوع من مادة البولي فينيل كلوريد، تعمل على تحسين اللزوجة وقوة التأثير وسرعة الرش.
من أهم فوائد كربونات الكالسيوم النانوية قدرتها على استبدال ثاني أكسيد التيتانيوم الباهظ الثمن والكالسيوم الغرواني. وهذا من شأنه أن يقلل الحاجة إلى إضافات أخرى مثل المواد اللاصقة الأساسية ويقلل بشكل كبير من تكاليف إنتاج الطلاء.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر كربونات الكالسيوم النانوية إمكانات واعدة في مجالات متخصصة مثل الطلاءات المضادة للتآكل، والطلاءات الواقية، والطلاءات الصناعية الخاصة.
ومع ذلك، قد تواجه كربونات الكالسيوم النانوية تحديات مثل التكتل السهل وصعوبة التحكم في شكل البلورات. وهذا يؤثر على استقرار المنتج. ويجب معالجة هذه المشكلات من خلال تعديل المسحوق وغيرها من التقنيات.
