BOYA HAKKINDA KISA BİLGİLER İSTANBUL 2016
Boya Tanımı Boya herhangi bir nesneye renk vermek veya koruma amaçlı uygulanan kaplamaya denir. Boyalar renk verici özelliğinin dışında örtücü ve buna bağlı olarak koruyucu da özelliklere sahiptirler. Renksiz olan ve özellikle ahşap materyallerde kullanılan bağlayıcı ve solvent bileşiğine de vernik denir. Koruyuculuk boyanın dıştan gelen nem, su, atmosfer kirliliği, kimyasallar ve diğer tahribat unsurlarına dayanımı anlamına gelmektedir. Korozyon; metal veya metal alaşımların kimyasal etkilerle aşınma durumudur. Demirin paslanması, alüminyumun oksitlenmesi örnek olarak verilebilir. Boyanın üretimsel tanımına baktığımız zaman bağlayıcı reçine ile pigmentlerin bir solvent içerisinde çözülmesi ile elde edildiğini görüyoruz. Bağlayıcı; boyanın tatbik edildiği yüzeye yapışmasını sağlayan reçine kısmıdır. Bağlayıcısına göre boya tiplerini 5. Bölümde inceleyeceğiz. Pigmentler; boya içerisinde renk verme özelliğinin dışında boya tabakasını güneşten koruma, korozyon dayanımı sağlama ve dolgu (kalsit, talk, barit gibi) özelliği sağlarlar. Solventler; Solventin asıl görevi boya içerisinde bulunan reçineyi akıcı hale getirmektir. Ayrıca boyanın yüzeye yapışması, kuruması ve düzgün bir satıh elde edilmesinde önemli role sahiptirler. Yüzey üzerine tatbik edilen boyadan solvent uçar ve geriye pigment ve dolgu maddesiyle sarılmış olan bağlayıcı kalır. Aditifler; Boyaya çok az miktarda ilave edilen ve boyanın imali sırasında, depolanmasında önemli rol oynayan kimyasallardır. Pigmentlerin ıslatılması, viskozitenin ayarlanması gibi görevleri üstlenirler.
Boyaların Çözücüye Göre Sınıflandırılması Boyalar çözücülerine göre Solvent Bazlı ve Su Bazlı olarak sınıflandırılmaktadır. Solvent Bazlı Boyalar Çözücü olarak Toluen, White Sprit, Xylol, Solvent Nafta gibi solvent türevlerinin kullanıldığı boyalardır. Su Bazlı Boyalar Su bazlı boyalar inşaat (dekoratif) boyalarında daha çok görülmekle beraber sanayi boyalarında da üretimine başlanılmıştır. Bağlayıcı tiplerine göre çözücü solvent yerine su kullanılmaktadır. Bu tip boyaların çevreye zararı daha az olmaktadır. Fakat dayanım konusunda solvent bazlılara göre eksiklikleri bulunmakla beraber boya teknolojilerindeki gelişmelerle beraber bu olumsuzlukta ortadan kalkmaktadır. Toz Boyalar (Elektrostatik Boya) Çevre duyarlılığının artması ile bu boya daha fazla önem kazanmaktadır. Çözücüsü bulunmayan toz halindeki ince tanecikleri elektrostatik yükle yüklenerek yüzeye yapışır ve fırın işlemi uygulanır. Ürün gamımızda toz boya bulunmamaktadır. Katoforez (Elektroçökeltme Boyalar) Bu tip boyalar genel olarak astar ve ilk kat boyalar için kullanılır. Oto sanayisinde ve beyaz eşya ürünlerinde kullanılmaktadır. Araç üstü ekipman ve iş makineleri üretiminde de kullanıldığı görülmektedir. Elektrik yüklü reçine (bağlayıcı) tankın içinde katot veya anoda (boyanacak yüzeye) göç ederek oraya yapışır. Böylelikle yüzey bağlayıcı ile kaplanır. Reçine suda yayınık olarak bulunur, atık sorunuda havuz (tank) içinde boyama yapıldığı için hemen hemen bulunmaz.
Boyaların Kuruma (Kabuk Oluşturma) Şekilleri Boyalar kuruma veya kabuk oluşturma sistemine göre de sınıflandırılmaktadır. Aşağıda bu sınıflandırmayı inceleyerek kuruma tiplerini ve tek komponent - çift komponentli boya farkını anlayabiliriz. Hava Oksijeni İle Kuruma Bu tip boyalara en iyi örnek bezir yağı ile üretilen adi yağlı boyalardır. Kuruma süreleri uzundur. Boya içerisindeki yağ asitlerinin oksijenle oluşturduğu bağlar kuruma diye adlandırılır. Alkit boyalarda bu sınıfa girerler. Solvent Buharlaşması Yoluyla Kuruma Boya ihtiva ettiği VOC yani uçucu bileşenler dediğimiz solventin buharlaşması ile kurumaktadır. Boya tabakası yüzeye uygulandıktan sonra yaş boya üzerindeki solvent buharlaşır ve reçine kabuk halinde yüzeyde kalır. Selülozik Boyalar, Vinil Boyalar, Klor Kauçuk Boyalar bu sınıfa girmektedirler. Bu tip boyalar çabuk kuruyan boyalardır. Lake de bu sınıfta değerlendirilebilir. Kimyasal Reaksiyon İle Kuruma (Çift Komponentli Boyalar) Bu tip boyalar iki bileşinli olarak üretilirler ve uygulama öncesinde karıştırılarak yüzeye tatbik edilir ve kimyasal reaksiyona girerler. A Komponent bağlayıcı ve pigmentlerin bulunduğu ana bölüm olup B Komponent ise sertleştirici diye de adlandırılan ikinci kısımdır. Epoxy Boyalar, Poliüretan Boyalar, 2K Akrilik Boyalar çift komponentli boyalar olup kuruma tipine göre bu sınıflandırma içerisinde değerlendirilirler. Çift komponentli boyalarda karışım oranlarına dikkat edilmelidir. Ağırlıkça veya Hacimce 2:1(ikiye bir), 4:1 gibi karışım oranları olabilir. Boya tipine göre karışım oranları değişiklik göstermektedir. Konuyu bir örnek ile açmak gerekirse; 2:1 karışım 2 kısım A komponent 1 kısım B komponent (serteştirici) anlamına gelir. Ağırlıkça olursa örneğin 2 kg A 1 kg B olarak değerlendirebiliriz.
Boya Çeşitleri (Sanayi Boyaları İncelenmektedir) Endüstride çok sayıda reçine (bağlayıcı) boya olarak kullanılmaktadır. Bağlayıcı (reçinenin) tipine göre boyalar isimlendirilmektedir. Bu bölümde endüstriyel uygulamalarda kullanılan başlıca boyaları incelebiliriz. Alkit Boyalar Tek Komponentli Çeşitli yağ ve yağ asitlerinden üretilen alkit reçine ile üretilmektedir. Eski tip yağlı boyanın modifiye edilmiş halidir. Gemi ve yat boyalarında da sentetik üst yapı veya son kat sentetik parlak boya adıyla geçmektedir. Genel olarak alkit boyaların atmosferik şartlara ve korozyona dayanımı çok yüksek değildir. Günümüz endüstriyel uygulamalarda az tercih edildiği görülmekle beraber eski gemilerde, ahşap yatlarda ve balıkçı teknelerinde kullanılmaktadır. İnceltme için Sentetik Tiner kullanılır. Hızlı kuruyan selülozik boyalar ise genellikle mobilya sektöründe ve makine boyamada tercih edilir. Rapid boyalar ise endüstride yaygın olarak kullanılan hızlı kuruyan boyalardır. Yaklaşık kuruma süreleri 20-40 dk arasıdır. Selülozik ve Rapid Boyaları inceltmede Selülozik Tiner veya Rapid Tiner kullanılır. Yukarıda da bahsettiğimiz gibi Rapid ve Selülozik Boyalar içerisinde bulunan solventin buharlaşması ile hızlı bir şekilde kururlar. Epoksi (Epoxy) Boyalar Çift Komponentli Epoksi reçineler esas itibariyle Bisfenol-A ile Epikloridrin bileşiklerinin kondensasyon reaksiyonu ile oluşan polimerlerdir. Epoksi reçineler II. Dünya Savaşı sonrası ortaya çıkmıştır. Epoksi boyalar kimyasal reaksiyon sonucu sertleşirler. Bu reaksiyon 15 0 C nin altında son derece yavaştır. 5 0 C altında ise uygulama yapılmaz ancak ortamın ısıtılması yoluyla sorun çözülebilir. Epoksi boyaların suya, kimyasal maddelere, özellikle alkali maddelere karşı direnci çok yüksektir. Özellikle "Coal Tar" epoksi suya karşı en dayanıklı olan epoksi tipidir. Yüzeye çok iyi yapışma gösterirler. Yüksek korozyonun söz konusu olduğu ortamlarda en dayanıklı olarak ilk akla gelen boya epoksi boyalardır. Yüzeye mükemmel yapışması, sertliği ve esnekliği gibi fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinden dolayı sanayi boyalarının bel kemiğini oluştururlar.
Gemilerde, çelik konstrüksiyon uygulamalarında, depolama tanklarında ve çeşitli makinelerin boyanmasında kullanılabilir. Epoksi boya grubunun içerisine astarlar, boyalar, macunlar girmektedir. İçme suyu ve gıda depolama tankları için üretilen solventsiz epoxy boyalarımız da mevcuttur. *Epoksi boyaların en büyük dezavantajı UV ışınlarına karşı dayanımı düşüktür. Solma ve tebeşirlenme gibi sorunlarla karşılaşmak mümkündür.inceltme için Epoksi Tiner kullanılır. Poliüretan (Polyurethane) Boyalar Çift Komponentli İzosiyanat ve Alkol gruplarının polimerleşmesi sonucu poliüretan reçine elde edilir. Poliüretan boyalar aşırı esnek, aşınmaya dirençli, yüksek parlaklığa sahip boyalardır. Her türlü yüzeyde kullanılmasından dolayı geniş bir uygulama sahasına sahiptir. Yatlarda son kat boya olarak kullanıldığı gibi sanayide de parlaklık ve UV dayanımı istenilen ortamlarda rahatlıkla kullanılır. Klor Kauçuk Boyalar Tek Komponent Sentetik veya doğal kauçuk klorlanarak sert bir reçine elde edilir. Endüstride sentetik klor kauçuk boyalar tercih edilir. Güneş ışınlarına dayanımı yüksektir, eskiyen boya tabakası aynı boya ile kolayca tamir edilebilir. Özellikle deniz kenarındaki kimya tesisleri ve depolama tanklarının boyanmasında kullanılır. Trafik yol çizgi boyaları da klor kauçuk esaslıdır. Vinil Boyalar Tek Komponent Vinil reçineler termoplastik reçinelerdir, çözücü solventin buharlaşması ile film oluştururlar. Vinil boyalar asitlere, alkalilere, ve kimyasal etkilere son derece dayanıklıdırlar. Su geçirimliliği az olduğundan deniz atmosferinde ve su altı yapılarda tercih edilir. Çeşitli kaynaklarda vinil ve akrilik boyalar bir sınıf altında değerlendirilmekle beraber ürün gamımıza uygun olarak iki ayrı sınıfa tabi tutulmuştur. Akrilik Boyalar Tek veya Çift Komponentli Bu reçinelerden yapılan boyaların performansları son derece yüksektir. Özellikle son kat boyalar yüksek parlaklığa sahip olmakla beraber sararma yapmazlar. Dış atmosfer şartlarına ve solventlere dayanıklılığı mükemmel olup sert film oluştururlar. UV ışınlarına dayanımı yüksektir. Albenisinin yüksek olması nedeniyle estetik özellik istenen materyallerin boyanmasında tercih edilir. Özellikle araç üstü ekipman, tarım aletleri ve vinçlerde akrilik parlak son kat boya kullanılmaktadır. Akrilik boya ile boyanan materyallere fırınlama işlemi de yapılmaktadır. Akrilik boyalarımız 70 0 C' ye
Boya Tatbiki ve Uygulamada Yapılan Hatalar Boyalar fırça, rulo ve tabanca (püskürtme) ile uygulanmaktadır. Boya uygulamasından önce yüzeydeki eski boyanın çıkartılması ve materyalin yağ, kir, pas gibi yabancı maddelerden arındırılması gerekmektedir. Çeşitli Yüzey Hazırlama Yöntemlerine Kısaca Bakalım; Solvent ve Buhar ile Temizleme, Mekanik Temizleme (tel fırça, raspa, çekiç, elektrikle çalışan fırça, taş-disk vs.) Kum Püskürtme (Kum Raspası) Yöntemi ile Yüzey Temizleme, Çelik yüzeylerde en iyi yüzey temizliği kum raspası ile yapılabilir. Bu sistemle yapılan işlemde yüzey temizlik dereceleri verilir. Sa - 1: Yabancı yumuşak maddelerden ve kaba pastan arındırma, hafif kum püskürtmedir. Sa - 2: Pasın yaklaşık %80' inin giderilmiş olduğu orta derece kum püskürtmedir. Sa - 2 1/2 : Pasın yaklaşık %95' inin giderilmiş olduğu kum püskürtmedir. Sa - 3: Bütün yabancı maddelerin tamamının giderilmiş olduğu ve beyaz metalin elde edildiği kum püskürtmedir. St - 2: El aletleri ile yüzeyin boya ve pastan arındırılmasıdır. St - 3: Makine ile çalışan zımpara, fırça veya disk ile yüzeyin pas ve yabancı maddelerden temizlik derecesidir. Düzensiz Film Kalınlığı: Yüzeyin her noktasına eşit tatbikat yapılmamasıdır. Kusma: Farklı renkler üzerine yapılan uygulamada üst kat boyanın solventinin alt kat boyanın pigmentini çözmesinden kaynaklanır. Geç Kuruma: Yaş boya film kalınlığının gereğinden fazla oluşundan kaynaklanır. Ortam sıcaklığı ve havalandırmada önemli etkendir. Akma ve Torbalanma: Akmanın nedeni boyanın gerektiği kadar inceltilmeden uygulanmasıdır. Ayrıca boyanan yüzeyin ortam sıcaklığından daha soğuk olmasından da kaynaklanır. Matlaşma: Boyanın kuruması sırasında havada bulunan rutubetin yoğunlaşarak boya filmi üzerine yapışmasından meydana gelir. Havalandırmanın yeterli olmaması durumunda solvent buharlaşması güçleşir ve yüzeyde mat bir görünüm ortaya çıkar.
Buruşma: Daha çok hava oksijeni ile kuruyan yağ esaslı boya tiplerinde görülür. Gereğinden fazla kalın uygulama yapılırsa alt kısımlar oksijen alamaz ve yaş olarak kalır. Üst kısımda katılaştıkça buruşma olur. Ayrıca boya uygulandıktan sonra şiddetli güneş ışığına maruz kalırsa da yüzeydeki ani kuruma ile buruşma olabilir. İğne Delikleri (Pinhol) Oluşması: Yaş boya tabakasında hava kabarcıklarının bulunması iğne deliklerinin oluşmasına neden olur. Bir sebebi üretim sırasında pigmentin tam ıslanmaz ise oluşan hava kabarcıklarıdır. Uygulama yönünde ise gereğinden fazla inceltilen boya tabakasının alt tarafından tinerin buharlaşması sonucu oluşur. Diğer bir sebep ise tabanca uygulamalarında basıncın çok yüksek olmasından kaynaklanır. Pütürleşme: Tabanca ile uygulamalarda sıkça rastlanır. Pütürleşmenin başlıca nedeni çabuk uçan bir solventin kullanılmasıdır. Çatlama: Çabuk kuruyan boyaların tek kat halinde kalın uygulanması, astar tabakasının kurumadan üst kat boya uygulamasının yapılması, katlar arası uyuşmazlık gibi sebeplerden ötürü çatlama oluşur. Tebeşirlenme (Kireçlenme): Epoxy boyalar gibi bazı boya tipleri ile yapılan uygulamalarda sıcaklık, oksijen ve UV ışınların etkisiyle boya tabakası kolayca ufalanabilen gevşek bir toz haline dönüşebilir. Hafif tebeşirlenmede boya filmi üzerine yeni bir boya uygulamasıyla sorun çözülebilir. Boya Teknik Terimleri Yoğunluk: Boyanın hacim ve ağırlık arasındaki ilişkisini gösterir. 100 ml boyanın gr olarak karşılığını ifade eder. Yoğunluk kg/l gibi ifade edilebilir. Viskozite: Sıvının akışkanlığa karşı gösterdiği dirence viskozite denir. Akışkan bir sıvının viskozitesi düşüktür. Ağdalı sıvılar için ise yüksek viskoziteli diyebiliriz. Katı Madde Oranı: Boyanın içerisinde yer alan katı madde oranına göre kaplama alanı gibi önemli bir değere ulaşılır. Boyanın içerisindeki çözücülerin uçmasıyla geriye kalan kısma katı madde denir. Yaş Film: Boyanın uygulanacak yüzeye tatbik edildikten sonraki kalınlığı ifade eder. Kuru Film: Uygulama yapılmış boyanın içerisinde bulunan çözücülerin uçmasıyla geriye kalan satha verilen addır.