فرمولاسیون یک پوشش شفاف پلی‌یورتان یک مخلوط پیچیده از چندین جزء است که با هم کار می‌کنند تا یک پوشش بادوام، محافظ و از نظر زیبایی‌شناختی دلپذیر ایجاد کنند. در حالی که فرمولاسیون‌های خاص بسته به خواص مورد نظر (انعطاف‌پذیری، سختی، مقاومت شیمیایی و غیره) و نوع (پایه روغنی، پایه آبی و غیره) بسیار متفاوت است، اجزای کلی شامل موارد زیر است:

رزین پلی‌یورتان (پلی‌ال و ایزوسیانات):

پلی‌ال: این جزء حاوی گروه‌های هیدروکسیل (-OH) است و انعطاف‌پذیری، خاصیت ارتجاعی و سایر خواص را به پوشش نهایی می‌بخشد. انواع مختلف پلی‌ال‌ها (به عنوان مثال، پلی‌ال‌های پلی‌استر، پلی‌ال‌های پلی‌اتر، پلی‌ال‌های اکریلیک) بر اساس ویژگی‌های عملکرد مورد نظر انتخاب می‌شوند.

ایزوسیانات: این جزء حاوی گروه‌های ایزوسیانات (-NCO) است و با پلی‌ال واکنش می‌دهد تا از طریق فرآیندی به نام اتصال عرضی یا پخت، پلیمر پلی‌یورتان را تشکیل دهد. نوع ایزوسیانات (آلیفاتیک یا آروماتیک) بر مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و سایر خواص پوشش شفاف تأثیر می‌گذارد. ایزوسیانات‌های آلیفاتیک به دلیل خواص عالی غیر زرد شوندگی در پوشش‌های شفاف ترجیح داده می‌شوند.

سیستم حلال :

حلال‌ها: این مواد برای حل کردن و حمل رزین و سایر افزودنی‌ها، تنظیم ویسکوزیته برای کاربرد و کنترل سرعت تبخیر برای تشکیل مناسب لایه استفاده می‌شوند. نوع و مقدار حلال به سیستم رزین (پایه روغنی یا پایه آبی) و روش کاربرد (قلم مو، اسپری) بستگی دارد.

 پایه روغنی: معمولاً از حلال‌های آلی مانند وایت اسپریت، زایلن، کتون‌ها، استرها و غیره استفاده می‌کنند.

 پایه آبی: از آب به عنوان حلال اصلی استفاده می‌کنند، اغلب با حلال‌های کمکی برای کمک به تشکیل لایه و پایداری.

عوامل پخت/کاتالیزورها:

کاتالیزورها: این مواد واکنش بین پلی‌ال و ایزوسیانات را تسریع می‌کنند و روند پخت را سرعت می‌بخشند. نوع کاتالیزور مورد استفاده به سیستم پلی‌یورتان خاص بستگی دارد. نمونه‌ها عبارتند از:

 کاتالیزورهای آمینی: اغلب در فوم‌های انعطاف‌پذیر و برخی پوشش‌ها استفاده می‌شوند.

DABCO® 33 LV یک کاتالیست آمین ترتیاری (Tertiary Amine) است که به طور گسترده‌ای در صنعت پلی‌اورتان برای ترویج واکنش ژل (واکنش پلی‌اُل-ایزوسیانات) استفاده می‌شود.

کاتالیزورهای فلزی (به عنوان مثال، ارگانوتین، بیسموت، روی): معمولاً در کاربردهای مختلف پلی‌یورتان، از جمله پوشش‌ها، استفاده می‌شوند.

DABCO T-12 به طور انتخابی واکنش ژل‌سازی (واکنش بین گروه‌های ایزوسیانات و پلی‌ال) را تسریع می‌کند. این به این معنی است که سرعت تشکیل شبکه پلی‌یورتان را افزایش می‌دهد،

افزودنی‌ها:

این مواد برای افزایش خواص خاص، بهبود کاربرد و اطمینان از طول عمر پوشش شفاف اضافه می‌شوند. افزودنی‌های رایج عبارتند از:

عوامل همترازکننده یا لولینگ ایجنت: جریان را بهبود می‌بخشند و از نقص‌های سطحی مانند پوست پرتقالی و حفره جلوگیری می‌کنند (به عنوان مثال، سیلیکون‌ها، اکریلیک‌ها).

1. EFKA® 3777: افزودنی غیر سیلیکونی با عملکرد بالا در کاهش کشش سطحی و بهبود براقیت.
2. EFKA 3755: افزودنی غیر سیلیکونی که جایگزین EFKA 3777 شده است
3. BYK® 333: افزودنی سیلیکونی با خاصیت لغزندگی و هم‌ترازی فوق‌العاده.
4. EFKA® 3031: افزودنی سیلیکونی با عملکرد بالا در فرمولاسیون‌های حساس به سیلیکون.
5. EFKA 3033: افزودنی سیلیکونی با عملکرد بالا در فرمولاسیون‌های حساس به سیلیکون.
6. MODAREZ 70: افزودنی لولینگ ایجنت غیر سیلیکونی
7. Borchi Gol OL 17:فزودنی لولینگ leveling Borchi Gol OL 17 یکی از معروف ترین لولینگ های سیلیکونی مخصوص پوشش های پلی یورتان، کیلر کوت
8. MODAREZ PF: لولینگ سیلیکونی قوی برای کفپوش های تاپ کوت و رنگ های پلی یورتان
9. MODAREZ MF: افزودنی همتراز کننده Leveling agent سیلیکونی بسیار قوی که اسلیپری slipper بالایی دارد
10. MODAREZ AF: لولینگ سیلیکونی برای رنگ های پلی یورتانی چوب و خودرویی

عوامل ترکننده: به پوشش کمک می‌کنند تا به طور یکنواخت سطح زیرین را تر کند و چسبندگی را بهبود بخشد.

1.  BYK 108 به ویژه برای تولید پوشش‌های ساختمانی با جامد بالا و بدون آروماتیک مناسب است
2.  DISPERBYK-110 یک افزودنی ترکیبی مرطوب‌کننده و پخش‌کننده (wetting & dispersing additive) است
3. EFKA PU 4046 از محصولات شرکت BASF، یک دیسپرس‌کننده پلیمری با وزن مولکولی بالا است
4. BYK-9077 یک افزودنی تر کننده و دیسپرس کننده بدون حلال است
5. Borchi Gen 0451 یک افزودنی شیمیایی بسیار موثر است که در صنایع رنگ، پوشش‌های محافظ، و جوهرهای چاپ مورد استفاده قرار می‌گیرد

 ضد کف/عوامل ضد کف: از تشکیل حباب در حین استفاده و پخت جلوگیری می‌کنند.

1. BYK A 530 یک افزودنی ضدحباب (defoamer) و عامل آزادسازی هوا (air release / deaerator) است که از ترکیبی از سیلیکون و پلیمر تشکیل شده است

2. $\text{DELTA FC}1722$ یک افزودنی سیلیکونی است که به طور همزمان به عنوان ضد کف/دفع‌کننده هوا و همتراز کننده

3. EFKA SI 2722 یک افزودنی ضد حباب (defoamer / deaerator) است که توسط شرکت BASF عرضه می‌شود

جاذب‌های UV و تثبیت‌کننده‌ها (HALS – تثبیت‌کننده‌های نوری آمین ممانعت شده): از پوشش و لایه پایه زیرین در برابر تخریب ناشی از اشعه ماوراء بنفش محافظت می‌کنند و از زرد شدن، گچی شدن و از دست دادن براقیت جلوگیری می‌کنند.

شرکت BASF آلمان از بزرگ ترین تولید کننده های جاذب های نوری با کد های تینوین Tinuvin است که کدهای Tinuvin 292-1130-900 از پرکاربردترین UV absorber ها برای صنایع رنگ می باشد.

BASF Tinuvin 1130

BASF Tinuvin 292

 

افزودنی‌های ضد خراش/مقاومت در برابر سایش: پرکننده‌های معدنی (به عنوان مثال، سیلیس، آلومینا) یا موم‌های آلی می‌توانند مقاومت پوشش در برابر آسیب‌های فیزیکی را بهبود بخشند.

عوامل لغزنده: ضریب اصطکاک سطح را کاهش می‌دهند.

نرم‌کننده‌ها: انعطاف‌پذیری را افزایش داده و شکنندگی را کاهش می‌دهند (اگرچه در پوشش‌های شفاف با عملکرد بالا کمتر رایج هستند).

عوامل مات‌کننده: برای کاهش براقیت و ایجاد پوشش ساتن یا مات استفاده می‌شوند (به عنوان مثال، سیلیس، موم‌های آلی).

غلیظ‌کننده‌ها/اصلاح‌کننده‌های رئولوژی: ویسکوزیته و خواص جریان پوشش را تنظیم می‌کنند و از شره کردن جلوگیری می‌کنند.

افزودنی رئولوژی مودیفایر BYK 410 یا RHEOBYK 410 یک افزودنی اصلاح کننده رئولوژی  یا رئولوژی مودیفایر Rheology modifier بر پایه پلی‌آمید است که برای بهبود خواص جریان (ریولوژی) در سیستم‌های حلال‌دار و بدون حلال طراحی شده است

پراکنده کننده‌ها: به توزیع یکنواخت رنگدانه‌ها کمک می‌کنند اگر پوشش شفاف کمی رنگی باشد یا روی یک لایه پایه رنگی استفاده شود.

جاذب‌های رطوبت: از واکنش جزء ایزوسیانات با رطوبت موجود در جو جلوگیری می‌کنند، که می‌تواند منجر به نقص شود.

ملاحظات کلی فرمولاسیون:

•     استوکیومتری: نسبت ایزوسیانات به پلی‌ال برای پخت مناسب و دستیابی به خواص مورد نظر بسیار مهم است.
•     سازگاری: تمام اجزاء باید با یکدیگر سازگار باشند تا از جداسازی، ته نشینی یا سایر اثرات نامطلوب جلوگیری شود.
•     ترکیبات آلی فرار (VOCs): مقررات اغلب مقدار VOCs در پوشش‌ها را محدود می‌کنند و بر انتخاب حلال‌ها و توسعه فرمولاسیون‌های با جامدات بالا یا پایه آبی تأثیر می‌گذارند.
•     روش کاربرد: فرمولاسیون باید برای روش کاربرد مورد نظر (قلم مو، غلتک، اسپری) بهینه شود.
•     شرایط پخت: دما و رطوبت می‌توانند به طور قابل توجهی بر روند پخت تأثیر بگذارند.

به طور خلاصه، فرمولاسیون یک پوشش شفاف پلی‌یورتان یک مخلوط با دقت متعادل از رزین‌های پلی‌یورتان، حلال‌ها (در صورت نیاز)، عوامل پخت و افزودنی‌های مختلف است که برای ایجاد یک پوشش شفاف، بادوام و محافظ با ویژگی‌های عملکرد خاص طراحی شده است. ترکیب دقیق آن اختصاصی است و بسته به سازنده و کاربرد مورد نظر متفاوت است.