دانلود تحقیق بانیدرها برای پوشهای پودری ترموست

بخش اول: بانیدرها برای پوشهای پودری ترموست
این بانیدرها شامل رزین اولیه و یک کراسنیک کننده (هاردنر) می باشد.

نوعی پوششهای پودری شامل bpa (بسفنول A) ورزین اپوکسی نورلاک و هاردنرهای آمین، فنول می باشد پوششهای هیبریدی همچنین حاوی رزین اپوکسی BPA با عامل کراسینگ کربوکسی پلی استر می باشد.

پوششهای اکریلیکی حاوی اکریلیک رزین با کراسینکرهای مخصوص است.

عوامل مهم در رزین های ترموست: 1- Tg 2- Mn 3- ویسکوزیته
کنترل Tg و Mn بسیار مهم است و باید توجه کنیم که با فرآیندی مواجه هستیم که کمترین مقدار Tg برابر 400C می باشد.

ویسکوزیته نیز در حدود 10 Pas می باشد.

دمای کراسینگ در حدود 130-2000C و زمان 15min می باشد.

Tg به نوع کراسینگ بستگی دارد.

رزینهای اپوکسی
قدیمی ترین و پراستفاده ترین رنگهای پودری ترموست می باشند.

رنگهای دکوراتیو بر پایه اپوکسی بنفول (BPA)A می باشند و توسط پروسه های مخصوص ساخته می شوند.

فیلم حاصل از آنها دارای ضخامت کمی می باشند.

اغلب از کراسنکر دی سیان دی آمید یا اصلاح شده استفاده می گردد.

واکنشهای پخت کمپلکس می باشد.

dicy اصلاح شده در اپوکسی رزین بیشتر حل شده و فیلمهای یکنواخت در زمان کمتری بدست می آید.

از کاتالیزور 2- متیل ایمیدازول نیز بعنوان کاتالیست استفاده می شود.

در فیلمهای اپوکسی خواص مکانیکی خوب و چسبندگی خوب و خواص خوب مشاهده می شود و ضعف اپوکسی های پودری در خواص آب و هوائی آنهاست.

موارد مصرف آنها در پوشش لوله ها، صنایع الکترونیک پرایمرها و حفره ها و درزها می باشد.

وقتی خواص شیمیائی و خورندگی مطرح است از رزینهای فلنولیک با کراسینکرهایشان استفاده می کنیم.

از کاتالیست 2 متیل ایمیدازول نیز استفاده می کنیم.

استفاده از رزینهای اپوکسی نوولاک و BPA با هم نسبت به B{A ارجحیت دارد بعلت کراسینک بهتر اگر بخواهیم از ضعف اپوکسی ها بکاهیم باید از اسیدانیدریدهای پلی کربوکسیلیک مانند تری متیلیک انیدرید بهمراه BPA استفاده کنیم.

رزینی بنام دی گلیسیدیل اتربیفنول DGEBA A یا نورلاک در اپوکسی ها کاربرد بیشتری دارد که با ECH یا اپی کاروهیدرین شکل می گیرند.

در جدول 1 مقادیر مختلف n برای نقطه نرم شدن و ویسکوزیته ذوب شدن نشان داده شده است.

بعضی از رزینها در 2 مرحله ساخته می شوند به خاطر مشکل دمای ذوب بالای TPA و حلالیت کم آآن معمولا به جای آن از دی TPA و حلالیت کم آن معمولاً به جای آن از دی متیل ترفتالات استفاده می شود همچنین TGIC سمی است.

در پوششهائی که تفاوا بیرونی نیاز است از تترابیس آمیدها (کراسلینکر) و کربوکسیلیک اسید و پلی اتر استفاده می کنند.

این پوششها همچنین خواص فیزیکی – مکانیکی و جریان پذیری خوبی دارند.

دیگر پلی استرهای استعمال شونده شامل: ایزوسیانات آلیفاتیک و عامل هیدروکسی و پلی اتر می باشند.

این پوششها تقریباً بهتر از پلی اترهای کراسنیک شده با TGIC می باشند و خواص مکانیکی و سایشی خوبی دارند.

پوششهای پودری پلی استر با ایزوسیانات بلوکه عمدتاً بهتر از بسیاری از پوششهای پودری شناخته شده اند مورد استفاده آنها در چرخهای اتومبیل و تراکتورها می باشند.

این پوششها تقریباً بهتر از پلی استرهای کراسینک شده با TGIC می باشند و خواص مکانیکی و سایشی خوبی دارند.

مشتقات ایزوفورون دی ایزوسیانات (IPDI) شامل: بیس متان (4-isocyanato cyclohexyl)، ایزوسیانورات و تترامتیل زایلین دی تیزوسیانات (TMXDI) می باشد.

ایزوسیاناتهای بلوکه مثل TMXDI دارای مزایایی نسبت به بلوکه نشده ها هستند یک عیب کاپرولاکتام (کاپرولاکتام عامل بلوکه شدن است) اینست که دمای CURE باید کم باشد.

عامل دیگر بلوکه شدن اکسیم ها هستند که تفاوت yellowing ضعیفی دارند و خطر سمی بودن دارند.

بعنوان مثال ساختار یک پلی استر به شرح زیر است: (4.2 mol , 436 Part)NPG، (3.3,552)TPA، (0.7,117)IPA سباسیک اسید (0.12 , 0.25) تری منیلول پروپان (0.2 , 28) TMP 35 mg KOH/gr = عدد هیدروکسیل رزین بایندرهای هیبریدی: می دانیم رزینهای اپوکسی BPA بوسیله رزین پلی استر + کربوکسیک اسید، نیز کراسلنیک می شوند به همچنین فرمولهائی پوششهای پودری هیبریدی گویند.

به اصطلاح دیگر این پوششها بین پلی استرواپوکسی واسطه هستند.

دارای حفظ رنگ خیلی خوبی بوده و تفاوت UV بالایی دارند.

رزینهای پلی استر از نئوپنتیل گلایکول (NPG) نرفتالیک اسید (TPA) با تعداد کمی از مونومرهای دیگر تشکیل می شوند: (اسید آدیپیک AA) + (تری پلتیک انیدرید TMA) واکنش کراسینک اولیه شامل باز کردن گروههاذی اکسیران بوسیله کربوکسیک اسید می باشد واکنش استریفیکاسیون شامل گروههای هیدروکسی رزین اپوکسی و واکنش های هموپلیمریزاسیون شاملذ گروههای اکسیدان می باشد.

کاتلیست نمک آمونیوم یا فسفونیوم استفاده می شود.

مثلاً تترابیوتیل آمونیوم برماید.اغلب رزینهای پلی استر بوسیله کاتالیست واکنش داده می شوند.

خواص جریان پذیری پوششهای پودری شامل کربوکسیلک اسید و پلی استر بسیار ضعیف تر از پلی استرهائی است که با هیدروکسی بدست می آیند.

رزینهای پلی استر: از آنجا که پوششهای پودری اپوکسی تفاوت بیرونی خوبی ندارند درنتیجه از کراسلینکرهای دیگری مثل کربوکسیلک اسید + پلی استر استفاده می شود بعنوان کراسینکلر از تری گلیسیدیل ایزوسیانورات TGIC استفاده می شود.

پوششهای پودری بر پایه TGIC خواص بیرونی خوبی دارند و خواص مکانیکی آنها نیز خوب است مثلاً در رنگهای تزئینی، داروسازی و تهویه هوا استفاده می شوند.

البته قیمت TGIC گران است و مقدار استفاده از آن کم است.

برای ساخت یک رزین پلی استر از NPG (5 mol , 530 part) TPA (4.3 mol , 711 Part) IPA (0.47 mol , 88 part) پلارگونیک اسید (0.37 mol , 58 part) TMA (0.22 mol , 43 part) 35= عدد اسیدی رزین طبقه بندی رزینهای پلی استر: شامل 2 نوع هستند: 1- پلی استر اشباع: شامل گروه هیدروکسیل یا کربوکسیل 2- پلی استر غیر اشباع: شامل باندهای غیراشباع می باشد.

اتر الکل اسید انیدرید فتالیک نیم پلی استر الکل پلی استر در جدول 2 خواص رزین پلی استر نشان داده شده است.

در جدول 3 فرمولاسیون رزین پلی استر نشان داده شده است در جدول 4 انیدریدها و اترهای لازم برای سنتز پلی استر پودری نشان داده شده است.

در جدول 5 الکل های چند عاملی لازم بریا سنتز پلی استر پودری نشان داده شده است در جدول 6 فرمولاسیون دیگری پیشنهاد شده است.

در جدول 7 جزئیات سنتزبا عامل TGIC نشان داده شده است.

رزینهای اکریلیک طبقه بندی: 1- اکریلیک های با عامل هیدروکسی و عامل کراسلنیک ایزوسیانات بلوکی 2- اکریلیک های با عامل کربوکسیلیک اسید و کراسلنیک هیدروکسی آلکیل آمید مهمترین آنها: آکریلیک های با عامل اپوکسی ساخته شده با گلیسیدیل متاکریلیک (GMA) منومر عامل کراسلنیک دی کربوکسیلیم اسید مثل: دودکان دی اوئیک اکریلیک با عامل اپوکسی احتیاج به Mn800C دارد.

یک رزین اکریلیکی می تواند با %15-35 وزنی GMA و 5-15% بوتیل متاکریلات (BMA) و متیل متاکریلات و استایرین که چنین رزینی می تواند Mn=3000 و Tg=600C داشته باشد.

عموماً رنگهای پودری اکریلیکی مقاومت شستشوی بالائی دارند و در ماشینهای لباسشوئی بکار می روند.

البته مقاومت ضربه آنها بسیار کم است.

پوششهای پودری ترموپلاستیک: اولین پوششهای پودری ترموپلاستها بودند ولی اکنون تنها %10 کل پوششهای پودری در آریکل را تشکیل می دهند.

بعلت اینکه معایب زیاید نسبت به ترموست ها دارند.

و به سختی بخار می شوندو تنها استفاده آنها در فیلمهای ضخیم می باشد.

یا وقتی نیاز به وزن مولکولی بالا داریم.

ترموپلاستها ویسکوزیته بالا و جریان پذیری کمی دارند.

PVC و پلی آمیدها، فلوئور و پلیمرها و پلی استرهای ترموپلاستیک، نمونه های این پوششها هستند.

پلیمرهای حاوی وینیل کلراید، پایدارکننده ها، پلاستی سایزرها و فتالات اتر، فرموله می‌شوند.

پودرهای وینیلی عموماً برای فیلمهای ضخیم استفاده می شوند (0.2mm یا بالاتر) معمولاً در روکش ریلها و تزئینات فلزی استفاده می شوند.

روکش های پودری بر پایه نایلون 11 و نایلون 12 دارای مقاومت سایشی و مقاومت جلای خوبی هستند و جهت تخت های بیمارستان و جاهائی که مرتباً باید تمیز یا استرلیزه شوند.

فلوئور و پلیمرهائی مثل پلی وینیل فلوراید و کوپلیمرهای کلروترمی و استیلن برای پوششهائی استفاده یم شوند که نیاز به مقاومت آب و هوائی است مانند پنجره ها همچنین بعلت مقاومت بالای خورندگی جهت ابزار حاصل مواد شیمیائی نیز استفاده می شود.

پوششهای پلی اتر کربوپلاستیک معمولاً از بازیافت PET تهیه می شوند.

رنگهای پودری بر پایه پلی اولفین ها نیز معمولاً در صنایع رنگ فرش استفاده می شوند چسبندگی فوق العاده ضعیفی نیز دارند.

اتیلن اکریلیک اسید EAA و اتیلن متاکریلیک اسید EMA جهت پلیمریزاسیون مناسب هستند و چسبندگی خوبی نیز دارند.

بخش دوم: فرمولاسیون پوششهای پودری: یک فرمولیست باید به 3 نکته مهم توجه کند: کمینه ساختن به موقع Crass-Link در طول فرآیند.

پایداری در هنگام انجام استفاده از کمترین دما برای Cross-Link در کمترین زمان ممکن همچنین ضخامت، جریان پذیری و خواص محافظتی نیز باید مورد توجه باشد.

پوششهائی که بسرعت جریان می پذیرند فیلمهای نازکی بدست می دهند ولی ممکن است از لبه ها و گوشه ها بیرون بریزند.

این ترکیبات ممکن است در طول اکستروژن Cross-Link شوند.

در طول اکستروژن از Co2 بعنوان حلال استفاده می شود.

مطالعات زیادی نشاندهنده تغییر ویسکوزیته در طول شکل گیری فیلم می باشد.

اعمالی مانند Cross-Link باعث افزایش M.W شده درنتیجه باعث افزایش سریع ویسکوزیته می شوند.

ویسکوزیته تنها از رابطه آرنیوس پیروی نمی کند بلکه بستگی به حجم آزاد نیز دارند و فاکتور مهم در باره حجم آزاد کنترل دما در محدوده T-Tg می باشد وزن مولکولی متوسط در طول Cross-Link برای فیلمهای پخت شده در محدوده 2500-3000 می باشد.

(MC) درستی یک فرمول در تعدادهای Tg و Mc مشخص می شود به عبارت دیگر یک پوشش اپوکسی با عامل dicy اصلاح شده، فیلمهائی با Tg=1170C و MC=2200 می دهد.

به بیان دیگر پوششهای پودری با Tg بالا و Cross-Link پائین فرموله می شوند.

مطالعات تحلیلی نشان می دهد که پیگمینتاسیون با Tio2 روی Tg تأثیری ندارد.

این مطالعات نشان م دهد که به یک ابزار قوی جهت جایگزینی یک بانیدر مناسب نیازمندیم.

2 عامل متفاوت Tg رزینها را کنترل می کنند: ساختار شیمیائی و وزن مولکولی گزارش شده است که استفاده از وزن مولکولی بالا، مزایای فراوانی دارد.

رزینهای بسیار انعطاف پذیر جریان پذیری بالائی دارند و بسته بندی رنگ حاصل از آنها راحت می باشد.

بیشتر پوششهای پودری شامل 0.1-1% بتروشین با نقطه ذوب 1330C بعنوان additivel می باشند.

پلاستی سایزرهای جامد دیگر مانند استئارت آلومینیوم و استیلینک دی اول جامد دیسپرس شده در یک سیلیکای جامد خواصی شبیه بتروئین نشان می دهند.

از آنجائیکه حلال نداریم حجم پیگمنت در رنگهای پودری به PVC فیلم نهائی بستگی دارد.

در PVC های نزدیک به PVC ویسکوزیته فاز پودر خیلی زیاد می باشد درنتیجه یک روش عمومی برای ساختن پوششهای مایع با براقیت کم استفاده از یک PVC که نزدیک CPVC دارد انجام می شود.

افزایش پیگمنتاسیون بیشتر از PVC=20 باعث مشکل افزایش ویسکوزیته مذاب می شود.

اگر براقیت کم باشد نیز با افزایش PVC می توان این مشکل را رفع کرد.

در پوششهای پودری پلی استر، افزودن کاتالیست های آلی – فلزی بهمراه WAX باعث کاهش براقیت می شود.ک پلی استرهای با براقیت پائین در دماهای بالا پخت می شوند.

گزینه دیگر انتخاب 2 رزین پرایمر متفاوت یا 2 عامل مختلف کراسلینک با واکنشگرهای متفاوت می باشد.

گاهی اوقات در فرمولاسیون از عوامل کراسلنیکی مثل TMMGU یا تترامتوکسی متیل گلایکولوریل بهمراه کاتالیست های آنین بلوکی استفاده می شود.

مثال 2: دی متیل آمینو 2 متیل پروپانل بلوکه شده با پاراتولوئن سولفونیک اسید.

روشهای تولید سیستم اولیه تولید: 1- آزمایش مواد خام 2- وزن کردن مواد 3- Mixing 4- آزمایش واسطه 5- هموژناسیون و دیپرسیون در دمای 80-140C 6-سردکردن الکترودر 7-آزمایش واسطه 8-ورقه ورقه کردن 9-GRIDING در یک آسیاب 10-غربال کردن برخی از مواد افزودنی ممکن است مایع باشند ولی آنها باید ابتدا در یکی از اجزای جامد حل شوند عواملی که در گرانول شدن دخیل هستند عبارتند از: رزین ها، کراسلینکرها، پیگمنت ها و افزودنی هائی که بصورت BATCH با هم واکنش می دهند.

دمای درون الکترودر در حدود Tg بانیدر است.

دمای بالای الکترودر تنش زیاید که دارد می کند باعث پخش مناسب تجمعات می شود.

معمولاً از 2 نوع اکسترودر استفاده می کنیم: 1- اکسترودر تک مارپیچ 2- الکترودر 2 مارپیچ در طول مارپیچ برای مخلوط کردن مواد و اعمال سرعت برشی بالا از دمای بالا استفاده می کنیم.

الکترودرها براحتی مجتمعات Pigment ها را از بین می برند.

زمان اقامت در اکسترودرها 10 ثانیه یا کمتر می باشد.

بعد از الکترودر Pin disk mill یا hammer mill استفاده می شود.

ترموستاتها بعد از خروج از الکترودر شکننده هستند و براحتی می توان عملیات خرد کردن را انجام داد.

بعد از خروج از اکسترودر خنک کاری روی rollها بوسیله آب یا roll-crusher استفاده می شود.

اغلب ترموپلاستها کاملاً سخت هستند و خردکردن آنها ممکن است دشوار باشد.

عملیات خنک کاری بوسیله نیتروژن مایع یا خردکردن یخ می باشد تا بتوانیم دما را به زیر Tg بانیدر برسانیم.

از اینرو ترموپلاستها فقط در سایزهای بزرگ بدست می آیند.

بعضی از آسیابها ذرات را درجه بندی کرده وپودرهای بزرگتر را برای خرد کردن دوباره می فرستند.

این درجه بندی توسط الک کردن یا توسط ذرات هوا انجام می شود.

در طول عملیات الکتروژن نیاز