Geri Dön

Polyester esaslı elektrostatik toz boyalarda yeni bir sertleştiricinin kullanılma koşullarının incelenmesi

Examination of the conditions of use of a new hardener in polyester based thermosetting powder loatings

  1. Tez No: 100556
  2. Yazar: ÖZER ÖZALP
  3. Danışmanlar: PROF.DR. TUNCER ERCİYES
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1999
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 45

Özet

POLYESTER ESASLI ELEKTROSTATİK TOZ BOYALARDA YENİ BİR SERTLEŞTİRİCİNİN KULLANILMA KOŞULLARININ İNCELENMESİ ÖZET Elektrostatik polyester toz boyalarda sertleştirici olarak kullanılan TGIC'nin ( Triglicidilizosiyanürat ), boya özellikleri açısından çok iyi sonuçlar vermesine rağmen sağlığa zararlı oluşu, sağlığa zararlı olmayan yeni bir boya sertleştiricisi üretmeyi zorunlu hale getirmiştir. Bu amaçla EMS firmasının yaklaşık 10 yıllık çalışmaları sonucu, Primid ticari adı altında p-hidroksialkilamid'ler ( Primid XL-552 ve Primid QM-1260 ) üretilmiştir. Sağlık koşullanna uygunluğu Primid'in tüm dünyada büyük ilgi görmesini sağlamıştır. 1996 yılında dünyadaki Primid üretimi 1995 yılına göre % 25 artmıştır. Yine 1996 yılında yaklaşık 20,000 ton elektrostatik polyester toz boya Primid kullanılarak üretilmiştir. En fazla kullanım Avrupa'da olmuştur. Aylık elektrostatik toz boya kullanım kapasitesi yaklaşık 1600 ton olan Türkiye'de Primid'e geçilmesi sağlık koşullan da göz önüne alındığında zorunlu hale gelmiştir. TGIC içeren polyester toz boyalar gibi, Primid içeren polyester toz boyalar da endüstriyel, tanm, otomotiv ve inşaat sektöründeki metal ve alüminyum yüzeylere uygulamalarda kullanılmaktadır. Oldukça geniş kullanım alanı olan polyester toz boyalar için sertleştirici olarak kullanılan Primid'in iki çeşidi mevcuttur. Primid XL-552, ilk olarak üretilen ve ticari açıdan daha fazla kullanım alanı bulan sertleştirici iken, Primid QM-1260 ateşe daha fazla dayanıklılık gerektiren direkt alevli gazlı fınnlarda tercih edilen boya sertleştiricisidir. Primid QM-1260, Primid XL- 552'nin yerini almak için değil, ürün gelişimi ve Primid içeren polyester toz boyalann uygulama alanlannı genişletmek için tasarlanmıştır. Bu çalışmada, ilk olarak Primid XL-552 içeren RAL 9016 polyester parlak beyaz boya formülasyonlan belirlenmiştir, ikinci olarak bazı renkli polyester boyalann formülasyonlan oluşturulmuştur. Her iki çalışma sonucunda da, değişik polyester reçineler kullanılarak elde edilen boyalann özellikleri, TGIC içeren boya formülasyonlan ile karşılaştırmıştır. Değişik polyester reçineler ve Primid XL-552 kullanılarak yapılan denemelerde elde edilen sonuçlar farklı özellikler göstermiştir. Denemeler ilk olarak standartları belirleyen RAL 9016 polyester parlak beyaz boya için yapılmıştır. Tüm bu IXdenemelerde yoğurucu sıcaklığı 120°C ve pişirme süresi 180°C'de 20 dakika olup boya kalınlığı 60 ± 5 ym'dir. Polyester reçineler ile sertleştiricinin ( Primid XL-552 ) birleşme oranı, DSM'e ait polyester Uranox sistemindeki uygulamalarda 95/5'tir. UCB'ye ait polyester Crylcoat sistemindeki uygulamalar iki aşamada gerçekleştirilmiş, ilk aşamada yapılan beş deneme için birleşme oranı 95/5 olarak belirlenmiştir. Bu durum Primid XL-552'nin öğütülebilirliğini arttırmış fakat hammadde maliyeti, ikinci aşamada yapılan denemelerde elde edilen hammadde maliyetine göre yüksek çıkmıştır, ikinci aşamada ise yapılan dört deneme için birleşme oranı 96,5/3,5 olarak belirlenmiştir. Birleşme oranlan ( 1 ), ( 2 ) ve ( 3 ) formülleri ile belirlenir. Polyester ekivalent ağırlık ( PEW ) = 56100 / Asit no ( 1 ) Polyester miktan = PEW / ( PEW + Hidroksil ekivalent ağırlık ) ( 2 ) Primid miktan = 100 - polyester miktan ( 3 ) RAL 9016 polyester parlak beyaz boya için, DSM'e ait polyester Uranox sistemindeki Primid uygulamalarında formülasyonları belirlemek amacıyla birbirinden farklı üç adet polyester reçine, Primid XL-552, benzoin, çizilme direnci arttıncı katkı maddesi, yine birbirinden farklı iki adet yüzey düzeltici katkı maddesi, titandioksit ve dolgu maddesi kullanılmıştır. Farklı polyester reçinelere farklı numaralar verilmiştir. Aynı durum yüzey düzeltici katkı maddeler için de geçerlidir. Toplam sekiz deneme yapılmıştır. Denemeler özellikle değişik benzoin ve dolgu miktarları baz alınarak gerçekleştirilmiştir. İlk dört denemede polyester reçine ( 1 ) ve polyester reçine ( 2 ), son dört denemede ise polyester reçine ( 1 ) ve polyester reçine ( 3 ) kullanılmıştır. Aynca üçüncü, dördüncü, yedinci ve sekizinci denemelerde diğer denemelerden farklı olarak ikinci bir yüzey düzeltici katkı maddesi ilavesi yapılmıştır. Tüm denemeler sonunda DSM'e ait Uranox tipi Primid sistemi esneklik özelliği, sararma değerleri ve darbe direnci açısından iyi, yüzey düzgünlüğü, deliklenme özelliği ve UV performansı açısından oldukça kötü sonuçlar vermiştir. Parlaklık ve sertlik özelliklerinin de iyi olduğunu kabul etmek mümkün değildir. Bu durum, bu sistemin bu haliyle kullanılmasını imkansız kılmaktadır. RAL 9016 polyester parlak beyaz boya için, UCB'ye ait polyester Crylcoat sistemindeki Primid uygulamalan iki aşamada gerçekleştirilmiştir, ilk aşamada beş adet deneme yapılmıştır. Bu denemelerde formülasyonları belirlemek amacıyla polyester reçine, birbirinden farklı iki adet sertleştirici, katalizör, yine birbirinden farklıiki adet yüzey düzeltici katkı maddesi, benzoin, çizilme ve sararma direncini arttırıcı katkı maddesi, titandioksit ve dolgu maddesi kullanılmıştır. Denemeler özellikle dolgu, katalizör, Primid XL-552 ve polyester reçinenin değişik miktarlan baz alınarak gerçekleştirilmiştir. Aynca birinci ve ikinci denemede diğer denemelerden farklı olarak katalizör kullanılmamıştır. Yine birinci denemede diğer tüm denemelerden farklı olarak sararma direnci arttıncı katkı maddesi ve ikinci bir sertleştirici kullanılmamıştır, ikinci aşamada dört adet deneme yapılmıştır. Bu denemelerde, birinci aşamadaki denemelere nazaran birbirinden farklı iki adet polyester reçine kullanılmış, katalizör ve sararma direnci arttıncı katkı maddesi formülasyondan çıkarılmıştır. Denemeler özellikle dolgu, benzoin, Primid XL-552 ve polyester reçinelerin değişik miktarlan baz alınarak gerçekleştirilmiştir. Aynca üçüncü ve dördüncü denemelerde birinci ve ikinci denemelerden farklı olarak polyester reçine ( 5 ) yerine polyester reçine ( 6 ) kullanılmıştır. Tüm denemeler sonunda UCB'ye ait Crylcoat tipi Primid sistemi esneklik ve parlaklık özelliği, darbe direnci, bazı denemeler hariç deliklenme özelliği ve yüzey düzgünlüğü açısından olumlu sonuçlar vermiştir. Sertlik, DSM'e ait Uranox tipi Primid sistemine nazaran oldukça iyi sonuç vermiştir. Ortaya çıkan formüllerin sararma değerleri ve UV performansı, TGIC içeren boyalara göre kötü olsa da ümit vaat etmektedir. UCB'ye ait renkli polyester Crylcoat sistemlerindeki Primid uygulamalannda formülasyonu belirlemek amacıyla polyester reçine, Primid XL-552, yüzey düzeltici katkı maddesi, benzoin, çizilme direnci arttıncı katkı maddesi, titandioksit, dolgu ve birbirinden farklı on adet pigment kullanılmıştır. Farklı pigmentlere farklı numaralar verilmiştir. Denemeler RAL 7042 ( Gri ), RAL 5012 ( Mavi ), RAL 6005 ( Yeşil ), RAL 3000 ( Kırmızı ) ve RAL 9005 ( Siyah ) polyester parlak boyalar için yapılmış ve aynı boyalann TGIC içeren pilot çalışmalan ile karşılaştınlmıştır. Denemeler özellikle değişik dolgu, titandioksit ve pigment miktarlan baz alınarak yapılmıştır. Tüm denemeler pilot çalışmalarla karşılaştırdığında, darbe direncinin ve parlaklık özelliğinin olumlu sonuçlar verdiği görülmüştür. Ancak UV performansının düşük, yüzey düzgünlüğünün kötü ve renk değişiminin fazla olması bu sistemin kullanılabilirliğini azaltmaktadır. Bu sistemin bir diğer olumsuz sonucu da, değirmen kapasitesini düşürmesi olmuştur. RAL 9016 polyester parlak beyaz boya için yapılan tüm denemelerde elde edilen sonuçlar teorik sonuçlarla karşılaştırıldığında, parlaklık özelliği aynı hatta çoğu denemede daha iyi çıkmıştır. Darbe direnci de benzer sonuçlar vermiştir. Deliklenme özelliği DSM'e ait polyester Uranox sistemindeki uygulamalarda olumsuz sonuçlar xlverse de UCB'ye ait polyester Crylcoat sistemindeki uygulamalann çoğunda aynı sonucu vermiştir. UV performansı çoğu denemede kötü çıkmıştır. Bu durum, teorikte iddia edilenin aksine iklim şartlarına dayanıklılığın zayıf olduğunu göstermektedir. Sararma değerleri, DSM'e ait polyester Uranox sisteminde teorik sonuçlan yakalamasına rağmen, UCB'ye ait polyester Crylcoat sisteminde olumsuz sonuçlar vermiştir. Bu durum teorikte de belirtildiği gibi, Primid XL-552 içeren boyalann yüksek sıcaklığa dayanımının az olduğunu göstermektedir. Yüzey düzgünlüğü DSM'e ait polyester Uranox sisteminde olumsuz sonuçlar vermesine rağmen, UCB'ye ait polyester Crylcoat sistemindeki çoğu denemede olumlu sonuçlar vermiş ve teorik sonuçlan teyit etmiştir. Sertlik değerleri standartların altında kalmıştır. Renkli boyalar için yapılan tüm denemeler teorik sonuçlarla karşılaştırdığında, parlaklık özelliği daha iyi sonuçlar vermiştir. Darbe direnci ve UV performansı da benzer sonuçlar vermiştir. Renk değişimi, tüm renkli boyalar için kötü çıkmıştır. Teorik sonuçlar da bu durumu teyit etmektedir. xii

Özet (Çeviri)

EXAMINATION OF THE CONDITIONS OF USE OF A NEW HARDENER IN POLYESTER BASED THERMOSETTING POWDER COATINGS SUMMARY Triglicidilizocyanurate (TGIC) which is used as a hardener in thermosetting powder coatings is hazardous to the health. Therefore, despite the very good results it gives with respect to the coating qualities, it has been necessary to manufacture a new coating hardener which is not hazardous to health. For this purpose, after nearly 10 years of efforts p-hydroxialkylamides ( Primid XL-552 and Primid QM-1260 ) were produced by the firm EMS under the commercial name of Primid. Its suitability for health conditions created a great interest for Primid all around the world. The world production of Primid increased by 25 % from 1995 to 1996. And, in 1996 approximately 20,000 tons of thermosetting polyester powder coating was produced using Primid. The highest usage took place in Europe. Taking into consideration the health conditions, the use of Primid has become a must in Turkey where monthly thermosetting polyester powder coating usage is approximately 1600 tons. The polyester powder coatings containing TGIC, are used such as the polyester powder coatings containing Primid, for application to metal and aluminium surfaces in the industrial, agricultural and automotive and construction sectors. There are two types of Primid which have a very wide range of application. Primid XL-552 was produced first and has a wider commercial application than Primid QM-1260 which is the other type of Primid. The later is preferred for direct fired gas ovens which require more resistance to fire. Primid QM-1260 was designed not to replace Primid XL-552, but to expand the range of application of the polyester powder coatings. In this study, first of all, the RAL 9016 glossy white polyester coating formulations containing Primid XL-552 are determined. Secondly, the formulations of some colored polyester coatings are developed. After both studies, the film properties of the coatings contain TGIC were compared with the coatings which is not contain TGIC. The results obtained from the experiments which were conducted by using different polyester resins and Primid XL-552, showed different characteristics. The experiments were first made for RAL 9016 glossy white polyester coating which determines the standards. During all these experiments the extruder temperature was 120°C, the curing period XIIIwas 20 minutes at 180°C and the coating thickness was 60 ± 5 |im. The ratio of the polyester resins to the hardener ( Primid XL-552 ) is 95/5 in DSM's applications of polyester Uranox system. UCB's applications of polyester Crylcoat system were made in two stages, and ratio of the polyester resins to the hardener for five experiments conducted in the first stage was taken as 95/5. This ratio cause to increase in the grindability of Primid XL-552. For the four experiments in the second stage, the ratio of the polyester resins to the hardener was taken as 96,5/3,5. The raw material cost was higher than the second stage. The ratio of the polyester resins to the hardener are determined by the formulae ( 1 ), ( 2 ) and ( 3 ). Polyester equivalent weight ( PEW ) = 56100/Acid no ( 1 ) Polyester amount = PEW/ ( PEW+ Hydroxyl equivalent weight ) ( 2 ) Primid amount = 100 - Polyester amount ( 3 ) For RAL 9016 glossy white polyester coating ( belong to the company DSM ), three different polyester resins, Primid XL-552, benzoin, additive to increase the scratch resistance and two different surface finishing additives, titandioxide and filling material were used to determine the formulations in Primid applications. In total, eight experiments were carried out. The experiments were conducted on the basis of different amounts of benzoin and filling material. In the first four experiments, polyester resin ( 1 ) and polyester resin ( 2 ) were used, and in the last four experiments polyester resin ( 1 ) and polyester resin ( 3 ) were used. In addition, a second surface finishing additive was added in the third, fourth, seventh and eighth experiments unlike the other experiments. As a result, DSM's Uranox Primid system gave good results in terms of flexibility, yellowing values and impact resistance, but bad results in terms of surface smoothness, degassing and UV performance. The gloss and hardness features were not satisfactory either. As a conclusion, it is not possible to use this system as it is. For RAL 9016 glossy white polyester coating ( belong to the company UCB ), the Primid applications were performed in two stages. In the first stage five experiments were conducted. During these experiments, polyester resin, two different hardeners, catalyst and two different surface finishing additives, benzoin, additive to increase the scratch and yellowing resistance, titandioxide and filling material were used to determine the formulations. The experiments were conducted on the basis of different quantities of filling material, catalyst, Primid XL-552 and polyester resin. In addition, no catalysts were used in the first and second experiments as different from the other experiments. Furthermore, additives to increase the yellowing resistance and a second hardener were not used in the xivfirst experiment as different from all other experiments. Four experiments were conducted at the second stage. In these experiments, in comparison with the experiments made in the first stage, two different polyester resins were used and the catalyst and the additive to increase the yellowing resistance were removed from the formulation. The experiments were conducted especially on the basis of different quantities of filling material, benzoin, Primid XL-552 and polyester resin. In addition, polyester resin ( 6 ) instead of polyester resin ( 5 ) was used in the third and fourth experiments as difference from the first and the second. As a result, UÇB's Crylcoat Primid system gave good results in terms of flexibility, gloss, impact resistance, degassing and surface smoothness. In terms of hardness it gave very good results in comparison with DSM's Uranox Primid system. The yellowing values and UV performance of the formulation obtained are promising, though worse in comparison with the coatings containing TGIC. For the Primid applications in UCB's polyester Crylcoat system polyester reşins, Primid XL-552, benzoin, additive to increase the scratch resistance, surface finishing additives, titandioxide, filling materials and ten different pigments were used to determine the appropriate formulation. The experiments were conducted for RAL 7042 ( Gray ), RAL 5012 ( Blue ), RAL 6005 ( Green ), RAL 3000 ( Red ) and RAL 9005 ( Black ) polyester glossy coatings and they were compared with the pilot studies of the same coatings containing TGIC. The experiments were conducted on the basis of different titandioxide, pigments and filling material quantities. Comparing with the pilot studies, it was observed that they gave good results in terms of impact resistance and gloss. However, low UV performance, bad surface smoothness and high color change reduces the usability of this system. Another negative result for that system is that it caused a reduction in the grinder capacity. The results obtained from all experiments conducted for RAL 9016 polyester glossy coating were compared with those of the reference samples. The gloss was found to be equal, or better for most of the experiments. Similar results were obtained for impact resistance. In terms of degassing, the results were negative for the applications in DSM's polyester Uranox system. However they were acceptable in the case of UCB's polyester Crylcoat system. UV performance was poor for most of the experiments. This indicates that resistance against athmospheric conditions is poor. Although the yellowing values achieve the level of the same reference system of the DSM's polyester Uranox system, the results for UCB's polyester Crylcoat system were negative. This indicates that, in consistence with the comparison studies, the coatings containing Primid XL-552 have not a good resistance to high temperatures. Although surface smoothness results were bad for the DSM's polyester XVUranox system, they were good with the UCB polyester Crylcoat system and confirmed the reference samples. Hardness values were lower than those of the standards. When all experiments conducted for the color coatings were compared with the reference samples, the gloss specification was found to be better. The results for impact resistance and UV performance were similar. The results were bad for all coatings with regard to change of color. XVI

Benzer Tezler

  1. Tez No

    506576

    Toz boyama sistemlerinin ahşap kompozit levhalara uygulanması ve performans özelliklerine etkisinin incelenmesi

    Application of powder coating systems to wood composite panels and investigation of its effects on performance properties

    MEMİŞ AKKUŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Ağaç İşleriİstanbul Üniversitesi

    Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURGAY AKBULUT

  2. Tez No

    84358

    Isıl püskürtme teknikleriyle plastik ve plastik esaslı kompozit tozlarla kaplanmış yüzeylerin mekanik ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi

    An Investigation ot mechanicals and chemicals properties ot the plastic and plastic based compozite powder coated surtaces by flama and plasma techniques

    MUSTAFA ÖKSÜZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Eğitim ve ÖğretimMarmara Üniversitesi

    Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. HÜSEYİN YILDIRIM

  3. Tez No

    683990

    Synthesis and characterization of graphene oxide-based self-healable nanocomposite hydrogels

    Grafen oksit esaslı kendini onaran nanokompozit hidrojellerin sentezi ve karakterizasyonu

    EZGİ BERFİN ÇEPER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ORHAN GÜNEY

  4. Tez No

    637255

    Pet karışımlı viskon örme kumaşlarda parça boyama sonrası ortaya çıkan boncuklanma probleminin araştırılması ve iyileştirilmesi

    Research and improvement on pilling problems observed in garment dyed knitted fabrics with polyester and viscose blend yarns

    ERKAN BEKİROĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLAY ÖZCAN

  5. Tez No

    616879

    Polyester esaslı kompozit kazıklarda performansın model deneylerle araştırılması

    Investigation of performance with model experiments for polyester based composite piles

    ŞEYMA NUR BÖLÜKBAŞI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    İnşaat MühendisliğiKonya Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZCAN TAN

Geri Dön