رزین های پلی استر برای فرمول های هیبریدی برای چه مواردی استفاده می شود؟
A رزین پلی استر فرموله شده برای سیستم های هیبریدی با رزین اپوکسی در یک نسبت تعریف شده ترکیب می شود که معمولاً از 50/50 تا 70/30 پلی استر به اپوکسی می باشد تا آنچه را که صنعت پوشش پودری معمولاً به آن می نامد. رزین هیبریدی یا رزین پلی استر هیبرید اپوکسی کیور شده. این رزین هیبریدی system عمدتاً به عنوان رزین پوشش برای زیرلایه های فلزی داخلی استفاده می شود و ترکیبی از استحکام مکانیکی، مقاومت شیمیایی و راحتی پردازش را ارائه می دهد که هیچ یک از انواع رزین به تنهایی به طور کامل به آن دست نمی یابند. با توجه به بررسی اجمالی فنی Tiger Coatings در مورد رزینهای پوشش پودری، هیبریدها پایداری بهتری در زرد شدن در طول پخت و تمایل کمتری برای گچشدن در معرض اشعه ماوراء بنفش نسبت به سیستمهای اپوکسی مستقل دارند. [1] . کاربردهای معمولی شامل پوشش های مبلمان داخلی، اتصالات نور، محفظه لوازم خانگی و قطعات صنعتی کاربردی است که در آن دوام و ظاهر در سطح داخلی مورد نیاز است.
بخشهای زیر نحوه عملکرد سیستم رزین فرمولبندی هیبریدی، نحوه مقایسه پلیاستر با اپوکسی در این ترکیبها و اینکه دادههای عملکرد مکانیکی و شیمیایی معمولاً در رزینهای رایج برای نسبتهای پوششها، که توسط تجسم دادهها و برگه اطلاعات فنی مرجع پشتیبانی میشوند، چگونه به نظر میرسند، توضیح میدهند.
سیستم رزین فرمولاسیون هیبریدی چیست؟
یک سیستم رزین فرمول هیبریدی زمانی تولید می شود که یک رزین پوششی پلی استر با عملکرد کربوکسیل از طریق یک واکنش پخت با یک رزین اپوکسی به صورت متقاطع پیوند می خورد و پس از پخت یک فیلم ترموست تشکیل می دهد. همانطور که در ادبیات ثبت اختراع صنعت در مورد ترکیبات پوشش پودری ترموست توضیح داده شده است، این ترکیب معمولاً به عنوان ترکیبی نامیده می شود زیرا دو کلاس مجزا از چسب با هم در یک مخلوط واحد پردازش می شوند. [2] . جزء پلی استر به انعطاف پذیری، حفظ براقیت و مقاومت در برابر زرد شدن بیش از حد پخت کمک می کند، در حالی که جزء اپوکسی به سختی، چسبندگی و مقاومت شیمیایی کمک می کند. از آنجایی که این دو رزین در طول پخت به جای اینکه صرفاً به صورت فیزیکی با هم ترکیب شوند، با هم واکنش نشان میدهند، فیلم بهدستآمده ساختار شبکهای را نشان میدهد که به جای اینکه به عنوان یک مخلوط ساده از پوششهای جداگانه رفتار کند، از هر دو ترکیب شیمیایی استفاده میکند.
مقایسه پلی استر در مقابل اپوکسی در سیستم های هیبریدی
درک اینکه چگونه یک رزین پلی استر غیراشباع با رزین اپوکسی متفاوت است، به توضیح اینکه چرا این دو به جای استفاده مستقل در بسیاری از رزین های پوشش، با هم ترکیب می شوند، کمک می کند. با توجه به مقایسه فنی پوشش پودری چین، هیبریدهای اپوکسی-پلی استر انعطاف پذیری مشابه اپوکسی ها را در مقاومت در برابر ضربه و خم نشان می دهند، اگرچه معمولاً لایه های نرم تری تولید می کنند و نسبت به سیستم های اپوکسی خالص تا حدودی مقاومت حلال و قلیایی کمتری دارند. [3] .
این نمودار میلهای افقی، خلاصهای کیفی از نحوه مقایسه رزین پلیاستر و رزین اپوکسی در ابعاد عملکرد معمولی است که در ادبیات صنعت پوششدهی پودری اشاره شده است، نه نتایج آزمایش آزمایشگاهی برای یک محصول خاص. رزین پلی استر عموماً در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاومت در برابر زرد شدن عملکرد بهتری دارد، که دلیل اصلی ترکیب آن با هیبریدهایی است که برای کاربردهایی با پخت یا قرار گرفتن در معرض نور گاه به گاه در نظر گرفته شده است. براقیت و ثبات رنگ نیز به سمت پلی استر متمایل است، زیرا فرمولاسیون های غنی از پلی استر به طور گسترده برای براقیت بالا و حفظ رنگ ثابت در طول زمان مورد توجه قرار می گیرند. در مقابل، مقاومت شیمیایی و حلال به نفع سهم اپوکسی است، زیرا سیستمهای اپوکسی خالص عموماً در مقاومت در برابر حلالها و قلیاییها بهتر از پلی استر عمل میکنند. سختی و خواص چسبندگی نیز بیشتر با جزء اپوکسی مرتبط است، به همین دلیل است که سیستم های رزین هیبریدی با نسبت اپوکسی بالاتر اغلب زمانی انتخاب می شوند که دوام مکانیکی در اولویت است. هواپذیری در فضای باز مجدداً پلی استر را ترجیح می دهد، که با این که چرا فرمولاسیون های غالب پلی استر، از جمله هیبریدهای با نسبت بالاتر مانند پلی استر 70/30 یا 75/25 به اپوکسی، برای کاربردهای نیمه بیرونی یا داخلی با قرار گرفتن در معرض دمای متغیر مناسب تر هستند، سازگار است.
عملکرد مکانیکی: استحکام و انعطاف پذیری در نسبت های اختلاط
نسبت اختلاط و سازگاری بین اجزای پلی استر و اپوکسی مستقیماً بر سختی فیلم، انعطاف پذیری و دمای انتقال شیشه تأثیر می گذارد. اسناد ثبت اختراع صنعت در مورد مواد پوشش پودری هیبریدی خاطرنشان می کند که نسبت بین رزین اپوکسی و رزین پلی استر در مخلوط معمولاً از 60:40 تا 10:90 گزارش شده است، با نسبت دقیق تعیین شده توسط الزامات خاص برنامه. [4] .
نمودار ستونی بالا، محدوده دمای انتقال معمولی شیشه ای (Tg) را نشان می دهد که برای درجه های رزین پلی استر فرموله شده در نسبت های مختلف پلی استر به اپوکسی، بر اساس مقادیر برگه اطلاعات فنی نماینده رزین های پوشش پودری هیبریدی، گزارش شده است. همانطور که نسبت پلی استر از 50/50 به 70/30 و 75/25 افزایش می یابد، حداقل مقدار Tg به طور کلی به سمت بالا می رود، که مربوط به بهبود پایداری ذخیره سازی و کاهش تمایل کیک شدن در پودر نهایی است. Tg بالاتر همچنین از عملکرد مکانیکی بهتری در استحکام و انعطاف پذیری پشتیبانی می کند، زیرا ستون فقرات سفت تر در برابر تغییر شکل در هنگام جابجایی و استفاده مقاومت می کند. نسبتهای 60/40 و 70/30 معمولاً بهعنوان حد وسط عملی معرفی میشوند که انعطافپذیری کافی برای مقاومت در برابر ضربه را با سختی کافی برای دوام سطح متعادل میکند. بنابراین انتخاب نسبت مناسب نه تنها یک تصمیم مقاومت شیمیایی بلکه یک تصمیم عملکرد مکانیکی است، زیرا Tg، مقدار اسید و ویسکوزیته با هم تعیین میکنند که چگونه رزین در طول ذخیرهسازی و فرآیند پخت رفتار میکند.
مقاومت شیمیایی و روندهای هواشناسی
هواپذیری و مقاومت شیمیایی اغلب با تغییر نسبت پلی استر به اپوکسی در جهات مختلف حرکت میکنند، به همین دلیل است که فرمولسازان نسبتی را بر اساس محیط برنامه مورد نظر انتخاب میکنند نه اینکه یک مخلوط استاندارد را پیشفرض کنند.
این نمودار یک روند جهت گیری کلی را بر اساس روابط رایج بین محتوای پلی استر و عملکرد پوشش نشان می دهد، نه یک مجموعه داده اندازه گیری شده دقیق برای هر درجه رزین. همانطور که نسبت پلی استر از 50/50 به 75/25 افزایش می یابد، شرایط آب و هوا به سمت بالا می رود، مطابق با توصیف رزین های پلی استر که با مقاومت به ویژه در برابر زرد شدن و گچی شدن مشخص می شود. در همان زمان، با افزایش محتوای پلی استر، مقاومت شیمیایی به سمت پایین روند کاهش می یابد که منعکس کننده کاهش سهم اپوکسی است که معمولاً مقاومت حلال و قلیایی را ایجاد می کند. این رابطه معکوس برای اینکه چرا فرمولسازها به سادگی یک ویژگی را به حداکثر نمیرسانند، مرکزی است، زیرا نسبت 75/25 بهینهسازی شده برای هواپذیری معمولاً مقاومت شیمیایی نسبتاً کمتری نسبت به نسبت 50/50 بهینهسازی شده برای عملکرد شیمیایی نشان میدهد. برای پوششهایی که انتظار میرود با قرار گرفتن در معرض شدیدتر مواد شیمیایی داخلی، مانند تجهیزات صنعتی خاص، نسبت پلی استر کمتر نزدیکتر به 50/50 یا 60/40 باشد، اغلب مناسبتر است. برای پوششهایی که براقیت و حفظ رنگ طولانیمدت را در محیطهایی که از نظر شیمیایی نیاز کمتری دارند، اولویت دارند، نسبت پلی استر بالاتر مانند 70/30 یا 75/25 انتخاب رایجتری است.
کاربردها: پوشش ها، کامپوزیت ها، چسب ها و قطعات خودرو
رزین پلی استر برای پوششها و کامپوزیتها در طیف وسیعی از بخشهای صنعتی استفاده میشود و فرمول هیبریدی خاص با توجه به نیازهای مکانیکی و شیمیایی هر کاربرد انتخاب میشود. Potteries Powder Coating خاطرنشان می کند که پوشش های هیبریدی اپوکسی-پلی استر به طور گسترده برای کاربردهای داخلی استفاده می شود که در آن دوام و جذابیت زیبایی هر دو مورد نیاز است، از جمله مبلمان اداری و اتصالات سبک. [5] .
- روکش مبلمان و لوازم داخلی ، که در آن رزین پوشش براقیت بالا و ثبات رنگ در اولویت هستند.
- اتصالات و یراق آلات نور، بهره مندی از خواص مکانیکی و قوام فینیش رزین پلی استر هیبریدی با کارایی بالا.
- اجزای داخلی و عملکردی خودرو، که در آن رزینی برای پوششها با ترکیب انعطافپذیری و مقاومت در برابر ضربه مورد نیاز است.
- کاربردهای کامپوزیت و چسب، که در آن یک رزین هیبرید اپوکسی در کنار ویژگی های پردازش پلی استر، استحکام پیوند ساختاری را ایجاد می کند.
- اتصالات صنعتی عمومی و اجزای تقویتکننده، که در آن فرمولهای رزین برای متعادل کردن هزینه، ظاهر و دوام تنظیم میشوند.
بررسی اجمالی نسبت مخلوط و سازگاری
نمودار رادار زیر سه نسبت اختلاط پلی استر/اپوکسی که معمولاً به آنها ارجاع داده می شود در ابعاد عملکرد مربوط به فرمولاتورهایی که رزین های پوشش را برای استفاده نهایی خاص ارزیابی می کنند، مقایسه می کند.
■ نسبت 50/50 ■ نسبت 60/40 - - نسبت 70/30
این نمودار راداری یک مقایسه کیفی در بین سه خانواده نسبت به جای مقادیر آزمایش دقیق برای هر درجه محصول جداگانه ارائه می دهد. نسبت 50/50 متعادلترین مشخصات را نشان میدهد و عملکرد نسبتاً یکنواختی را در سختی، مقاومت شیمیایی، انعطافپذیری و هواپذیری ارائه میدهد، که توضیح میدهد که چرا اغلب به عنوان یک سیستم رزین هیبریدی همه منظوره استفاده میشود. نسبت 60/40 به طور متوسط به سمت براقیت و قابلیت آب و هوا تغییر می کند و در عین حال مقاومت شیمیایی و انعطاف پذیری نسبتاً قوی را حفظ می کند و آن را به یک انتخاب رایج برای پوشش هایی تبدیل می کند که به تعادل ظاهری و عملکرد عملکردی نیاز دارند. نسبت 70/30، با محتوای پلی استر بالاتر، بیشتر به سمت براقیت و قابلیت آب و هوا حرکت می کند در حالی که مقاومت شیمیایی نسبتاً کاهش یافته ای را نشان می دهد، مطابق با رابطه معکوس مورد بحث در بخش قبل. فرمولدهندهها معمولاً از میان این نسبتها انتخاب میکنند که بر اساس اینکه کدام بعد عملکرد برای برنامه هدف مهمترین است، نه اینکه فرض کنند یک نسبت به طور کلی برتر است. همچنین به همین دلیل است که فرمولهای رزین در یک خانواده محصول مشابه، مانند برگه اطلاعات فنی در بخش بعدی، در چندین نسبت به جای یک ترکیب ثابت ارائه میشوند.
نمای ایزومتریک: ساختار فیلم پوشش پودری ترکیبی
نمودار ایزومتریک نشاندار شده در زیر ساختار لایه لایه کلی یک فیلم پوشش پودری اپوکسی پلی استر هیبرید بر روی یک بستر فلزی را نشان می دهد.
این نمودار ایزومتریک یک نمایش شماتیک کلی از ساختار فیلم است نه عکسی از یک قسمت پوشش داده شده خاص، که به منظور نشان دادن چگونگی قرار گرفتن لایه رزین هیبریدی پخته شده بر روی یک بستر فلزی پس از پخت است. قبل از عمل آوری، پوشش پودری به عنوان یک لایه خشک، که در بالای نمودار نشان داده شده است، اعمال می شود و به صورت الکترواستاتیک به سطح فلز زمین شده می چسبد. در طول چرخه پخت، رزین پوششی پلی استر با عملکرد کربوکسیل با رزین اپوکسی واکنش می دهد تا شبکه متقاطع را تشکیل دهد که به عنوان لایه پوشش آبی نشان داده شده است، که مستقیماً به زیرلایه فلزی زیر آن متصل می شود. ضخامت فیلم و چگالی شبکه حاصل تحت تأثیر نسبت پلی استر به اپوکسی، مقدار اسید و زمان و دمای پخت است که همه اینها در برگه اطلاعات فنی رزین مشخص شده است. این نمای ساختاری به توضیح اینکه چرا پارامترهای فرمولاسیون مانند ویسکوزیته و دمای انتقال شیشه، که هر دو در جدول دیتاشیت زیر آمده اند، کمک می کند که به طور مستقیم با نحوه عملکرد فیلم تمام شده پس از پخت مرتبط هستند.
برگه اطلاعات فنی: رزین های پلی استر برای فرمولاسیون های پوشش پودری هیبریدی
جدول زیر دادههای معرف درجه یک خانواده از رزینهای پلی استر را ارائه میکند که برای سیستمهای پوشش پودری ترکیبی فرموله شدهاند و نشان میدهد که چگونه نسبت، مقدار اسید، ویسکوزیته، دمای انتقال شیشه و پارامترهای پخت در گریدهای در نظر گرفته شده برای نیازهای پرداخت و عملکرد مختلف متفاوت است.
| تایپ کنید | نسبت | مقدار اسید (mgKOH/g) | ویسکوزیته (Pa·s/200°C) | Tg (درجه سانتیگراد) | پخت (°C/min) | خواص |
|---|---|---|---|---|---|---|
| YZ9801 | 50/50 | 66-75 | 2.0-5.0 | ≥50 | 180×15 دقیقه | برای پودر انقراض فیزیکی |
| YZ9802 | 50/50 | 66-75 | 2.0-5.0 | ≥50 | 180×15 دقیقه | بالا gloss, wear-resistant coating |
| YZ9811 | 50/50 | 66-75 | 2.0-5.0 | ≥50 | 180×15 دقیقه | بالا gloss, good mechanical properties |
| YZ9855 | 50/50 | 59-69 | 1.0-4.0 | ≥52 | 180×15 دقیقه | تراز خوب، بدون TMA، مقاوم در برابر پخت گاز در دمای زیر 200 درجه سانتیگراد |
| YZ9804 | 60/40 | 40-48 | 2.5-5.5 | ≥52 | 180×15 دقیقه | برای پودر کم براق |
| YZ9816 | 60/40 | 49-57 | 3.0-6.0 | ≥52 | 180×15 دقیقه | بالا gloss, good impact resistance |
| YZ9816T | 60/40 | 45-55 | 3.5-6.5 | ≥53 | 180×15 دقیقه | کم-gloss powder with excellent mechanical properties |
| YZ9866 | 60/40 | 48-56 | 2.0-5.0 | ≥51 | 180×15 دقیقه | بالا gloss, good leveling |
| YZ9846 | 60/40 | 48-56 | 4.0-8.0 | ≥56 | 180×15 دقیقه | برای پودر هیبریدی داخلی 60/40 با رزین اپوکسی E-12 |
| YZ9812 | 70/30 | 30-38 | 5.0-9.0 | ≥58 | 180×15 دقیقه | برای پودر هیبریدی داخلی 70/30 با رزین اپوکسی E-12 |
| YZ9805 | 75/25 | 20-26 | 2.0-5.0 | ≥54 | 180×15 دقیقه | برای پودر انقراض شیمیایی |
بررسی این برگه داده در کنار مقایسههای نسبت بالا نشان میدهد که چگونه یک خانواده فرمولاسیون رزین میتواند اهداف عملکردی متعددی را پوشش دهد: درجههای با ارزش اسیدی پایینتر مانند YZ9805 برای اثرات انقراض شیمیایی (مات) مناسب هستند، در حالی که درجههای ارزش اسیدی بالاتر مانند YZ9801 و YZ9802 از براقیت و پایانهای خاموش شدن فیزیکی پشتیبانی میکنند. محدوده ویسکوزیته نیز با نسبت تغییر می کند، با گریدهای 70/30 مانند YZ9812 که معمولاً نوار ویسکوزیته وسیع تری را نشان می دهد تا بارگذاری پلی استر بالاتری را که در پودر هیبریدی داخلی فرموله شده با رزین اپوکسی E-12 استفاده می شود، نشان دهد.
درباره Jiangsu BESD New Materials Co., Ltd.
Jiangsu BESD New Materials Co., Ltd. ریشه های خود را به سال 1998 بازمی گرداند و تمرکز طولانی مدت بر تولید رزین های پلی استر برای پوشش های پودری دارد. در سال 2019، این شرکت تکمیل و تولید یک پروژه جدید را برای یک تولید سالانه 100000 تن رزین پلی استر برای پوشش های پودری، واقع در پارک صنعتی شیمیایی Yangzhou. مساحت این پروژه تقریباً 40000 متر مربع و مساحت ساخت آن در حدود 27000 متر مربع است. BESD New Materials یک تیم تحقیق و توسعه اختصاصی، خطوط تولید خودکار پیشرفته و یک سیستم خدمات پس از فروش جامع را اداره می کند و دارای گواهینامه ISO 9001 برای مدیریت کیفیت در کنار گواهینامه ISO 14001 برای مدیریت زیست محیطی است. به عنوان یک تامین کننده رزین پلی استر و رزین هیبریدی برای تولید کننده پوشش، محصولات این شرکت، از جمله گریدهای رزین پلی استر هیبریدی با کارایی بالا سری YZ که در بالا ذکر شد، هم در داخل و هم در سطح بین المللی مورد استقبال قرار گرفته است. با هدایت یک رویکرد توسعه پایدار و یک فلسفه مدیریت مردم محور، BESD New Materials همچنان به عنوان یک تامین کننده فرمولاسیون رزین صنعتی برای مشتریانی که به دنبال رزین پلی استر با کارایی بالا برای کامپوزیت ها، پوشش ها و کاربردهای مرتبط هستند، خدمت می کند.
سوالات متداول
Q1: تفاوت بین رزین پلی استر و رزین پلی استر غیر اشباع در سیستم های هیبریدی چیست؟
پاسخ: رزین پلی استر مورد استفاده در سیستم های پوشش پودری هیبریدی، یک رزین اشباع با عملکرد کربوکسیل است که برای اتصال متقاطع با رزین اپوکسی در حین پخت طراحی شده است، که با رزین پلی استر غیراشباع که معمولاً در کاربردهای کامپوزیت و لمینت استفاده می شود که از طریق مکانیسم های رادیکال آزاد متفاوت پخت می شود، متفاوت است.
Q2: کدام نسبت اختلاط برای کاربردهای فضای باز و مجاور بهتر است؟
A: نسبت های پلی استر بالاتر مانند 70/30 یا 75/25 به طور کلی به سمت هواپذیری قوی تر و حفظ براقیت بیشتر گرایش دارند، اگرچه انتخاب مناسب به تعادل مقاومت شیمیایی نیز بستگی دارد که برای کاربرد خاص مورد نیاز است.
Q3: زمان پخت و دما چگونه بر عملکرد رزین هیبرید تأثیر می گذارد؟
پاسخ: زمان و دمای پخت، مانند پارامترهای 180 درجه سانتیگراد و 15 دقیقه نشاندادهشده در جدول داده، تعیین میکند که اجزای پلیاستر و اپوکسی تا چه حد به صورت متقاطع پیوند میخورند، که به نوبه خود بر سختی، براقیت و مقاومت شیمیایی لایه نهایی تأثیر میگذارد.
Q4: آیا یک کسب و کار می تواند فرمولاسیون رزین سفارشی برای نیازهای پوشش یا کامپوزیت خاص را تهیه کند؟
پاسخ: بله، یک تامین کننده فرمولاسیون رزین صنعتی با تیم تحقیق و توسعه مستقر و نسبت های مختلف محصول، مانند سری YZ نشان داده شده در بالا، معمولاً می تواند از رزین های پوشش سفارشی متناسب با سطح براقیت، عملکرد مکانیکی، یا الزامات مقاومت شیمیایی پشتیبانی کند.
