ການກະກຽມ Carboxylterminated ສໍາລັບ Fusion-bonded-epoxy Powder Coating

ການກະກຽມແລະລັກສະນະຂອງ Carboxylterminated Poly (butadiene-co-acrylonitrile) -epoxy Resin Prepolymers ສໍາລັບ Fusion-bonded-epoxy Powder Coating

ການແນະ ນຳ 1

Fusion-bonded-epoxy (FBE) ການເຄືອບຝຸ່ນ ເຊິ່ງໄດ້ຖືກພັດທະນາຄັ້ງທໍາອິດໂດຍບໍລິສັດ 3M, ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນເວລາທີ່ການປ້ອງກັນ corrosion ໃນໄລຍະຍາວແມ່ນສໍາຄັນເຊັ່ນໃນອຸດສາຫະກໍານ້ໍາມັນ, ໂລຫະ, ອາຍແກັສແລະທໍ່ນ້ໍາ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມຕ້ອງການດ້ານການປະຕິບັດສໍາລັບການເຄືອບຝຸ່ນ FBE ແມ່ນສິ່ງທ້າທາຍຍ້ອນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການເຊື່ອມໂຍງຂ້າມສູງ. ຄວາມເສື່ອມຂອງສານເຄືອບທີ່ຖືກຮັກສາໄວ້ແມ່ນຫນຶ່ງໃນອຸປະສັກທີ່ສໍາຄັນທີ່ປ້ອງກັນການນໍາໃຊ້ທີ່ກວ້າງຂວາງສໍາລັບ epoxies ໃນອຸດສາຫະກໍາ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນອາດຈະເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງສານເຄືອບ FBE ໂດຍການເພີ່ມຄວາມທົນທານຂອງການເຄືອບ. ມີຫຼາຍວິທີການ toughening ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບລະບົບ epoxy toughening, ມັກຈະຢູ່ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກປະກອບ, ລວມທັງຢາງ, elastomer, ຜະລິດຕະພັນ thermoplastic, copolymer, nanoparticle ດັດແກ້ epoxy ແລະປະສົມປະສານຂອງຂ້າງເທິງ.
ເຖິງແມ່ນວ່າມີການຄົ້ນຄວ້າຈໍານວນຫຼາຍເຂົ້າໄປໃນການດັດແກ້ທີ່ເຄັ່ງຄັດຂອງລະບົບ epoxy, ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງ
ການສຶກສາກ່ຽວຂ້ອງກັບການດັດແປງສານເຄມີຂອງ epoxy resin ກັບຢາງຂອງແຫຼວ reactive, ໂດຍສະເພາະ carboxyl-terminated butadiene-co-acrylonitrile (CTBN). McGarry et al ໃຊ້ CTBN ຂອງນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນ 3000 ແລະ epoxies DGEBA ຕ່າງໆທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍ piperidine. Kinloch et al ເປີດເຜີຍຄວາມຢືດຢຸ່ນແບບເຄື່ອນໄຫວໃນລະບົບ DGEBA/CTBN/piperidine ໂດຍການຄິດໄລ່ຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງກະດູກຫັກໃນຄວາມໄວການໂຈມຕີທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະໄດ້ຮັບຄວາມເຄັ່ງຄັດເພີ່ມຂຶ້ນເກືອບສອງເທົ່າ. CTBN ສາມາດຖືກນໍາໄປໃຊ້ກັບລະບົບ epoxy ເຊັ່ນ: diglycidyl ether ຂອງ bisphenol-A (DGEBA) epoxy resins. ເມື່ອຢາງ epoxy ດັ່ງກ່າວຖືກປິ່ນປົວຮ່ວມກັນກັບຢາງແຫຼວ, ຄວາມເຄັ່ງຄັດຂອງໂດເມນສາມາດປັບປຸງໄດ້ໂດຍການດູດຊຶມພະລັງງານຜົນກະທົບ. ມັນເປັນທີ່ຮູ້ກັນດີວ່າຢາງທີ່ປິ່ນປົວແລ້ວປະກອບມີລະບົບສອງໄລຍະ[26] ທີ່ຢາງຂອງແຫຼວຖືກກະແຈກກະຈາຍຢູ່ໃນ matrix ຂອງ epoxy ທີ່ມີໂຄງສ້າງໂດເມນ spherical ຫຼືໂຄງສ້າງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.
ມາຮອດປະຈຸ, ການແຂງຕົວຂອງ epoxy resins ໄດ້ສຸມໃສ່ຕົ້ນຕໍກ່ຽວກັບນ້ໍາ epoxy resins ຂອງແຫຼວ, ແລະການຄົ້ນຄວ້າພຽງເລັກນ້ອຍໄດ້ສຸມໃສ່ການ toughening epoxy resins ແຂງ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ສານປະສົມຂອງຝຸ່ນ FBE ທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍ prepolymer CTBN-EP ໄດ້ຖືກຜະລິດ. ໂດຍອີງໃສ່ຄຸນສົມບັດກົນຈັກແລະການວິເຄາະ morphological, ຄວາມພະຍາຍາມໄດ້ຖືກດໍາເນີນໃນການວິເຄາະກົນໄກການ toughening prevailing ໃນ matrix ແຍກໄລຍະ. ການວິເຄາະຄວາມສໍາພັນຊັບສິນໂຄງສ້າງຂອງລະບົບ CTBN-EP ແມ່ນຄວາມພະຍາຍາມໃຫມ່ເພື່ອຄວາມຮູ້ທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງພວກເຮົາ. ດັ່ງນັ້ນ, ເທກໂນໂລຍີ toughening ນະວະນິຍາຍນີ້ສາມາດຂະຫຍາຍພື້ນທີ່ການນໍາໃຊ້ການເຄືອບຝຸ່ນ FBE ໃນອຸດສາຫະກໍາ.

2 ການທົດລອງ

2.1 ວັດສະດຸ

ຢາງ epoxy ທີ່ໃຊ້ແມ່ນແຂງ diglycidyl ether ຂອງ bisphenol A (DGEBA) (DOW, DER663) ທີ່ມີນ້ໍາ epoxide ທຽບເທົ່າຂອງ 750-900. ທາດແຫຼວທີ່ລະບາຍອອກ, carboxyl-terminated poly(butadiene-co-acrylonitrile) (CTBN) (Emerald, Hypro 1 300 × 1323) ທີ່ມີເນື້ອໃນ acrylonitrile ຂອງ 26% ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້. Triphenyl phosphine ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ catalyst ໃນລະບົບນີ້. ຕົວແທນປິ່ນປົວ (HTP-305) ແມ່ນ phenolic. Phenolic epoxy resin (GT7255) ໄດ້ຊື້ຈາກ HUNTSMAN Co.,Pigment(L6900), ເຊິ່ງສະຫນອງໃຫ້ໂດຍ BASF Co., ຕົວແທນ degassing ແລະ leveling agent ໄດ້ຊື້ຈາກ Aisitelun.

2.2 ການສັງເຄາະ ແລະ ລັກສະນະຂອງ CTBNEP prepolymer

ປະລິມານ stoichiometric ຂອງ epoxy resins, CTBN ແລະ catalyst ໄດ້ຖືກເອົາໃສ່ໃນ flask ທີ່ໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແລະ stirred ກົນຈັກ stirring ຢູ່ທີ່ 150 ℃ສໍາລັບ 3.0 h. ປະຕິກິລິຍາຖືກຢຸດເຊົາເມື່ອຄ່າອາຊິດຫຼຸດລົງເຖິງ 0. prepolymers ໄດ້ຖືກຫມາຍເປັນ C0, C5, C10, C15, ແລະ C20 (ຕົວຍ່ອຍແມ່ນເນື້ອໃນຂອງ CTBN). ປະຕິກິລິຍາທີ່ເປັນໄປໄດ້ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນ Fig.1.
FTIR spectroscopy ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກໍານົດລັກສະນະໂຄງສ້າງ. FTIR spectra ໄດ້ຖືກບັນທຶກໄວ້ໂດຍ FTLA2000-104 spectrophotometer ໃນໄລຍະ wavelength ຂອງ 4 500-500 cm−1 (ABB Bomem ຂອງການາດາ). ນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນແລະການແຈກຢາຍນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນຂອງ prepolymers CTBN-EP ຖືກກໍານົດໂດຍ GPC. Tetrahydrofuran (THF) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ eluent ໃນອັດຕາ flow ຂອງ 1.0 mL / ນາທີ. ລະບົບຖັນໄດ້ຖືກປັບທຽບໂດຍໃຊ້ polystyrenes ມາດຕະຖານ monodispersed.

2.3 ການ​ກະ​ກຽມ​ແລະ​ລັກ​ສະ​ນະ​ຂອງ​ຮູບ​ເງົາ​ປິ່ນ​ປົວ​

ຫ້າເຄື່ອງປຸງແຕ່ງທີ່ມີ 0wt%-20wt% CTBN ຖືກກະກຽມ. ປະລິມານການຄິດໄລ່ຂອງ DGEBA (ຕາມສູດທີ່ໄດ້ລະບຸໄວ້ໃນຕາຕະລາງ 1) ແລະ HTP-305 ໄດ້ຖືກ stirred ທີ່ 120 ℃ສໍາລັບ 10 ນາທີເພື່ອໃຫ້ໄດ້ປະສົມ homogeneous. ປະສົມໄດ້ຖືກ poured ເຂົ້າໄປໃນ mold ທາດເຫຼັກ preheated ປິ່ນປົວໃນເຕົາອົບອາກາດຮ້ອນຢູ່ທີ່ 180 ℃ສໍາລັບ 10 min ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໃຫ້ການປິ່ນປົວສໍາລັບ 30 min ທີ່ 200 ℃.

ການທົດສອບ tensile ໄດ້ດໍາເນີນຢູ່ໃນເຄື່ອງ KD111-5 (ບໍລິສັດ KaiQiang ຈໍາກັດ, ຈີນ) ດ້ວຍຄວາມໄວຂ້າມຫົວຂອງ 1 ມມ / ນາທີ. ຄ່າໄດ້ຖືກເອົາມາຈາກສາມຕົວຢ່າງໂດຍສະເລ່ຍໂດຍ GB / 2568-81. ການຍືດຕົວຢູ່ທີ່ຈຸດແຕກຫັກຂອງຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກປະເມີນ. ຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນກະທົບຂອງຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກກໍານົດຢູ່ໃນເຄື່ອງ MZ-2056 ໂດຍໃຊ້ຕົວຢ່າງສີ່ຫລ່ຽມສີ່ຫລ່ຽມ 40 ມມ × 10 ມມ × 2 ມມ. ການ​ທົດ​ສອບ​ໄດ້​ຖືກ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ຢູ່​ໃນ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ຫ້ອງ​ແລະ​ຄ່າ​ໄດ້​ຖືກ​ນໍາ​ໃຊ້​ໂດຍ​ສະ​ເລ່ຍ​ຂອງ​ສາມ​ຕົວ​ຢ່າງ​ອີງ​ຕາມ GB / T2571-1995​.

ອຸນຫະພູມການປ່ຽນແປງຂອງແກ້ວຂອງຮູບເງົາ curing ໄດ້ຖືກກໍານົດໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງວິເຄາະກົນຈັກແບບເຄື່ອນໄຫວ (DMA) .ການວັດແທກໄດ້ດໍາເນີນຢູ່ໃນອັດຕາຄວາມຮ້ອນຂອງ 2 ℃ / ນາທີຈາກ -90 ℃ເຖິງ 180 ℃ໃນລະດັບຄວາມຖີ່ fi xed ຂອງ 1 Hz. ໂມດູລການເກັບຮັກສາ, ໂມດູນການສູນເສຍແລະປັດໄຈການສູນເສຍແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍໃຊ້ໂຫມດ cantilever ຄູ່ທີ່ມີຕົວຢ່າງຂະຫນາດ 30 mm × 10 mm × 2 mm.

ການສະແກນກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກ (SEM) ໄດ້ຖືກປະຕິບັດ (ແບບ Quanta-2000 SEM, FEI ຂອງໂຮນລັງ) ດ້ວຍແຮງດັນໄຟຟ້າຂອງ 10 kV. ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກກະດູກຫັກພາຍໃຕ້ໄນໂຕຣເຈນຂອງແຫຼວແລະທໍາອິດໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍ toluene ເພື່ອສະກັດໄລຍະຢາງກ່ອນທີ່ຈະຕາກແດດໃຫ້ແຫ້ງພາຍໃຕ້ສູນຍາກາດ. ຂະຫນາດແລະການແຜ່ກະຈາຍຂອງອະນຸພາກກະແຈກກະຈາຍໄດ້ຖືກກໍານົດໂດຍວິທີການຖ່າຍຮູບ semiautomatic.

ການສູນເສຍນ້ໍາຫນັກສ່ວນຮ້ອຍແລະຄຸນລັກສະນະການເຊື່ອມໂຊມຂອງຄວາມຮ້ອນຂອງຕົວຢ່າງທີ່ກະກຽມໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍເຄື່ອງວິເຄາະ thermogravimetric (TGA) ທີ່ບັນທຶກໄວ້ໃນເຄື່ອງມື (METTER Toledo ຂອງສະວິດເຊີແລນ). ປະລິມານຂອງຕົວຢ່າງທີ່ປະຕິບັດແມ່ນປະມານ 5-10 ມລກໃນແຊ່ຕົວຢ່າງ platinum. ອັດຕາຄວາມຮ້ອນໃນແຕ່ລະໄລຍະໄດ້ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ຢູ່ທີ່ 10 ℃ / ນາທີແລະລະດັບອຸນຫະພູມອາກາດລ້ອມຮອບເຖິງ 800 ℃.