ترکیب پوشش اکتروفورتیک با خصوصیات مناسب بهبود قدرت ترابری ترکیب پوشش خواص مکانیکی فیلم
ج -ترکیب پوشش الکتروفورتیک با خواص پخت و ظاهر مناسب فیلم
استفاده از محصول واکنش خنثی شده ۲،۱-پلی بوتادی آن با اسیدهای دو عاملی غیر اشباع از نوع a و B بعنوان رنگپایه برای ترکیب پوشش الکتروفورتيک شناخته شده است این ترکیب بصورت ،آستر پوشش فوقانی نرم و براق بوسیله فرآیند پوشش الکتروفورتیک قابل استفاده است. اما پوشش حاصل شده خصوصیات ضد خوردگی ضعیفی داشته و در عمل برای کاربرد کفایت نمی کند. برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی پوشش استفاده از رزین فنل در ترکیب با محصول خنثی شده ۲،۱- پلی بوتادی ان و اسید دو عاملی غیر اشباع از نوع a و B بعنوان رنگپایه مورد استفاده قرار گرفت. اما استفاده از فنل باعث ضعیف شدن پوشش فیلم شد و از این رو دست یافتن به پوشش فوقانی نرم و براق مناسب بوسیله فرآیند پوشش الکتروفورتیک مشکل خواهد بود.یکی از اهداف فرمولاسیون ارائه شده در این قسمت ، استفاده از ترکیب پوشش الکتروفورتيكي مي باشد که علاوه بر ایجاد پوشش فوقانی نرم و براق دارای خواص مقاومت در برابر خوردگی بالا می باشد. همچنین ترکیب پوشش مذکور دارای خواص پخت مناسب نیز باشد. به همین منظور از ترکیب اصلاح شده پلی بوتادی بعنوان رنگپایه استفاده شده .است این رنگپایه رزینی شامل ترکیب پلیمر بوتادی ان اصلاح شده و خنثی شده ای با یک باز و یک رزین فنل متیلوله شده قابل انحلال در آب می باشد. ترکیب پوشش الکتروفورتيک آندی بر پایه پلیمر بوتادی آن اصلاح شده شامل اجزای تشکیل دهنده ذیل می باشد:
الف - پلیمر بوتادی ان اصلاح شده
پلیمر بوتادی ان اصلاح شده به وسيله واكنش مخلوط
ابتدائی ۲،۱- پلی بوتادی آن ، ۱، ۴-پلی بوتادی ان و ترکیب روغن غير اشباع با ارزش يدى حداقل ۱۰۰ با حداقل یکی از اسیدهای غیر اشباع دو عاملی از نوع a و p و انیدرید بدست می آید.
ب - رزین فنلی متیلوله
برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی پلی بوتادی ان اصلاح شده ، ۳ تا ۵۰ جزء وزنی از رزین فنلی متیلوله ، براساس ۱۰۰ جزء وزنی از پلیمر اصلاح شده پلی بوتادی ان، به پلی بوتادی ان اصلاح شده اضافه می گردد.فزودن رزین فنلی متیلوله قبل یا بعد از خنثی سازی پلی بوتادی ان اصلاح شده با باز انجام میگردد.
ج - خنثی سازی
برای خنثی سازی و انحلال ترکیب بدست آمده از پلی بوتادی ان اصلاح شده و رزین فنلی متیلوله ، در محیط آبی و تهیه ترکیب پوشش الکتروفورتیک از بازهای مناسبی نظیر آمونیاک، آمینهای آلی مانند مونواتانل آمین دی و تری اتانل آمین؛ مونواتیل آمین هایی مانند دی اتانل آمین دی ایزوپروپیل آمین و .... هیدروکسیدهای فلزی قلیایی مانند هيدروكسيد سديم ، هیدروکسید پتاسیم و ... می توان استفاده نمود. عمل خنثی سازی در خارج و یا داخل حمام الکتروفورتیک آندی انجام میپذیرد میزان باز مصرفی باید به اندازه ای باشد که PH تركيب الكتروفورتیک به ۶ تا ۹ برسد.
د - افزودنی ها
در صورت نیاز می توان قبل یا بعد از خنثی سازی افزودنیهای مناسبی اضافه نمود که از جمله می توان به پر کننده ها، عوامل فعال کننده سطح، عوامل ضد كف عوامل بازدارنده خوردگی و ... اشاره نمود.
الف ) فرمولاسیون محلول رزین بر پایه پلی بوتادی ان اصلاح شده
| مقادیر | اجزاء |
| 40 |
۲۱ - پلی بوتادی ان |
| 20 |
۹۰ درصد پیوند ،ویتیلی متوسط وزن ملکولی ۱۱۰۰، عدد یدی (۴۲۷۴-۱ پلی بوتادی ان (۷۶) در صد پیوند دوگانه ،۱، ۴ سيس، ۲۳ درصد پیوند - - ترانس و ۱ درصد پیوند دوگانه ،ویئیلی وزن ملکولی عددی ۱۴۰۰ و عدد یدی (۴۵۴ |
| 25 | روغن بذرک |
| 0/1 |
انیدرید مالئیک |
| 1 |
تولوئن |
| 5/5 |
آب بدون املاح و یون |
| 0/1 |
تری اتیلن آمین کاتاليست واكنش اجزاء |
| 20 | اتیل گلیکول مونواتیل اتر |
| 20 | اتیلن گلیکول مونواتیل اتر رزين فنيل متيلوله (محلول ۷۰%) |
در جدول بالا به نمونه ای از فرمولاسیون پوشش الکتروفورتیک آندی بر پایه پلی بوتادی ان اصلاح شده، اشاره شده است.مطابق با جدول ،الف در یک راکتور همزن دار و مجهز به ترمومتر، اجزاء قسمت فوقانی جدول را با هم مخلوط نموده آنگاه مخلوط حاصله را بمدت ۴ ساعت در اتمسفر نیتروژن در دمای ۱۹۰ درجه سانتیگراد واکنش میدهیم . مخلوط نهائی واكنش دارای ارزش اسیدی ۱۴۰ می باشد آنگاه دما را کاهش داده به ۹۰ درجه سانتیگراد میرسانیم و مواد قسمت میانی جدول را اضافه نموده و اجازه میدهیم واکنش در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲ ساعت انجام پذیرد. عدد اسید تركيب واكنش به 130می رسد.
بعد از آن به محصول بدست آمده اتیلن گلیکول مونواتیل اتر اضافه نموده و دما را در ۶۰ درجه سانتیگراد تنظیم مینمائیم و بدنبال آن به مقدار مورد نظر رزين فنل متيلوله Wp-71;Gun-ei Kagaku kogyo kabushiki Kaisha,Japan اضافه نمائیم و محلول را بمدت ۱ ساعت در این می دما نگه میداریم سپس دمای محلول را پائین آورده و به دمای اتاق می رسانیم
برای تهیه ترکیب پوشش الكتروفورتيك ابتدا ۲۰ قمست از محلول رزین (الف) را با ۱۰ قسمت ترکیب رنگدانه فرمول (ب) و ایزوپروپیل ،الکل به اندازه که غلظت مورد دلخواه از رنگدانه بدست ،آید اضافه نموده و آن را بمدت ۲۰ ساعت مورد عمل قرار میدهیم آنگاه مخلوط آسیاب شده را به بقیه محلول رزین فرمول (الف) اضافه نموده و سپس آن را با دی اتانل آمین خنثی می نمائیم.
سیس تركيب بدست آمده را به اندازهای با آب رقیق می نمائیم تا غلظت جامد ترکیب به ۴۰% وزنی برسد. میزان خنثی سازی باید به مقداری انجام پذیرد که با رقیق نمودن ترکیب به ۱۰ درصد وزنی ،جامد PH به 2/8 .برسد برای آماده سازی حمام الکتروفورتيك ، 4/3 از محلول با غلظت ۴۰ درصد را به غلظت ۱۰ %رسانده و الزاما PH نیز باید در حد 2/8بدست .آید آنگاه 4/1 باقی مانده با غلظت (۴۰ %) را به آهستگی و بدون رقيق شدن با آب به ترکیب حمام به نحوی اضافه نمائیم که غلظت جامد همواره ۱۰ %و PH آن در حدود 2/8 باقی بماند.
ب) فرمولاسیون ترکیب رنگدانه مورد استفاده
| قسمت وزنی | اجزاء |
| 100 |
محلول رزین |
| 25 |
اکسید تیتان |
| 5/0 |
دوده |
| 4/0 |
كرومات استرانسیوم |
چ - ترکیب پوشش الکتروفورتیک با افزایش قدرت ترابری
2،1پلی بوتادی ان مایع مالیئنه شده دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی است از این رو در تهیه ترکیب پوشش الكتروفورتیک آندی مورد استفاده قرار می گرفت، اگر چه ماده اصلاح شده مذکور برای بهبود و افزایش قدرت پوشش دهی جسم پایه بکار گرفته شد اما پوشش فیلم بدست آمده از آن دارای سماح نرم و براقی نبود برای رفع این مشکل از مواد دیگری مانند ۱.۴ پلی ہوتا دی ان روغن خشک شونده ،طبیعی رزین ،فنل رزین ملامین و مواد مشابه دیگری بعنوان جزء ضروری در ترکیب پوشش الکتروفورتيک آندی مورد استفاده قرار گرفت اما مواد اضافه شده اخیر باعث افت خاصیت پوشش دهی خصوصا در لبه ها و گوشه ها شدند به منظور رفع مشکلات موجود در این افزایش فرمولاسیون برای بهبود خواص پوشش دهی و قدرت پوشش لبه و گوشه های جسم پایه و با حفظ نرمی سطح پوشش همراه با پلیمرها و کوپلیمرهای دی الفین با پیوند نوع -۲،۱ مزدوج از الاستومرهایی با تعداد زیادی از پیوندهای وینیلی و رزین -2،1 پلی بوتادی آن با جرم ملکولی و درجه کریستالیزاسیون و نقطه نرمی خاص استفاده شده است در ذیل به اجرای تشکیل دهنده پوشش الکتروفورتیک آندی اشاره شده است.
الف ) رنگپایه رزین اصلاح شده
رزین اصلاح شده در این فرمولاسیون، شامل واكنش افزایشی مخلوط مواد ذیل می باشد
1. 90-99 قسمت وزنی از پلیمر مایع دی ان مزدوج با حداقل ۵۰ درصد پیوند نوع ۱ و ۲ و وزن ملکولی ۵۰۰ تا
۳۰۰درجه
۲. ۱-۱۰ قسمت وزنی از لاستیکهای با غیر اشباعیت زیاد که دارای وزن ملکولی حداقل ۵۰۰۰۰ باشند و رزین های ۲۱ پلی بوتادی ان با وزن ملکولی ۵۰۰۰۰ کریستالیزاسیون ۵ تا ۵۰ درصد و نقطه نرم شدن ۵۰ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد
3. تا حدود ۷۰ قسمت وزنی از روغن خشک شونده طبیعی یا محصول پلیمر ایزاسیون حرارتی آنها
4. ۵ تا ۳۰ درصد وزنی ، براساس مخلوط از یک اسید دی کربوکسیلیک غیر اشباع از نوع a و B یا انیدریدی از آن بعد از بدست آمدن رزین اصلاح شده آن را با یک ترکیب قلیایی خنثی مینمائیم . در بعضی از مواقع می توان قبل از خنثی سازی ، رزین اصلاح شده را با الکل نیز واکنش داد و بدنبال آن ترکیب اصلاح شده را با یک تركيب قلیایی خنثی نمود.
ب ) افزودنی ها
عوامل خنثی کننده قلیایی :
برای انحلال مخلوط اصلاح شده شده در آب آن را با ترکیب قلیایی شامل آمینها مانند دی اتیل امین تری اتیل آمین مونواتانل ،امین دی اتانل آمین و تری اتانل آمین ، و قلیاهای غیر آلی مانند هیدروکسید پتاسیم ، و محلول های آبی از آنها ، خنثی می نمایند.
رنگدانه ها
رنگدانه های غیر قابل انحلال در ،اب یا به مقدار بسیار ناچیز قابل انحلال در آب می،باشند شامل دی اکسید تيتانيوم ، کربنات کلسیم سولفات باریم، میکا خاک استرانسیوم، کرومات، دوده ، پودر زنگ آهن و یا مخلوطی از آنها میباشد مقدار رنگدانه مصرفی ۰ تا ۱۵۰ قسمت ،وزنی ترجیحا ۲۰ تا ۵۰ قسمت وزنی به ازای ۱۰۰ قسمت وزنی از محصول افزایشی اصلاح در فرمولاسیون حاضر میباشد باید به این نکته توجه کرد که رنگدانه ها ابتدا با رزین واسطه، معمولا با قسمتی از رنگپایه مصرفی، و حلال در یک آسیاب مناسب مخلوط می شوند و معمولا خمیر رنگدانه بدست آمده با باقی مانده رنگپایه ترکیب میشود
افزودنی های دیگر :
از عوامل افزودنی دیگر مانند کف ،زداها کاتالیست ها حلال و ... در صورت نیاز میتوان استفاده نمود. در این قسمت نمونه ای از فرمولاسیون پلی بوتادی ان اصلا شده مالئینه شده و ترکیب پوشش الکتروفورتيک آندی ارائه می گردد.
الف ) فرمولاسیون پلی بوتادی ان اصلاح شده
| مقادیر | اجزاء |
|
۱۷۵ gr |
دى ان 35-F (محلول ۱۰ درصد وزنی در گزیلن) وزن ملکولی دی ان 0۰۰،۲۰۰ ويسكوزيته مونى۳۵ |
|
982/5 gr |
پلیمر بوتادی ان عدد يدى ۴۲۰ 0/55 دارای پیوند ۱ و ۲ وزن ملكولى متوسط عددى ،۸۰۰، ويسکوزیته ۹Poise در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد، درصد جامد ۸۷ % |
|
195gr |
مالئیک انیدرید |
|
2 gr |
Nفنيل - N- ایزوپروپیل – P- فنیل دی آمین |
ب فرمولاسیون پوشش الکتروفورتیک
مطابق با جدول الف ، برای تهیه پلی بوتادی ان اصلاح
| مقادیر | اجزاء |
| 500gr |
پلی بوتادی ان مالئینه شده |
| 94/7 gr |
تری اتیل آمین |
| 100 gr | آب بدون املاح |
| 100 gr | n- بوتيل سلوسلو |
| 38/6 gr |
آب بدون املاح |
شده رزین دی ان (Ashia Kasi Co., Ltd., Japan) را با مقدار کافی پلیمر پلی بوتادی ان و مالئیک انیدرید و N فنیل - N- ایزوپروپیل - P- فنیلن دی آمین( Antigen 3c;Sumitomo Chemical Industry Co., Ltd.,(Japan مخلوط مینمائیم. آنگاه مخلوط بدست آمده را تا دمای ۱۹۵ درجه سانتیگراد به مدت ۶ ساعت حرارت می دهیم. بعد از بدست آمدن محصول واكنش، عمليات تقطير به منظور حذف گزیلن و انیدرید مالئیک واکنش نکرده انجام می پذیرد تا حدی که پلی بوتادی ان مالئینه شده به ارزش اسیدی ۹۷ برسد و محلول ۷۵ درصد وزنی از جامد در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد بدست آید
برای بدست آوردن فرمولاسیون پوشش الکتروفورتيك (جدول) ب) ، با توجه به مقادیر ارائه شده در جدول ، مخلوطی از پلی بوتادی ان مالئینه شده تری اتیل آمین و آب بدون املاح را بمدت ۶۰ دقیقه در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد همراه با همزدن مخلوط حرارت مید هیم. سپس به مخلوط حاصله ، حلال n بوتيل سلوسلو و آب اضافه می نمائیم در دمای محیط) و در نهایت محلول لاک با ۶۰ درصد وزنی جامد بدست می آید. به ۳۰۰ گرم از لاک بدست آمده، 66/1 گرم رنگدانه تیتانیوم ۲/۲ گرم دوده و ۲/۲ گرم کرومات استرانسيوم می نمایئم . آنگاه مخلوط را در آسیاب سه غلطکی مورد عمل قرار داده و ترکیب بدست آمده را با ۱۷۱۷ گرم آب بدون املاح و یون مخلوط نموده تا اینکه محلول الکتروفورتيک ۱۲ درصد جامد بدست آید.
شرایط کاربردی( تشکیل فیلم)
ولتاژ اعمال شده: (۷) ۴۱۰-۱۲۰
زمان پوشش دهی در حمام ۳ دقیقه
دما و زمان پخت دمای ۱۶۰ درجه سانتیگراد بمدت ۳۰
دقیقه
