Mihin hybridivalmisteiden polyesterihartseja käytetään?

Mihin hybridivalmisteiden polyesterihartseja käytetään?

A polyesterihartsi hybridijärjestelmille suunniteltu yhdiste yhdistetään epoksihartsiin määritellyssä suhteessa, joka vaihtelee tyypillisesti 50/50 - 70/30 polyesterin ja epoksien välillä, jotta saadaan aikaan jauhemaalausteollisuudessa yleisesti kutsuttua hybridihartsi tai hybridi-epoksikovetettu polyesterihartsi. Tämä hybridihartsi system käytetään pääasiassa sisäpuolisten metallialustojen päällystyshartsina, mikä tarjoaa mekaanisen lujuuden, kemiallisen kestävyyden ja käsittelymukavuuden yhdistelmän, jota kumpikaan hartsityyppi ei saavuta täysin yksinään. Tiger Coatingsin jauhemaalaushartseja koskevan teknisen yleiskatsauksen mukaan hybridit tarjoavat paremman kellastumiskestävyyden kovettumisen aikana ja pienemmän liituuntumisen UV-altistuksessa verrattuna itsenäisiin epoksijärjestelmiin. ^[1] . Tyypillisiä käyttökohteita ovat sisäkalusteiden pinnoitteet, valaisimet, laitekotelot ja toimivat teollisuusosat, joissa vaaditaan sekä sisätason kestävyyttä että ulkonäköä.

Alla olevissa osissa selitetään, kuinka hybridiformulaatiohartsijärjestelmä toimii, miten polyesteriä verrataan epoksiin näissä sekoituksissa ja miltä mekaaniset ja kemialliset suorituskykytiedot tyypillisesti näyttävät yleisen hartsin pinnoitesuhteissa. Tietojen visualisointeja ja viiteteknisiä tietoja tukevat tiedot.

Mikä on hybridiformulaatiohartsijärjestelmä?

Hybridiformulaatiohartsijärjestelmä syntyy, kun karboksyylifunktionaalinen polyesteripinnoitehartsi silloitetaan epoksihartsin kanssa kovettumisreaktion kautta, jolloin muodostuu lämpökovettuva kalvo paistamisen jälkeen. Kuten lämpökovettuvia jauhepinnoitekoostumuksia koskevassa teollisuuspatenttikirjallisuudessa kuvataan, tätä yhdistelmää kutsutaan yleisesti hybridiksi, koska kahta erillistä sideaineluokkaa käsitellään yhdessä yhdeksi seokseksi. ^[2] . Polyesterikomponentti edistää joustavuutta, kiillon säilyvyyttä ja kestävyyttä ylipaistumista vastaan, kun taas epoksikomponentti lisää kovuutta, adheesiota ja kemikaalien kestävyyttä. Koska nämä kaksi hartsia reagoivat yhdessä kovettumisen aikana sen sijaan, että ne sekoittuvat yksinkertaisesti fyysisesti, tuloksena oleva kalvo näyttää verkkorakenteen, joka vetää molempia kemiallisia yhdisteitä sen sijaan, että se käyttäytyisi yksinkertaisena erillisten pinnoitteiden seoksena.

Polyesteri vs epoksi vertailu hybridijärjestelmissä

Ymmärtäminen, kuinka tyydyttymätön polyesterihartsi eroaa epoksihartsista, auttaa selittämään, miksi näitä kahta sekoitetaan sen sijaan, että niitä käytetään itsenäisesti monissa pinnoitehartseissa. China Powder Coatingin teknisen vertailun mukaan epoksi-polyesterihybridit osoittavat joustavuutta, joka on samanlainen kuin epoksien iskunkestävyys ja taivutuskestävyys, vaikka ne tuottavat yleensä hieman pehmeämpiä kalvoja ja niillä on jonkin verran alhaisempi liuottimen ja alkalin kestävyys kuin puhtaat epoksijärjestelmät. ^[3] .

Tämä vaakasuuntainen pylväskaavio on laadullinen yhteenveto siitä, kuinka polyesterihartsi ja epoksihartsi yleensä vertautuvat jauhemaalausalan kirjallisuudessa mainittujen yleisten suorituskykymittojen välillä, eikä tietyn tuotteen laboratoriotestituloksista. Polyesterihartsi kestää yleensä paremmin UV- ja kellastumiskestävyyttä, mikä on ensisijainen syy, miksi sitä sekoitetaan hybrideihin, jotka on tarkoitettu paistamiseen tai satunnaiseen valolle altistumiseen. Kiilto ja värin stabiilisuus nojaavat myös polyesteripuolelle, koska polyesteririkkaat koostumukset ovat laajalti tunnettuja korkean kiillon ja tasaisen värin pysyvyydestä ajan mittaan. Kemiallinen ja liuottimien kestävyys sitä vastoin suosii epoksiosuutta, koska puhtaat epoksijärjestelmät ylittävät yleensä polyesterin liuottimien ja alkalien kestävyyden suhteen. Kovuus ja adheesio-ominaisuudet liittyvät myös lähemmin epoksikomponenttiin, minkä vuoksi hybridihartsijärjestelmät, joissa on suurempi epoksiosuus, valitaan usein, kun mekaaninen kestävyys on etusijalla. Säänkestävyys ulkona suosii jälleen polyesteriä, mikä on yhdenmukainen sen kanssa, miksi polyesterivallitsevat formulaatiot, mukaan lukien korkeamman suhteen hybridit, kuten 70/30 tai 75/25 polyesteri ja epoksi, sopivat paremmin puoliksi ulko- tai sisäkäyttöön vaihtelevissa lämpötiloissa.

Mekaaninen suorituskyky: lujuus ja joustavuus sekoitussuhteissa

Polyesteri- ja epoksikomponenttien sekoitussuhde ja yhteensopivuus vaikuttavat suoraan kalvon kovuuteen, joustavuuteen ja lasittumislämpötilaan. Hybridijauhepinnoitusmateriaaleja koskevassa teollisuuspatenttidokumentaatiossa todetaan, että epoksihartsin ja polyesterihartsin välinen suhde seoksessa on yleensä 60:40 - 10:90, jolloin tarkka suhde määräytyy sovelluksen erityisvaatimusten mukaan. ^[4] .

Yllä oleva sarakekaavio heijastaa tyypillisiä lasittumislämpötilan (Tg) vaihteluväliä, jotka on raportoitu polyesterihartsilaaduille, jotka on formuloitu erilaisilla polyesteri-epoksisuhteilla. Hybridijauhemaalaushartsien edustavien teknisten tietolehtien arvojen perusteella. Kun polyesteriosuus kasvaa arvosta 50/50 kohti 70/30 ja 75/25, Tg-minimiarvo yleensä suuntaa ylöspäin, mikä vastaa valmiin jauheen parantunutta varastointistabiilisuutta ja vähentynyttä paakkuuntumistaipumusta. Korkeampi Tg pyrkii myös tukemaan parempaa mekaanista suorituskykyä lujuuden ja joustavuuden suhteen, koska jäykempi selkäranka kestää muodonmuutoksia käsittelyn ja käytön aikana. Suhteita 60/40 ja 70/30 kutsutaan yleisesti käytännölliseksi välimaaksi, mikä tasapainottaa riittävän iskunkestävyyden joustavuuden ja riittävän kovuuden pinnan kestävyyden kannalta. Sopivan suhteen valitseminen ei siis ole vain kemiallinen kestävyyspäätös, vaan myös mekaaninen suorituskykypäätös, koska Tg, happoarvo ja viskositeetti yhdessä määräävät, kuinka hartsi käyttäytyy sekä varastoinnin että kovetusprosessin aikana.

Kemikaalien kestävyys ja säänkestosuuntaukset

Säänkestävyys ja kemiallinen kestävyys muuttuvat usein eri suuntiin polyesteri-epoksisuhteen muuttuessa, minkä vuoksi formuloijat valitsevat suhteen aiotun käyttöympäristön perusteella sen sijaan, että käyttäisivät oletusarvoisesti yhtä standardiseosta.

Tämä kaavio havainnollistaa yleistä suuntausta, joka perustuu yleisesti mainittuihin polyesteripitoisuuden ja pinnoitteen suorituskyvyn välisiin suhteisiin, eikä yksittäisen hartsilaadun tarkkaan mitattuun tietosarjaan. Kun polyesteriosuus kasvaa 50/50:stä 75/25:een, säänkesto suuntautuu ylöspäin, mikä vastaa kuvauksia polyesterihartseista, joille on ominaista erityisen hyvä kellastumisen ja liituuntumisenkestävyys. Samaan aikaan kemiallinen kestävyys suuntautuu alaspäin polyesteripitoisuuden kasvaessa, mikä heijastaa vähentynyttä epoksiosuutta, joka tyypillisesti tarjoaa liuottimien ja alkalien kestävyyttä. Tämä käänteinen suhde on keskeinen sille, miksi formuloijat eivät yksinkertaisesti maksimoi yhtä ominaisuutta, koska säänkestävyyden kannalta optimoitu suhde 75/25 osoittaa yleensä suhteellisen alhaisempaa kemiallista kestävyyttä kuin 50/50-suhde, joka on optimoitu kemiallisen suorituskyvyn kannalta. Pinnoitteille, joille odotetaan altistumista kovemmalle sisäilman kemikaalille, kuten tietyille teollisuuslaitteille, pienempi polyesterisuhde, joka on lähempänä 50/50 tai 60/40, on usein sopivampi. Pinnoitteille, jotka asettavat etusijalle pitkäaikaisen kiillon ja värin säilymisen kemiallisesti vähemmän vaativissa ympäristöissä, korkeampi polyesterisuhde, kuten 70/30 tai 75/25, on yleensä yleisempi valinta.

Käyttökohteet: Pinnoitteet, komposiitit, liimat ja autonosat

Pinnoitteissa ja komposiiteissa käytettävää polyesterihartsia käytetään useilla teollisuuden aloilla, ja erityinen hybridikoostumus valitaan kunkin sovelluksen mekaanisten ja kemiallisten vaatimusten mukaan. Potteries Powder Coating huomauttaa, että epoksipolyesterihybridipinnoitteita käytetään laajalti sisätiloissa, joissa vaaditaan kestävyyttä ja esteettistä vetovoimaa, mukaan lukien toimistokalusteet ja valaisimet. ^[5] .

• Sisäkalusteiden ja kodinkoneiden pinnoitteet , jossa korkeakiiltoinen pinnoitehartsi ja värin stabiilisuus ovat etusijalla.
• Valaisimet ja valaisimet, jotka hyötyvät korkean suorituskyvyn hybridipolyesterihartsin mekaanisista ominaisuuksista ja viimeistelystä.
• Autojen sisustukseen ja toiminnallisiin komponentteihin, joissa pinnoitteisiin tarvitaan hartsia, jossa yhdistyy joustavuus ja iskunkestävyys.
• Komposiitti- ja liimasovellukset, joissa epoksihybridihartsi edistää rakenteellista sidoslujuutta polyesterin prosessointiominaisuuksien ohella.
• Yleiset teollisuusliittimet ja vahvistuskomponentit, joissa hartsikoostumukset on viritetty tasapainottamaan kustannuksia, ulkonäköä ja kestävyyttä.

Sekoitussuhteen ja yhteensopivuuden yleiskatsaus

Alla olevassa tutkakaaviossa verrataan kolmea yleisesti käytettyä polyesteri/epoksi-sekoitussuhdetta suorituskykymitoissa, jotka ovat olennaisia formuloijille, jotka arvioivat pinnoitehartseja tiettyä loppukäyttöä varten.

Tämä tutkakaavio tarjoaa laadullisen vertailun kolmen suhdeperheen välillä eikä tarkkoja testiarvoja millekään yksittäiselle tuotelaadulle. 50/50-suhde osoittaa tasapainoisimman profiilin ja tarjoaa suhteellisen tasaisen suorituskyvyn kovuuden, kemikaalinkestävyyden, joustavuuden ja säänkestävyyden suhteen, mikä selittää, miksi sitä käytetään usein yleiskäyttöisenä hybridihartsijärjestelmänä. Suhde 60/40 siirtyy maltillisesti kohti kiiltoa ja säänkestävyyttä säilyttäen samalla kohtuullisen vahvan kemiallisen kestävyyden ja joustavuuden, joten se on yleinen valinta pinnoitteille, jotka vaativat hyvää ulkonäön ja toiminnallisen suorituskyvyn tasapainoa. 70/30-suhde, jossa on korkeampi polyesteripitoisuus, suuntaa edelleen kohti kiiltoa ja säänkestävyyttä, samalla kun se osoittaa verrattain heikentynyttä kemiallista kestävyyttä, mikä on yhdenmukainen edellisessä osiossa käsitellyn käänteisen suhteen kanssa. Formulaattorit valitsevat tyypillisesti näistä suhteista sen perusteella, mikä suorituskykyulottuvuus on kriittisin kohdesovellukselle sen sijaan, että oletetaan, että yksi suhde on yleisesti parempi. Tästä syystä saman tuoteperheen hartsikoostumuksia, kuten seuraavan osan teknisiä tietoja, tarjotaan useissa suhteissa yhden kiinteän koostumuksen sijaan.

Isometrinen näkymä: Hybridijauhepinnoitekalvorakenne

Alla oleva merkitty isometrinen kaavio havainnollistaa metallialustalla olevan kovetetun hybridiepoksipolyesterijauhepinnoituskalvon yleistä kerrosrakennetta.

Tämä isometrinen kaavio on yleinen kaavamainen esitys kalvon rakenteesta pikemminkin kuin valokuva tietystä päällystetystä osasta, jonka tarkoituksena on havainnollistaa, kuinka kovettunut hybridihartsikerros asettuu metallialustan päälle paistamisen jälkeen. Ennen kovettumista jauhemaalaus levitetään kuivana kerroksena, joka näkyy kaavion yläosassa, ja se kiinnittyy sähköstaattisesti maadoitettuun metallipintaan. Kovetusjakson aikana karboksyylifunktionaalinen polyesteripinnoitehartsi reagoi epoksihartsin kanssa muodostaen sinisenä pinnoitekerroksena kuvatun silloitetun verkoston, joka sitoutuu suoraan sen alla olevaan metallisubstraattiin. Tuloksena olevaan kalvonpaksuuteen ja verkon tiheyteen vaikuttavat polyesteri-epoksisuhde, happoarvo sekä kovettumisaika ja lämpötila, jotka kaikki on ilmoitettu hartsin teknisessä tiedotteessa. Tämä rakennenäkymä auttaa selittämään, miksi formulaatioparametrit, kuten viskositeetti ja lasittumislämpötila, jotka molemmat sisältyvät alla olevaan tietolomakkeen taulukkoon, ovat suoraan tärkeitä sen suhteen, kuinka hyvin valmis kalvo toimii kovettuneena.

Tekninen tiedote: Polyesterihartsit hybridijauhemaalausvalmisteille

Alla olevassa taulukossa esitetään edustavia laatutietoja polyesterihartsiperheelle, joka on formuloitu hybridijauhepinnoitusjärjestelmiin, ja havainnollistaa, kuinka suhde, happoarvo, viskositeetti, lasittumislämpötila ja kovettumisparametrit vaihtelevat laatujen välillä, jotka on tarkoitettu erilaisiin viimeistely- ja suorituskykyvaatimuksiin.

Tämän tietolomakkeen tarkasteleminen yllä olevien suhdevertailujen ohella osoittaa, kuinka hartsikoostumusperhe voi kattaa useita suorituskykytavoitteita: alhaisemmat happoarvot, kuten YZ9805, soveltuvat kemialliseen ekstinktiovaikutukseen (matta), kun taas korkeamman happoarvon arvot, kuten YZ9801 ja YZ9802, tukevat kiiltoa ja fysikaalisia sammutusviimeistelyjä. Viskositeettialueet vaihtelevat myös suhteen mukaan, ja 70/30-laaduilla, kuten YZ9812:lla, on tyypillisesti leveämpi viskositeettialue, joka vastaa korkeampaa polyesterikuormitusta, jota käytetään sisätiloissa E-12-epoksihartsilla formuloidussa hybridijauheessa.

Tietoja Jiangsu BESD New Materials Co., Ltd:stä

Jiangsu BESD New Materials Co., Ltd. juontaa juurensa vuoteen 1998, ja se on pitkään keskittynyt jauhemaalien polyesterihartsien tuotantoon. Vuonna 2019 yhtiö sai päätökseen ja aloitti uuden projektin tuotannon vuosituotanto 100 000 tonnia polyesterihartsia jauhemaalauksia varten, joka sijaitsee Yangzhou Chemical Industrial Parkissa. Hankkeen pinta-ala on noin 40 000 neliömetriä, ja sen rakennusala on noin 27 000 neliömetriä. BESD New Materialsilla on omistautunut T&K-tiimi, kehittyneitä automatisoituja tuotantolinjoja ja kattava myynnin jälkeinen palvelujärjestelmä, ja sillä on ISO 9001 -sertifikaatti laadunhallinnasta ja ISO 14001 -sertifikaatti ympäristöjohtamisesta. Polyesterihartsin toimittajana ja pinnoitteiden hybridihartsin valmistajana yhtiön tuotteet, mukaan lukien yllä mainitut YZ-sarjan korkealuokkaiset hybridipolyesterihartsilaadut, ovat saaneet hyvän vastaanoton sekä kotimaassa että kansainvälisesti. Kestävän kehityksen lähestymistavan ja ihmiskeskeisen johtamisfilosofian ohjaama BESD New Materials toimii edelleen teollisten hartsikoostumusten toimittajana asiakkaille, jotka etsivät korkealaatuista polyesterihartsia komposiitteihin, pinnoitteisiin ja niihin liittyviin sovelluksiin.

Usein kysytyt kysymykset

Q1: Mitä eroa on polyesterihartsin ja tyydyttymättömän polyesterihartsin välillä hybridijärjestelmissä?

V: Hybridijauhemaalausjärjestelmissä käytetty polyesterihartsi on karboksyylifunktionaalinen, kyllästetty hartsi, joka on suunniteltu silloittumaan epoksihartsin kanssa kovettumisen aikana, ja se eroaa tyypillisesti komposiitti- ja laminaattisovelluksissa käytetystä tyydyttymättömästä polyesterihartsista, joka kovettuu erilaisella vapaaradikaalimekanismilla.

Q2: Mikä sekoitussuhde on paras ulkona vierekkäisiin sovelluksiin?

V: Korkeammat polyesterisuhteet, kuten 70/30 tai 75/25, suuntaavat yleensä vahvempaan säänkestävyyden ja kiillon säilymiseen, vaikka sopiva valinta riippuu kemikaalien kestävyyden tasapainosta, joka myös vaaditaan tietyssä sovelluksessa.

Q3: Miten kovettumisaika ja lämpötila vaikuttavat hybridihartsin suorituskykyyn?

V: Kovettumisaika ja lämpötila, kuten taulukkotaulukossa näkyvät 180°C kertaa 15 minuuttia parametrit, määrittävät, kuinka täydellisesti polyesteri- ja epoksikomponentit silloittavat, mikä puolestaan ​​vaikuttaa lopullisen kalvon kovuuteen, kiiltoon ja kemikaalien kestävyyteen.

Q4: Voiko yritys hankkia mukautettuja hartsikoostumuksia tiettyihin pinnoitus- tai komposiittitarpeisiin?

V: Kyllä, teollisuushartsiformulaatioiden toimittaja, jolla on vakiintunut T&K-tiimi ja useita tuotesuhteita, kuten yllä näkyvä YZ-sarja, voi tyypillisesti tukea räätälöityjä pinnoitehartseja, jotka on räätälöity kiiltotason, mekaanisen suorituskyvyn tai kemiallisen kestävyyden vaatimuksiin.