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 الکتروفورتیک 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 الکتروفورتیکی می 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 الکتروفورتیک 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 وسیله واکنش مخلوط
ابتدائی ۲،۱- پلی بوتادی آن ، ۱، ۴-پلی بوتادی ان و ترکیب روغن غیر اشباع با ارزش یدى 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 هیدروکسید سدیم ، 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 ترکیب الکتروفورتیک 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 کف 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 سیس، 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 کاتالیست واکنش اجزاء |
| 20 | اتیل گلیکول مونواتیل اتر |
| 20 | اتیلن گلیکول مونواتیل اتر رزین فنیل متیلوله (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 واکنش 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 ترکیب واکنش 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 رزین فنل متیلوله 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 الکتروفورتیک 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 ترکیب 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 الکتروفورتیک ، 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 رقیق 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 | کرومات 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 الکتروفورتیک 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 الکتروفورتیک 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 واکنش 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 ترکیب 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 تیتانیوم ، 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 الکتروفورتیک 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 ویسکوزیته مونى۳۵ |
| 982/5 gr | پلیمر بوتادی ان عدد یدى۴۲۰ 0/55 دارای پیوند ۱ و ۲ وزن ملکولى متوسط عددى ،۸۰۰، ویسکوزیته ۹Poise دردمای ۲۵ درجه سانتیگراد، درصد جامد ۸۷ % |
| 195gr | مالئیک انیدرید |
| 2 gr | Nفنیل – 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- بوتیل 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 واکنش، عملیات تقطیر 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 الکتروفورتیک (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 بوتیل 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 استرانسیوم 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 الکتروفورتیک 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
