Polyester temelli kaplamalarda kullanılan farklı alev geciktiricilerin kaplamaların özelliklerine etkileri
The effects of different flame retarders used in polyester based coatings on the properties of the coats
Yazar: KADRİYE İPEK SEVİKOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. AYŞE AYTAÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Polyester bazlı kaplamalar dış mekân uygulamaları, yüksek dayanımları ve antikorozif davranışları nedeniyle en çok kullanılan kaplama türlerinden biridir. Polyester kaplama malzemesi, kaplama sektöründe son kat boyayı oluşturan plastik toz partiküllerdir. Toz kaplama, metal parçaların kaplanması için bir standarttır ve yıllar içinde iyi bilinen bir kaplama haline gelmiştir. Bu çalışmada polyester kaplamanın alev geciktirici özelliklerinin geliştirilmesi için çalışılmıştır. Bu amaçla polyester/primid esaslı kaplama üç farklı alev geciktirici katkı kullanılarak ekstrüzyon yöntemi ile üretilmiştir. Kaplama bileşimi içinde, alev geciktirici olarak Amonyum Polifosfat, Alüminyum Dietil-fosfinat ve Çinko Borat ayrı ayrı ve karışım halinde kullanılmıştır. On üç farklı bileşimde kaplama üretilmiştir. Pigment olarak yapının korunması için kaplama bileşiminde Titanyum Dioksit kullanılmıştır. Polyester kaplamaların alev geciktirici özelliklerini geliştirmek için alev geciktirici malzemelerin miktar ve türleri değiştirilmiştir. Bu şekilde üretilen alev geciktiricili kaplamaların karakterizasyonu için termogravimetrik analiz (TGA), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), konik kalorimetre, alev testi, darbe testi ve adezyon testi yapılmıştır. TGA sonuçlarında Alüminyum Dietilfosfinat (OP) ve Amonyum Polifosfat (APP) bozunma başlama sıcaklığını arttırırken, en yüksek kalıntı %20 Çinko Boratlı numunede elde edilmiştir. DSC analizinde, tüm alev geciktirici toz kaplamalar için camsı geçiş sıcaklıkları (Tg) 52°C ile 59°C arasında belirlenmiştir. %10 alev geciktirici içeren bileşimlere alev geciktirici türü etkisini anlamak için konik kalorimetre testi uygulanmıştır ve OP katkılı kaplama en geç tutuşan ve en az maksimum ısı salınımı veren numune olmuştur. Alev geciktirici mekanizmasını belirlemek için yangın testi kullanılmıştır. Yangın testinin sonuçları alev geciktirici miktarının etkili olduğunu göstermiştir. Alev geciktirici miktarının kaplama bileşiminde arttırılmasının, metal yüzeyini koruduğu ve alev dayanım süresini arttırdığı görülmüştür.

Abstract:
Polyester based coating is one of the most popular coating methods because of their outdoor applications, high strengths and anticorrosive behavior. The polyester coating material is the plastic powder particles forming the topcoat in coating industry. It is a standard for coating metal parts and has become well-established over the years. In this study fire retardant properties of polyester coating were investigated. For this purpose, polyester/primid based coating was produced by using three different flame- retardants. Amonium Polyphosphate, Aluminum Diethyl-phosphinate and Zinc Borate were used separate and together in thirteen formulations as flame-retardants and titanium dioxide was used as pigment and protection of structure. Different formulations were prepared to determine the effects of the amount and types of the fire retardants materials on the fire-retardant properties of polyester coats. Thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), cone calorimeter, fire tests, impact factor and adhesion tests were performed to the characterization of the fire-retardant powder coats. The highest residue in TGA results was obtained in the sample of 20 wt% Zinc borate. In DSC analysis, the glass transition temperatures (Tg) were measured between 52 oC and 59 oC for all the fire- retardant powder coats. Cone calorimeter was used to understand flame retardant's behavior in four formulations which has 10% amount of flame retardent and the OP coating was the sample that ignited the latest and giving the least maximum heat release. To measure flame retardant mechanism fire test was used and same trials were tested three times to get true consequents. Results of the fire test were affected that the fire-retardant amount in the fire tests. In addition, increasing the amount of fire retardants provided increase the protection of metal surface and flame resistance time.