Akrilik esaslı kaplamalarda yanmazlık özelliğinin geliştirilmesi
Improvement of flame retardant property of acrylic based coatings by phosphate-based flame retardants
Yazar: NACİ ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı / Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Akrilik polimer = Acrylic polymer ; Fosfatlar = Phosphates ; Kaplama = Coating

Özet:
Sanayileşmenin doğal bir sonucu olarak endüstriyel yangın riskleri artmıştır. Bu riskleri en aza indirmek için aleve dayanıklı maddelerin üretimleri hızla ön plana çıkmıştır. Kullanılan malzemelerin çoğu akrilik esaslı polimerlerle kaplandığı için son kat kaplamaların yanma geciktiricilik özelliklerinin arttırılması gerekmektedir. Bu çalışmada, Tris-2-kloro izopropil fosfat (TCPP) ve trietil fosfat (TEP) alev geciktirici ve duman bastırıcı maddeler olarak seçilmiştir. Bu maddeler akrilik esaslı kaplamalara fiziksel olarak eklenmiş ve seçilen alev geciktiricilerin kaplamaların özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Termal özelliklerinin belirlenmesi için Termogravimetrik Analiz (TGA), kaplama yüzeylerinin karakterizasyonunda Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Yanma özelliklerinin belirlenmesi için ise Limit Oksijen İndisi (LOI), Dikey Yanma Testi (UL-94) ve Konik Kalorimetre testleri gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan ürünlerin performansının karşılaştırılması amacıyla katkısız kaplama numunesinde aynı testler uygulanmıştır. Hazırlanan numunelere renk, katı miktarı, viskozite, asit değeri, yoğunluk ve hidroksil değeri testleri de uygulanarak seçilen alev geciktirici katkıların kaplama özellikleri üzerine olumsuz etkilerinin olup olmadığı araştırılmıştır. Yapılan testler sonucunda alev geciktirici katkıların renk, yoğunluk, asit sayısı ve hidroksil sayısı uygunluğuna olumsuz bir etkisinin olmadığı gözlenmiştir. TEP alev geciktiricinin akrilik polimer viskozitesini, TCPP alev geciktirici katkı maddesine göre daha fazla azalttığı görülmüştür. LOI, UL-94 Dikey Yanma Testi ve konik kalorimetre testi sonuçlarından, TCPP ve TEP katkılı akrilik polimer numunelerinde çok iyi bir alev geciktirici etki gösterdiği görülmüştür. TGA termogramlarından alınan sonuçlar da bunu desteklemektedir.
Anahtar Kelimeler: Akrilik Polimer, Trietil Fosfat (TEP), Tris-2-Kloro İzopropil Fosfat (TCPP).

Abstract:
As a natural result of industrialization, it has also caused an increase in the risk of industrial fire. To minimize these risks, the production of flame-resistant materials rapidly comes to the fore. Most of the materials used are coated with acrylic polymers. For this reason, it is necessary to increase the fire-retardant properties of topcoats. In this study, materials such as tris-2-chloro isopropyl phosphate (TCPP) and triethyl phosphate (TEP) were selected as flame retardant and smoke suppressant. These substances were physically added to acrylic based coatings and the effects of selected flame retardants on the properties of the coatings were investigated. Thermogravimetric Analysis (TGA) was used to determine the thermal properties of these compounds on the coatings, and Scanning Electron Microscopy (SEM) was used for the characterization of the coating surfaces. To determine the combustion characteristics, Limit Oxygen İndex (LOI), Vertical Combustion Test (UL-94) and Conical Calorimetry tests were carried out. To determine the performance of the products, an additive-free coating sample was studied. Then, colour, solid amount, viscosity, acid value, density and hydroxyl value tests were applied to the prepared samples, and it was investigated whether these additives had negative effects on the coating properties. As a result of the tests, it was observed that the flame retardant additives did not have a negative effect on the suitability of color, density, acid number and hydroxyl number. It has been observed that TEP flame retardant reduces acrylic polymer viscosity more than TCPP flame retardant additive. From the results of LOI, UL-94 Vertical Combustion Test and smoke density test, it has been seen that it has a very good flame retardant effect on acrylic polymer samples with TCPP and TEP. Results from TGA thermograms also support this.
Keywords: Acrylic Polymer, Triethyl Phosphate (TEP), Tris-2-Chloro Isopropyl Phosphate (TCPP).