Właściwości ochronne niskotemperaturowych poliuretanowych lakierów proszkowych na bazie żywic akrylowych

• Autorzy: Pojnar Katarzyna , Pilch-Pitera Barbara , Czachor-Jadacka Dominika , Florczak Łukasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2022.7.3

Warianty tytułu

EN

Protective properties of low temperature polyurethane powder coatings based on acrylic resins

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowano niskotemperaturowe powłoki proszkowe na bazie żywicy akrylowej, którą zsyntezowano przy użyciu metakrylanu 2-hydroksyetylu (HEMA), metakrylanu metylu (MMA) i akrylanu n-butylu (BA). Jako środków sieciujących do otrzymania niskotemperaturowych lakierów proszkowych utwardzalnych w temperaturze 160°C użyto poliizocyjanianów blokowanych oksymem butanonu (MEKO). Oceniono wpływ struktury chemicznej żywicy akrylowej na właściwości fizyko-mechaniczne usieciowanych powłok oraz porównano otrzymane parametry z wynikami badań próbek wytworzonych na bazie komercyjnej żywicy poliestrowej Sirales PE 6110. Zbadano właściwości powłok, takie jak: chropowatość, połysk, przyczepność do podłoża stalowego, twardość, odporność na zarysowanie, kąt zwilżania oraz odporność na ciecze. W celu zbadania odporności na media korozyjne wykonano testy zanurzeniowe w 3,5% roztworze NaCl oraz pomiary metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS). Powłoki wytworzone na bazie żywicy akrylowej charakteryzowały się lepszą odpornością na wodę, uszkodzenia mechaniczne i media korozyjne niż powstałe z wykorzystaniem komercyjnej żywicy poliestrowej.

EN

In this study, low temperature powder coatings based on acrylic resin were developed. Acrylic resins were synthesized using 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), methyl methacrylate (MMA) and n-butyl acrylate (BA). Butanone oxime (MEKO) blocked polyisocyanates was chosen as crosslinking agents. The coatings were cured at 160°C. The influence of the acrylic resin structure on the physical-mechanical properties such as roughness, gloss, adhesion to steel surface, hardness, scratch resistance, contact angle and liquid resistance was investigated. These results were compared with the polyurethane powder coatings based on polyester resin Sirales PE 6110 was investigated. The protective properties of polyurethane powder coatings based on acrylic resin were tested by the immersion in a 3.5% NaCl solution and by the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) method. The coatings manufactured based on the acrylic resin had better resistance to water, mechanical damage and corrosive media than those produced using commercial polyester resin.

Słowa kluczowe

PL

żywice akrylowe; niskotemperaturowe lakiery proszkowe; właściwości ochronne

EN

acrylic resins; low-temperature powder coatings; protective properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 7
• Strony: 222--231
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Pojnar Katarzyna

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Chemiczny, Katedra Polimerów i Biopolimerów, al. Powstańców Warszawskich 6, 35-959 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0001-9877-7448

autor

Pilch-Pitera Barbara

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Chemiczny, Katedra Polimerów i Biopolimerów, al. Powstańców Warszawskich 6, 35-959 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0002-2412-2219

autor

Czachor-Jadacka Dominika

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Chemiczny, Katedra Polimerów i Biopolimerów, al. Powstańców Warszawskich 6, 35-959 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0001-5176-9459

autor

Florczak Łukasz

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Chemiczny, Katedra Chemii Fizycznej, al. Powstańców Warszawskich 6, 35-959 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0003-3368-275X

Bibliografia

• [1] Dyrektywa 2004/42/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 21 kwietnia 2004 r. w sprawie ograniczeń emisji lotnych związków organicznych w wyniku stosowania rozpuszczalników organicznych w niektórych farbach i lakierach oraz produktach do odnawiania pojazdów, a także zmieniająca dyrektywę 1999/13/WE.
• [2] C.X. Wang, Y.Y. Han, W. Wang, J. Liu, N. Wang, B.R. Hou. 2021. “Polyvinyl Chloride/Epoxy Double Layer Powder Coating Enhances Coating Adhesion and Anticorrosion Protection of Substrate”. Progress in Organic Coatings 158: 106335. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2021.106335.
• [3] Dyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej.
• [4] C. Danick. 1998. “Low Temperature Crosslinking for Powder Coatings”. FSCT International Coatings Conference. http://danickspecialties.com/LXLink.pdf (dostęp: czerwiec 2022).
• [5] H. Zargarnezhad, E. Asselin, D. Wong, C.N.C. Lam. 2022. “Water Transport through Epoxy-Based Powder Pipeline Coatings”. Progress in Organic Coatings 168: 106874. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2022.106874.
• [6] D. Willcocks, L. Onyon, C. Jenkins, B. Diver. 1998. “Triglycidyl Isocyanurate”. World Health Organization and International Programme on Chemical Safety. https://apps.who.int/iris/handle/10665/42077 (dostęp: czerwiec 2022).
• [7] K. Okada, K. Yamaguchi, H. Takeda. 1998. “Acrylic/Polyester Hybrid Powder Coating System Having Excellent Weather Durability”. Progress in Organic Coatings 34: 169–174. DOI: 10.1016/S0300-9440(98)00004-6.
• [8] X. Tassel, D. Barbry, L. Tighzert. 2000. “A New Blocking Agent of Isocy-anates”. European Polymer Journal 36: 1745–1751. DOI: 10.1016/s0014-3057(99)00271-2 .
• [9] B. Pilch-Pitera. 2014. “Polyurethane Powder Coatings Containing Polysiloxane”. Progress in Organic Coatings 77: 1653–1662. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2014.05.021.
• [10] B. Pilch-Pitera. 2015. Farby i lakiery proszkowe: otrzymywanie, formowanie, nanoszenie i ocena właściwości. Rzeszów: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.
• [11] Z. Zhou, W. Xu, J. Fan, F. Ren, C. Xu. 2008. “Synthesis and Characterization of Carboxyl Group-Containing Acrylic Resin for Powder Coatings”. Progress in Organic Coatings 62: 179–182. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2007.10.007.
• [12] E. Yilgor, I. Yilgor. 2014. “Silicone Containing Copolymers: Synthesis, Properties and Applications”. Progress in Polymer Science 39: 1165–1195. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2013.11.003.
• [13] P. Król, J.B. Lechowicz, B. Król. 2011. “Modelling the Surface Free Energy Parameters of Polyurethane Coats – Part 1: Solvent-Based Coats Obtained from Linear Polyurethane Elastomers”. Colloid and Polymer Science 291: 1031–1047. DOI: 10.1007/s00396-012-2826-4.
• [14] D. Czachor-Jadacka, B. Pilch-Pitera, Ł. Florczak. 2021. „Właściwości ochronne niskotemperaturowych poliuretanowych lakierów proszkowych o zwiększonej hydrofobowości”. Ochrona przed Korozją 64: 326–332. DOI: 10.15199/40.2021.11.2
• [15] Wymagania techniczne znaku jakości Qualisteelcoat. 2022. Zurich.
• [16] Uralac® Powder Coating Resins Hydroxylated. 2014. DSM Coating Resins. https://www.dsm.com/content/dam/dsm/paint/PaintV2/Documents/dsm-powder-hydroxyl-brochure.PDF (dostęp: maj 2022).
• [17] PA003 Hydroxyl Acrylic Resin. 2022. Human Chemicals Co., Ltd. https://www.ulprospector.com/en/na/Coatings/Detail/6433/214720/PA003-Hydroxyl-Acrylic-Resin (dostęp: maj 2022).
• [18] https://crosslinkers.evonik.com/en/products/vestagon/Product-Listing (dostęp: maj 2022).
• [19] N. Farshchi, M. Gedan-Smolka. 2020. “Polyurethane Powder Coatings: A Review of Composition and Characterization”. Industrial and Engineering Chemistry Research 59: 15121–15132. DOI: 10.1021/acs.iecr.0c02320 I.
• [20] B. Pilch-Pitera, Ł. Byczyński, B. Myśliwiec. 2017. “Study on the Synthesis of New Blocked Polyisocyanates as Crosslinking Agents for Hydrophobic Polyurethane Powder Clear Coatings”. Progress in Organic Coatings 113: 82–89. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2017.08.011.
• [21] B. Pilch-Pitera, Ł. Byczyński. 2016. “Study on the Thermal Behavior of New Blocked Polyisocyanates for Polyurethane Powder Coatings”. Progress in Organic Coatings 101: 240–244. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2016.08.013.
• [22] D. Czachor-Jadacka, B. Pilch-Pitera, Ł. Byczynski, M. Kisiel, A. Zioło. 2021. “Hydrophobic Polyurethane Powder Clear Coatings with Lower Curing Temperature: Study on the Synthesis of New Blocked Poly- isocyanates”. Progress in Organic Coatings 59: 106402. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2021.106402.
• [23] G. Merfeld, C. Molaison, R. Koeniger, A. Ersin-Acara, S. Mordhorst, J. Suriano, P. Irwin, R. Singh Warner, K. Gray, M. Smith, K. Kovaleski, G. Garrett, S. Finley, D. Meredith, M. Spicer, T. Naguy. 2005. “Acid/Epoxy Reaction Catalyst Screening for Low Temperature (120°C) Powder Coatings”. Progress in Organic Coatings 52: 98–109. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2004.09.004.
• [24] I.S. Ochrimienko, W.W. Wierchołancew. 1982. Chemia i technologia substancji błonotwórczych. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne.
• [25] D.V. Riberio, J.C.C. Abrantes. 2016. “Application of Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) to Monitor the Corrosion of Reinforced Concrete: A New Approach”. Construction and Building Materials 111: 98–104. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.02.047.
• [26] J.Huang, M. Yang, W. Zhu, K. Tang, H. Zhang, J. Chen, J.J. Noël, I. Barker, H. Zhang, J. Zhu. 2022. “Extrusion-Free Fabrication of Zinc-Rich Powder Coatings: Press Bonding”. Chemical Engineering Journal 442 (p. 2): 135925. DOI: 10.1016/j.cej.2022.135925.
• [27] A. Braig, H.S. Laver. 1996. “Corrosion Inhibitors in Powder Coatings”. DE19623268A1.
• [28] https://www.ulprospector.com/en/eu/Coatings/Detail/101672/1313957/Acrylic-Resin-GA-003?st=1&sl=139900376&crit=a2V5d29yZDpbR0EtMDAz XQ%3d%3d&ss=2&k=GA-003&t=GA-003 (dostęp: czerwiec 2022).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).