TARIFNAME AKRILIK MODIFIYE KLORLANMIS POLIOLEFIN REÇINE KOMPOZISYONU VE BUNUN ÜRETIM YÖNTEMI Teknik Alan Bulus otomotiv sektöründe astar veya boya sistemlerinin yüzeye yapisabilmesini saglayacak yeni bir akrilik modifiye klorlanmis poliolefin reçine kompozisyonu ve üretim yöntemi ile ilgilidir. Bulus özellikle tek komponentli (1K) veya çift komponentli (2K- poliüretan) astar ve/veya tek kat boya sistemlerinin yapisma arttirici ön islemlere gerek duymadan direkt olarak termoplastik poliolefin (TPO) ve termoplastik alasim yüzeylere yapisabilmesini saglayacak yeni bir akrilik modifiye klorlanmis poliolefin reçine kompozisyonuyla Teknigin Bilinen Durumu Otomotiv endüstrisinde yaygin olarak kullanilan termoplastik poliolefin (TPO) yari kristal poliolefin termoplastik ve amorf elastomerik içerikleri birlestiren plastiklerdir. Termoplastik poliolefinlerin (TPO) apolar yapisi ve yüzey gerilim enerjisinin düsük olmasi sebebi ile astar veya boya sistemlerinin bu yüzeylere yapismasini saglamak zorlu bir süreçtir. Teknikte bu nedenle filamaj, plazma veya UV isigina maruz birakma gibi yüzeyin polaritesini yükselten (yüzey enerjisini arttiran) ve yüzeyde kaplama ile etkilesime girebilecek fonksiyonel gruplar saglayan yapisma saglayici yüzey ön islemleri uygulanmaktadir. Fakat bu islemler hem ekstra maliyet hem de zaman kaybina neden olmaktadir. Mevcut teknikte ön islemlerin yani sira klorlanmis poliolefinlerin boya veya kaplama sistemlerinden önce ayri bir tabaka olarak yüzeye uygulanmasi veya uygulanacak olan astar veya boya sisteminin içerisine klorlanmis poliolefin çözeltisi girilmesi seklinde yapisma arttirici yöntemler de uygulanmaktadir. Fakat bu yöntemlerin de dezavantajlari mevcuttur. Ayri bir tabaka halinde uygulanmasi ekstra zaman-enerji kaybina ve yüzey üzerinde ekstra bir katmana ve dolayisiyla yüzeyin agirlasmasina neden olmaktadir. Boya sisteminin içerisine çözelti seklinde eklenmesi klorlanmis poliolefinlerin diger reçinelerle uyusurlugunun az olmasi sebebi ile boya sisteminde ayrismalara sebep olmaktadir ve neticesinde uygulama zorluklarini beraberinde getirmektedir. Bu nedenle hem akrilik reçine özellikleri tasiyacak hem de klorlanmis poliolefinin yüzeye yapisma kabiliyetine sahip ana yapisi hem akrilik monomerleri hem de klorlanmis poliolefinden olusan bir reçine kompozisyonuna ihtiyaç duyulmaktadir. Sonuç olarak, yukarida anlatilan olumsuzluklardan dolayi ve mevcut çözümlerin konu hakkindaki yetersizligi nedeniyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli kilinmistir. Bulusun Amaci Bulus, mevcut durumlardan esinlenerek olusturulup yukarida belirtilen olumsuzluklari çözmeyi amaçlamaktadir. Bulusun ana amaci, akrilik reçine özellikleri ve klorlanmis poliolefinin yüzeye yapisma kabiliyetine sahip olan bir reçine kompozisyonu saglamaktir. Kompozisyonun ana yapisi hem akrilik monomerleri hem de klorlanmis poliolefinden olustugundan kullanilacagi astar veya boya sistemleri hem akrilik reçine özellikleri tasimakta hem de klorlanmis poliolefinin yüzeye yapisma kabiliyetine sahiptir. Bulusun amaci, termoplastik poliolefin (TPO) ve termoplastik alasim yüzeylere herhangi bir ekstra maliyet, enerji ve is gücü yaratabilecek yapisma arttirici ön isleme gerek duyulmadan istenilen tek komponentli (1K) veya çift komponentli (2K- poliüretan) astar ve/veya tek kat boya sistemlerin direkt olarak yüzeye yapisabilmesini saglayacak reçine kompozisyonu saglamaktir. Yukarida anlatilan amaçlarin yerine getirilmesi için bulus, boya ve astar sistemlerinin termoplastik poliolefin (TPO) ve termoplastik alasim yüzeylere yapisabilmesini saglamak üzere yeni bir akrilik modifiye klorlanmis poliolefin reçine kompozisyonu olup, klorlanmis Poliolefin Reçinesi, Aromatik Hidrokarbon çözücü, radikalik baslatici, Akrilat/Metakrilat Monomer 1, Hidroksil Fonksiyonel Grubu Içeren Akrilat/Metakrilat Monomer 3, Inhibitör Çözeltisi ihtiva etmektedir. Bulus, boya ve astar sistemlerinin termoplastik poliolefin (TPO) ve termoplastik alasim yüzeylere yapisabilmesini saglamak üzere yeni bir akrilik modifiye klorlanmis poliolefin reçine kompozisyonu üretim yöntemi olup, asagidaki islem adimlarini ihtiva etmektedir; i. kIorIanmis poliolefin çözeltisinin 75-95 CC sicaklik araliginda hazirlanmasi ve homojenize edilmesi, ii. Homojen kIorIanmis poliolefin çözeltisi içerisine radikalik basIatici iIave edilmesi ve Çözelti Aktif haIe gelene kadar 75-95 (C sicakIi k araliginda bekletilmesi, iii. Monomerler, radikalik baslatici ve Aromatik Hidrokarbon çözücü içeren dengeli ilave karisiminin hazirlanmasi, iv. Hazirlanan dengeli iIave karisiminin kIorIanmis poliolefin çözeltisi içerisine reaksiyon sicakliginda ilave edilerek karistiriImasi ve ardindan reaksiyon belirlenen asit degerine uIasana kadar karisimin reaksiyon sicakliginda bekIetiImesier reçine çözeltisinin elde edilmesi, v. Olusan reçine çözeltisine reaksiyon sicakliginda inhibitör Çözeltisi ilave edilerek karistirilmasi, vi. Reçine çözeltisine Aromatik Hidrokarbon çözücü iIave edilmesiyle reçine kompozisyonun final kati degerine ulasmasinin saglanmasi. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen detayIi açiklama sayesinde daha net olarak anIasiIacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu detayIi açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulusa konu olan reçine kompozisyonu ve tercih edilen yapilanmalari, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak açiklanmaktadir. Mevcut bulus, boya ve astar sistemlerinin termopIastik poliolefin (TPO) ve termopIastik alasim yüzeylere yapisabilmesini saglamak üzere yeni bir akrilik modifiye kIorIanmis poliolefin reçine kompozisyon ve üretim yöntemi ile ilgilidir. Bulus ana yapisi hem akrilik monomerleri hem de kIorIanmis poliolefinden olustugundan kullanilacagi astar veya boya sistemleri hem akrilik reçine özellikleri tasimakta hem de kIorIanmis poIioIefinin yüzeye yapisma kabiliyetine sahiptir. Bulus konusu kompozisyon en temel halinde; klorlanmis Poliolefin Reçinesi, Aromatik Hidrokarbon çözücü, radikalik baslatici, Akrilat/Metakrilat Monomer 1, Hidroksil Fonksiyonel Grubu Içeren AkriIat/Metakrilat Monomer 3, Inhibitör Çözeltisi içermektedir. Kompozisyon agirlikça; % 5-25 araliginda klorlanmis Poliolefin Reçinesi, % 33,5-62,5 araliginda Aromatik Hidrokarbon çözücü, %0,75-2,25 araliginda radikalik baslatici, % 2,5-7,5 araliginda Akrilat/Metakrilat Monomer 1, % 2,5-7,5 araliginda Hidroksil Fonksiyonel Grubu Içeren AkriIat/Metakrilat Monomer 3 ve % 2,5-7,5 araliginda Inhibitör Çözeltisi içermektedir. Kompozisyon ek olarak AkriIat/Metakrilat Monomer 2 ve/veya Asit Fonksiyonel Grubu Içeren AkriIat/Metakrilat Monomer 4 içerebiImektedir. Bulus konusu kompozisyon tercih edilen bir örnegi agirlikça; % 5-25 araliginda klorlanmis Poliolefin Reçinesi, % 33,5-62,5 araliginda Aromatik Hidrokarbon çözücü, % Hidroksil Fonksiyonel Grubu Içeren AkriIat/Metakrilat Monomer 3, %0,25-0,75 araliginda Asit Fonksiyonel Grubu Içeren AkriIat/Metakrilat Monomer 4 ve % 2,5-7,5 araliginda Inhibitör Çözeltisi içermektedir. Tablo 1 de reçine kompozisyonu reçeteleri verilmektedir. Tablo 1 . Bulus kapsaminda kalan reçine kompozisyonu reçeteleri Unsur Adi Agirlikça Tercih Agirlikça edilen Kullanilabilir miktar(%) miktar (%) Klorlanmis Poliolefin 15 5-25 Reçinesi Aromatik Hidrokarbon 48 33,5-62,5 Radikalik Baslatici 1,5 0,75-2,25 (katalizör) AkriIat/Metakrilat 5 2,5-7,5 Monomer1 AkriIat/Metakrilat 20 10-30 Monomer2 Hidroksil Fonksiyonel 5 2,5-7,5 Grubu Içeren AkriIat/Metakrilat Monomer 3 Grubu Içeren AkriIat/Metakrilat Monomer 4 Inhibitör Çözeltisi 5 2,5-7,5 Bulusumuzda bahsedilen Radikalik Baslatici bunlarla sinirli olmamak üzere organik peroksitler, azo-biIesikIeri arasindan seçilmektedir. Bulusumuzda bahsedilen Akrilat/Metakrilat Monomer 1-2: bunlarla sinirli olmamak üzere bütil akrilat, bütil metakrilat, metil akrilat, metil metakrilat, 2-etilhekzil akrilat, 2- etiIhekziI metakrilat arasindan seçilmektedir. Bulusumuzda bahsedilen hidroksil fonksiyonel grubu içeren akrilat/metakrilat monomer 3 bunlarla sinirli olmamak üzere 4-hidroksibütil akrilat, 4-hidroksibütil metakrilat, 2- hidroksipropil akrilat, 2-hidroksipropil metakrilat arasindan seçilmektedir. Bulusumuzda bahsedilen asit fonksiyonel grubu içeren akrilat/metakrilat monomer 4 bunlarla sinirli olmamak üzere akrilik asit, metakrilik asit arasindan seçilmektedir. Bulusumuzda bahsedilen aromatik Hidrokarbon Çözücü bunlarla sinirli olmamak üzere benzen, toluen, ksiIen, etiI benzen arasindan seçilmektedir. Bulusumuzda bahsedilen inhibitör çözeltisi 1-4 benzendiol, hidrokinon monometil eter, tersiyerbutil katekol vb. arasindan seçilen bilesigin aromatik hidrokarbon çözücü (benzen, toluen, ksiIen, etiI benzene vb.) içerisinde çözünmesi ile elde edilmektedir. Bulus konusu boya ve astar sistemlerinin termoplastik poliolefin (TPO) ve termoplastik alasim yüzeylere yapisabilmesini saglamak üzere yeni bir akrilik modifiye kIorIanmis poliolefin reçine kompozisyonu üretim yöntemi asagidaki islem adimlarini içermektedir: i. klorlanmis poliolefin çözeltisinin 75-95 CC sicaklik araliginda hazirlanmasi ve homojenize edilmesi, ii. Homojen klorlanmis poliolefin çözeltisi içerisine radikalik baslatici ilave edilmesi ve Çözelti Aktif hale gelene kadar 75-95 (C sicakli k araliginda bekletilmesi, iii. Monomerler, radikalik baslatici ve Aromatik Hidrokarbon çözücü içeren dengeli ilave karisiminin hazirlanmasi, iv. Hazirlanan dengeli ilave karisiminin klorlanmis poliolefin çözeltisi içerisine reaksiyon sicakliginda ilave edilmesi ve ardindan reaksiyon belirlenen asit degerine ulasana kadar karisimin reaksiyon sicakliginda bekletilmesiyle reçine çözeltisinin elde edilmesi, v. Olusan reçine çözeltisine reaksiyon sicakliginda inhibitör Çözeltisi ilave edilerek karistirilmasi, vi. Reçine çözeltisine Aromatik Hidrokarbon çözücü ilave edilmesiyle reçine kompozisyonun final kati degerine ulasmasinin saglanmasi. Burada klorlanmis poliolefin çözeltisi su sekilde hazirlanmaktadir; belirtilen oranlarda olacak sekilde tartilan kati (pellet) formdaki klorlanmis poliolefin reçine ve belirtilen oranlarla uyumlu olarak tartilan hidrokarbon çözücü reaksiyon balonuna eklenmekte, sicaklik tercihen 75-95 "Clye ayarlanmaktadir. Kati formdaki reçine erimeye basladigi zaman mekanik karistirici 90-105 rpm (devir/dakika) olacak sekilde ayarlanip, reçinenin hidrokarbon çözücünün içinde homojen bir sekilde çözünmesi saglanmaktadir. Bu islem tercihen 1 saat süresinde gerçeklesmektedir. Ardindan Homojen klorlanmis poliolefin çözeltisi içerisine radikalik baslatici eklenmektedir. Burada yöntemin tercih edilen yapilanmasi; (ii) islem adiminda radikalik baslatici ilave edilen çözelti Aktif hale gelene kadar 75-95 (C sicaklik araliginda 1 saat süresince bekletilmektedir. Burada yöntemin tercih edilen yapilanmasi; (iii) islem adiminda Akrilat/Metakrilat Monomer 1, Hidroksil Fonksiyonel Grubu Içeren Akrilat/Metakrilat Monomer 3 radikalik baslatici ve Aromatik Hidrokarbon çözücünün oda sicakliginda karistirilarak dengeli ilave karisimi hazirlanmaktadir. Burada yöntemin tercih edilen yapilanmasi; (iii) islem adiminda radikalik baslatici , Aromatik Hidrokarbon çözücü, Akrilat/Metakrilat Monomer 1, Hidroksil Fonksiyonel Grubu Içeren Akrilat/Metakrilat Monomer 3 , Akrilat/Metakrilat Monomer 2 ve/veya Asit Fonksiyonel Grubu Içeren Akrilat/Metakrilat Monomer 4 karistirilarak dengeli ilave karisimini hazirlanmaktadir. Burada yöntemin tercih edilen yapilanmasinda; (iv) islem adiminda bahsedilen reaksiyon sicakligi 75-95 CC sicaklik arali gindadir. Dengeli ilave karisimin klorlanmis poliolefin çözeltisi içerisine 75-95 (C sicakli ginda 2-4 saat süresince ilave edilmekte ve reaksiyonun belirlenen asit degerine ulasmasi için karisim 75-95 (C sicaklik araliginda 3-5 saat süresince bekletilmektedir. Burada dengeli ilave karisimi eklenirken karistirici 120-140 rpm (devir/dakika) ayarlanmakta ve reaksiyon sonuna kadar belirtilen rpmlde bulunmaktadir. Burada yöntemin tercih edilen yapilanmasinda (v) islem adiminda bahsedilen reaksiyon sicakligi 75-95 CC sicaklik arali gindadir. Burada yöntemin tercih edilen yapilanmasinda; (vi) islem adiminda bahsedilen Aromatik Hidrokarbon çözücü 60-70 (C arali ginda reçine çözeltisine ilave edilmektedir. Bulusun tercih edilen bir örneginin elde edilmesi için asagidaki islemler takip edilmektedir: 1. Adim: 75-95 CC araliginda klorlanmis poliolefin çözeltisinin hazirlanmasi ve homojenize edilmesi, 2. Adim: Homojen klorlanmis poliolefin çözeltisi içerisine75-95 CC araliginda radikalik baslatici ilave edilmesi ve Çözeltinin Aktif hale gelene kadar 75-95 (C sicaklik araliginda 1 saat süresince bekletilmesi 3. Adim: radikallik baslatici , Aromatik Hidrokarbon çözücü, Akrilat/Metakrilat Monomer 1, Hidroksil Fonksiyonel Grubu Içeren Akrilat/Metakrilat Monomer 3 , Akrilat/Metakrilat Monomer 2 ve/veya Asit Fonksiyonel Grubu Içeren Akrilat/Metakrilat Monomer 4 oda sicakliginda karistirilmasiyla dengeli ilave karisimini hazirlanmasi, 4. Adim: Dengeli Ilave Karisiminin 75-95 (C sicaklik araliginda 2-4 saat süresince klorlanmis poliolefin çözeltisi içerisine eklenmesi ve ardindan reaksiyon belirlenen asit degerine ulasana kadar karisimin 75-95 (C sicaklik araliginda ve 3-5 saat süresince bekletilmesiyle reçine çözeltisinin elde edilmesi, .Adim: Olusan reçine çözeltisine 75-95 CC sicaklik araliginda Inhibitör Çözeltisinin eklenmesi, 6.Adim: 60-70 CC araliginda Reçinenin Final Kati Degerine Ulasmasi Için Aromatik Hidrokarbon çözücü Eklenmesi. Bulusumuzda Klorlanmis Poliolefinde akrilik modifikasyonu yapilabilmesi için asit modifiyesine sahip olma sarti aranmamaktadir. Asit modifikasyonuna sahip olmamasi nihai reçineye hem maliyet avantaji hem de zorlu termoplastik yüzeylere ön isleme gerek kalmadan boya sisteminin yapisabilmesini saglamaktadir. Aromatik Hidrokarbon Çözücü: Reaksiyonun akrilik modifikasyon asamasina geçiImeden önceki süreçte pelet halde bulunan kIorIanmis poliolefinin verimli bir sekilde reaksiyona girebilmesi için homojen bir çözelti haline getirilmesi gerekmektedir. Bulusumuzda kIorIanmis poliolefinin çözünmesinin en iyi oldugu çözücüler olarak aromatik hidrokarbonlar kullanilmaktadir. Aromatik Hidrokarbon Çözücülerin diger bir önemi islevi ise astar veya boya sistemi uygulandiktan sonra termoplastik poliolefin (TPO) yüzeye nüfuz etmesinin artmasini saglamasidir. Aromatik hidrokarbon çözücüIer yüzeye daha rahat nüfuz edebilmekte ve termoplastik poliolefin yüzeyin en üst katmaninda bulunan kristal yapidaki katmanin sismesini saglamaktadir. Bu sisme ile reçinenin yüzeyin alt katmanindaki amorf yapiya ulasmasini ve yüzey-reçine etkilesimini arttirmasini saglamaktadir. Inhibitör çözeltisi: Akrilik modifikasyonu yapilan kIorIanmis poliolefin reçineIerin en önemli problemi nihai reçinenin yüksek ve düsük sicakliklardaki uzun süreli stabilizasyonun (viskozite almamasi ve/veya jel durumuna geçmemesi) saglanmasidir. Bulusumuzda bu stabilizasyonun sicaklik araliklarinin genisletilmesi ve süresinin uzatilmasi reaksiyon esnasinda kullanilan inhibitör çözeltisi sayesinde gerçeklesmektedir. Bulusumuz konusu akrilik modifiye kIorIanmis poliolefin reçine ile hazirlanmis 1K veya 2K astar veya boya sisteminin yüzeye uygulanmadan önce asagida belirtilen olasi kirIiIikIerin yüzeyden uzaklastirilmasi gerekmektedir. Aksi halde bu kirIiIikIer uygulanan boyanin yapisma performansini olumsuz yönde etkileyecektir. - Termoplastigin yüzeyinde birikmis plastiklestirici, geciktirici, UV stabilizatörleri, dolgu ve monomerler vb. kayganlastirici, - Olasi zimpara tozlari, hava hattindan gelen tozlar, lif parçaciklari vb. Bulusumuz konusu akrilik modifiye klorlanmis poliolefin reçine kompozisyonu elde edilen üç farkli deneme ve iki ticari reçinenin karsilastirmalari tablo 2 de verilmektedir. Bulusumuz konusu reçine düsük viskoziteye sahip oldugu görülmektedir. TR TR TR TR TR TR