Oksazolidinler: Poliüretan Formülasyonu Sorunlarını Çözmede Yararlı Bir Araç

  • Teknoloji
  • Ziyaret: 2591
  • oksazolidinler, poliuretan
  • Son Güncelleme: 27-08-2013
  •  
    Share on Tumblr       

Oksazolidinler: Poliüretan Formülasyonu Sorunlarını Çözmede Yararlı Bir Araç

Giriş

Günümüzdeki poliüretan formülatörleri, sistemleri için istenenkatman özelliklerini ve görünümü elde etmek üzere çalışırken bir dizi engelle karşılaşmaktadırlar. Hedef ister UOB (Uçucu Organik Bileşikler Yönetmeliği) ile uyumlu bir kaplama işlemi için yüksek parlaklıkta boya, ister hızla kuruyan bir yapışkan ya da isterse sağlam, esnek, kusursuz bir sızdırmazlık malzemesi olsun, yeni teknoloji geliştirme girişiminde bulunan PU formülatörlerinin karşılaştığı sorunlar aşağıdakileri içermektedir:

 • PU sistemlerinin kuruma performansını ve fiziksel niteliklerini koruma ve iyileştirme.

• Uçucu organik bileşik (UOB) azaltımı gibi mevzuat gerekliliklerini karşılama.

• İzosiyanat yoğunluğunun düşürülmesiyle toksisiteyi azaltma.

 En büyük sorunlardan biri, çoğu zaman hidroskopik polioller ve çözücüler yoluyla çekilen veya pigmentler, dolgular ve akışkanlaştırıcılar içinde var olan nemin varlığıyla baş etme yönündeki süregelen mücadeledir. Nemin izosiyanat ile tepkimeye girmesi, karbondioksit üretimi yoluyla

performans (örneğin katman gücü) ve görünüm niteliklerini ciddi anlamda tehlikeye atabilmektedir.

 Incorez tarafından tedarik edilen Incozol® serisindeki ürünlerde kullanıma sunulan oksazolidin teknolojisi, hem tek hem de iki bileşenli poliüretan sistemlerinin formülatörlerine, nemle ilgili formülasyon sorunlarının üstesinden gelmek için, düşük toksisiteli alternatif bir çözüm sunar. Tüm oksazolidin ürünleri, nemle tepkimeye girerek tetiklenir ve bu tercihli tepkime özellikleri, formülatörün

nem-izosiyanat tepkimesi sorununu sınırlamasına yardımcı olur. Oksazolidin ürünleri alifatik ve TDI bazlı prepolimerlerde kullanılabilir ve bir dizi saflık derecesi de MDI sistemlerinde kullanılabilir. Bununla birlikte, oksazolidin ürünleri, sadece nemle olan tepkimeyi engellemenin dışında ek yararlar da sunmaktadır. Bunlardan bazıları, aşağıda ayrıntılı olarak anlatılmıştır.

Performans özelliklerindeki iyileşmeler

 Sızdırmazlık maddesi, yapışkan ve yüksek dayanımlı elastomerik kaplama formülatörleri, daima performans özelliklerini iyileştirmeye çalışırlar. Geleneksel olarak, poliüretan sistemlerde kuruma işleminin etkili bir hızda gerçekleşmesi için, çoğu zaman kurşun, cıva ve daha yakın tarihte de kalay tipleri gibi toksik katalizörlerin dâhil edilmesi sonucunda, yüksek düzeyde izosiyanat bulunmaktadır.

Ne var ki, oksazolidin teknolojisi ileriye dönük birkaç yol sunmaktadır. Örneğin, yüksek katılıktaki tek bileşenli sistemlerde okzazolidinler çeşitli yollardan kullanılabilir. Oksazolidinin varlığı sadece CO2 üretimi ve bunun sonucunda gaz çıkışıyla bağlantılı sorunları azaltmakla kalmaz; aynı zamanda PU imalatçılarının formülasyonda bulunan izosiyanat düzeyini azaltmalarını da sağlar. Bu sonuç, başlangıçta formülasyonda gizli olan oksazolidinin, kutu içinde kararlılığı sağlamak üzere formülasyon bileşenleri ile karıştırılması yoluyla elde edilir. Uygulamadan sonra ve neme maruz kalınması üzerine, oksazolidin-nem tepkimesi amino-alkol işlevselliğini meydana getirir. Bu da, çok daha düşük izosiyanat yoğunluklarında, ‘nem tetikleyici’ olarak adlandırılan yol aracılığıyla, eksiksiz kuruma sağlayabilir. ‘Nem tetikleyici’ yaklaşım, formülatörlerin prepolimer izosiyanat içeriklerini, genellikle %10-15 olan düzeylerden toplam %2-5 izosiyanat gibi çok daha düşük toksisite düzeylerine düşürmelerine imkan sağlar.

Incozol 4 ve Incozol EH, Incorez’in sunduğu, formülatörlerin bu hedefe, gerekli olan niteliklere dayalı biçimde yaptıkları seçimlere göre ulaşmalarına yardımcı olan ürünlerdir. Buna ek olarak, oksazolidin gizli kuruma maddesi, 4 işlevselliği (2 ikincil amin ve 2 birincil hidroksil grubu) yoluyla, daha yüksek düzeyde çapraz bağlantı kazandırır. Bu özellik sayesinde, formülatörler kuruma hızını iyileştirebilir

ve boya katmanı, yapışkan veya sızdırmaz maddeye ek gerilme dayanımı kazandırabilirler. Oksazolidonların kullanımı yoluyla, formülatörlerin kullanımına sunulan başka yollar da bulunmaktadır. Incozol 3 gibi bir hidroksil-işlevsel oksazolidinin tepkimesi, PU formülatörlerinin, izosiyanat içeriğini daha da azaltmak için prepolimerdeki izosiyanat gruplarının ucunu kısmen kapatmalarına imkan sağlar. Bu yaklaşım, neme maruz kalınması sonucunda yerinde çapraz bağlantı yoluyla erken gerilme dayanımı gibi başka yararlar kazanılmasını da sağlar.

Poliüretan formülasyonlarındaki UOB’nin Azaltılması

Mevzuattaki süregelen baskılar, poliüretan formülatörlerini, ürünleri daha çevre dostu kılmak amacıyla, ürün tasarımında kullanılan çözücü miktarını önemli ölçüde azaltmanın yollarını bulmaya orlamaktadır. Incozol LV gibi oksazolidine tepki veren düşük akışkanlığa sahip seyrelticiler,

2K PU yüksek katı sistemlerin tasarlanmasına imkan vermesine ek olarak, gaz çıkışını ortadan kaldırma ek yararını da sunar. Incozol LV 4, karbonat bağlantısı yoluyla, hidrojen bağlama oranını önemli ölçüde azaltan, 4 işlevli bir bis-oksazolidin kurutma maddesidir ve akışkanlığının 50cps gibi düşük bir oranda olması, formülatörlere ürün karışımının akışkanlığını çok etkili biçimde azaltma imkanı sunar. Dolayısıyla, formülatörlere aynı uygulama araçlarını kullanmaya devam etme imkanı vererek, operatörlerin yeniden eğitilmesi veya alternatif, su bazlı ürünlerin kullanımıyla ilişkili olan kontamine atıkların bertaraf edilmesi gerekliliğini ortadan kaldırır.

Katman Görünümünün İyileştirilmesi

Oksazolidinin eklenmesi, aynı zamanda katmanın görünümünü iyileştirme yetisini de sunar. Karbondioksit gözeneklerinin nem-izosiyanat tepkimesi sonucunda, Incozol 2 gibi bir nem süpürücünün tercihe bağlı tepkimesi sonucunda ortadan kaldırılması, formülatör için ek önemli yararlar sağlamaktadır.

 

Gözenek kusurları, parlaklığın azalması gibi sorunlara yol açabilir ya da daha da önemlisi, katmanın bütünlüğünü tehlikeye atarak katman gücünün yitimi ya da kimyasal reaktif saldırısının kolaylaşması gibi zayıflıklara sebep olabilir.

Ana Uygulamalar

Oksazolidin teknolojisi, geniş bir yelpazeye yayılan poliüretan kaplama, sızdırmazlık ve yapıştırma uygulamalarında benimsenmiştir.

 Poliüretan kaplamalar sektörü, bu teknolojiyi, otomotiv, denizcilik, rüzgar türbini ve havacılık sektörlerindeki uygulamalar için, iki bileşenli, yüksek katılıktaki sistemlerde kullanılmak üzere benimsemiştir. Tek bileşenli poliüretan kaplamalardaki kullanımına, endüstriyel bakım sektöründe odaklanılmaktadır.

 Oksazolidinler, tek bileşenli alifatik ve aromatik poliüretan kartuş sızdırmazlık maddelerinde yaygın biçimde kullanılmaktadır. Bu yüksek performanslı elastomerik poliüretan sızdırmazlık maddeleri, beton ve kagir dâhil de olmak üzere birçok alt katmana tutunmak için hiç karıştırma ve genellikle hiçbir astar gerektirmemektedir.

 Tek bileşenli, tepkimeli, sıcak eriyen yapışkanların üretiminde oksazolidinlerin kullanımına olan ilgi artmaktadır. Bu maddeler, kuruma hızını yükseltmekte, yaş dayanımı iyileştirmekte ve çapraz bağlantı yoğunluğunu iyileştirmektedir.