Giriş
Çift komponentli (2K) sıvı poliüretanlar yapıştırıcı ve kaplama formülatörlerinin sıklıkla yararlandıkları oldukça kullanışlı olan termoset reçineleri ihtiva ederler. Sistemin içeriğinde olan iki bileşen birbirinden belirgin bir şekilde farklıdır ve kullanım öncesinde karıştırma işlemi gerektirir.
Bir bileşen izosiyanat içerirken, diğerinde poliol bulunmaktadır. Poliol, çoklu hidroksil gruplarından oluşan alkoldür. Bu çoklu hidroksil gruplar, poliollerin izosiyanatlarla karışımı sonucu oluşan bu çift komponentli yapıda istenen organik reaksiyonu sağlar. 2K PUR sistemlerde bulunan polioller, polieter, polyester ve hidroksil ile sonlanan polibütediyenlerdir.
Formülatörlerin Karşılaştığı Zorluklar
Formülatörler, thixotropik katkıları (füme silika gibi) aşağıdaki iki nedenden dolayı seçerler:
• Uygulama sırasında kürlenme öncesinde gerekliolan optimum sarkma direncini sağlamak,
• Poliolü kıvamlaştırarak, çift komponentli karışımın daha etkin yapılmasını sağlamak. Bu şekilde, bileşenlerin viskoziteleri
birbirlerine yaklaştırılarak karışımda homojenite elde edilmiş olur. Maalesef, bu iki durum formülatöre her zaman istediği
performansı vermeyebilir. Bu noktada formülatörlerin şu özellikleri dengelemeleri gerekir:
• Kıvamlaşma derecesi,
• Dispersiyon kolaylığı,
• Dispersiyonun şeffaflığı.
Bu makale formülatörlere uygun silika seçimiyle arzu ettikleri kimyasal formülasyonlara ulaşmaları için bir rehber olması amacıyla
hazırlanmıştır.
Örnek Çalışmalar
Polieter: Polieter polioller PUR sistemlerde en çok kullanılan poliollerdir. Genellikle bu tip poliollerin fiyatları uygun, alkali dirençleri istenilen düzeyde, viskoziteleri düşük ve düşük sıcaklık esnekliği verme özelliği iyidir. Polieter poliollerin çeşitli Cabosil füme silikaları ile birleştirilmesinin ardından akma oranı ile ilişkili viskozite değerlerini içeren grafiği şekil 1a‘da, yine çeşitli füme silika kullanımlarının özellikler üzerindeki etkilerini şekil 1b de bulabilirsiniz.
Grafiklerde de görüldüğü üzere CAB-O-SIL TS-720 mükemmel kıvamlaştırma sunar, CAB-O-SIL 610, CAB-OSIL 530,610 ve M5 ise daha az kalınlaşma sağlar (şekil 1a).
Poliüretan sistemlerde füme silika seçimi uygulamalara özgü özelliklerin ön planda tutulmasını ve dengelenmesini gerektirir. Örneğin, formülasyonda tiksotropi ve dispersiyon kolaylığı en önemli parametreler ise, şekil 1b’de görüleceği üzere; TS-530 hem uygun kıvamlaşma sağlaması hem de karıştırma kolaylığı sunması açısından TS 720’ye göre daha uygun olacaktır. Eğer formülasyonda şeffaflık çok önemli ise TS-610 kullanımı mükemmel bir seçenektir.
Poliester
Poliesterler, poliüretan uygulamalarında kullanılan temel poliollerdendir. İyi yapışma özellikleri, solventlere dayanımları ve üstün mekanik değerleri nedeniyle avantajlıdırlar.
Çeşitli CAB-O-SIL tiplerinin kullanıldığı poliester poliollerdeki kesme hızına bağlı viskozite değerleri şekil 2a’da gösterilmiştir. Buna göre en fazla viskozite alma CAB-O-SIL TS 720’de ve onu takiben CAB-O-SIL TS- 530’da görülmüştür.
Polieterlerde olduğu gibi, CAB-O-SIL TS 610 ve CAB-OSIL M5, poliesterlerde de az miktarda kıvamlaşma sağlamıştır. Şekil 2b’de görüldüğü gibi, ürün seçimi, tiksotropi ve ortalama dispersiyon süresi dengeleri bakımdan ele alındığında CAB-O-SIL TS 530’dan yana olmalıdır.
Polibütadien
Polibütadienler poliüretan uygulamalarında kullanılan ana poliol tiplerinden biridir. Polibütadien polioller; esneklikleri, iyi yapışmaları ve düşük nem absorbsiyonları nedeniyle avantajlıdırlar.
Çeşitli CAB-O-SIL tiplerinin kullanıldığı polibütadien poliollerdeki kesme hızına bağlı viskozite değerleri şekil 3a’da gösterilmiştir. Buna göre en etkili tiksotropik ajan CAB-O-SIL TS-720 olarak görülmektedir. CAB-OSIL TS-530, TS-610 ve M-5 tipleri ise bu tip poliolde neredeyse hiç kıvamlaşma sağlamamaktadırlar. Eğer dispersiyon süresi ve berraklık önemli kriterler ise şekil3b’de görüldüğü gibi, CAB-O-SIL TS-610 veya CAB-OSIL TS-530 kullanımı uygundur.
Özet
PUR’nin tüm bileşenlerinde istenen viskoziteyi elde etmek için iyi kıvamlaştırıcılara ihtiyaç duyulur çünkü böylece iyi bir karışım ve tutarlı bir yapıştırıcı sistem uygulaması yapılabilir. Dispersiyon kolaylığı formülatörlere daha kısa işlem süresi ve daha düşük maliyet olanağı tanır. Öte yandan berraklık, dolgusuz sistemler üretenler için önemlidir ve ayrıca hava çıkışı veya kabarcık oluşumunu gösteren bir indikatör olması nedeniyle de tüm formülatörler için fayda sağlayabilir.
Çevirenler
Nihan Yaman
Kompozit Kimyasalları Satış Müdürü
Songül Yıldırım
Yapıştırıcı Kimyasalları Satış Müdürü
