Sürdürülebilir grafen nanotüp çözümleri sayesinde gelişmiş kaplama güvenliği, dayanıklılık ve performans
OCSiAl tarafından TUBALL ticari adı altında üretilen grafen nanotüpler, standart iletken katkı maddelerinden daha iyi performans göstermektedir.
Bu performans, bu teknolojinin çığır açan özellikleri sayesinde mümkün olmaktadır.
Grafen nanotüpler, tek bir karbon atomu kalınlığında, yaklaşık 1,2–2 nanometre çapında ve yaklaşık 5 mikron uzunluğunda bir duvara sahip tüplere sarılmış grafen levhalardır.
Bu malzeme, grafen nanotüplerin benzersiz morfolojisi ve performansı ile sonuçlanan son derece yüksek en boy oranına ve uzunluk ile çap arasındaki orantıya sahiptir. Grafen nanotüpler, yüksek iletkenliğe sahip dünyadaki en güçlü malzemelerden biridir ve son derece esnektir.
Eşit olarak dağıldıklarında, diğer iletken katkı maddelerinden onlarca veya yüzlerce kat daha düşük dozajlarda bile, hedeflenen iletkenliğe ulaşmaya ve mekanik özellikleri iyileştirmeye izin verirler.
Böylece grafen nanotüpler, üreticilerin, piyasada gerekli tüm özelliklere sahip tamamen yeni malzemeler oluşturmasına olanak tanır. Şimdi, grafen nanotüplerin farklı endüstriyel kaplama türlerinde geliştirdiği spesifik özellikleri keşfedelim.
Daha güvenli ve düşük maliyetli depolama ve nakliye için açık renkli iletken tank astarları
Standart anti-statik katkı maddelerinin aksine, grafen nanotüpler, artan güvenlik sağlayan kararlı ve tek tip iletkenliği garanti eder.
Ultra düşük çalışma dozajları, açık renkli astar kaplamalar için kapıyı açarken, daha hızlı ve daha kolay düzenli denetimler sağlar. Birçok şirket TUBALLTM’i zaten onaylamıştır. Avrupalı müşterilerden birinin deneyimi, çeşitli epoksi kaplamalarda ağırlıkça %20-30 iletken mikanın, ağırlıkça yalnızca %0,03 grafen nanotüplerle değiştirilebileceğini göstermektedir.
Bu küçük miktar, 104-108 Ω/sq’lik sabit ve kalıcı yüzey direnci sağlamak, üstün bağ kuvvetini ve yapışmayı, yıpranmaya, aşınmaya ve darbeye karşı yüksek direnci korumak ve zaman alıcı, maliyetli onarım bakımından kaçınmayı mümkün kılmak için yeterlidir.
Spesifik bir endüstriyel daldırma testi başarıyla sonuçlandı
TUBALLTM nanotüplerle tank astarı kaplaması, ham petrol, benzin, etanol ve su için direnç testlerini geçti. Grafen nanotüplerle yeni anti-statik astar, ham petrol, akaryakıt, dizel yağı, jet yakıtı, motor benzini ve benzeri sıvılar için depolama tanklarında kullanılmaktadır.
Tank astarlarının yanı sıra nakliye, kimyasal işleme, elektronik üretimi, ilaç ve diğer uygulamalarda tankerler ve konteynerler için de kullanılabilir. Grafen nanotüpler, nem gibi çevresel koşullara bağlı olmayan kalıcı özellikler sağlar. Nanotüpler tarafından sağlanan
elektriksel iletkenlik özelliği, tank astarı kaplaması ömrü boyunca sürecektir.
Bakımlı görünüm ve dayanıklılık ile ESD koruması için iletken zemin
Standart katkı maddelerinin grafen nanotüplerle değiştirilmesinin gözle görülür bir katma değer sağladığı ikinci uygulama, kendiliğinden yayılan zeminlerdir.
Grafen nanotüplerin eklenmesi, iyi dayanıklılık, aşınma direnci ve renk esnekliği gibi epoksi zeminlerin önemli güçlü noktalarını korurken, zeminlere kararlı ve homojen anti-statik özellikler kazandırmaya olanak tanır.
İsviçre merkezli bir şirket, ağırlıkça sadece %0,01-0,05 grafen nanotüp ekleyerek, statik hassas alanlar için ESD uyumlu üst zemin kaplaması geliştirmiştir.
Nemden bağımsız olarak sıcak spotlar ve siyah noktalar olmadan zemine ve yüzeyden yüzeye 104-1011 Ω/sq kalıcı ve homojen direnç gösterir.
Grafen nanotüpler, standart anti-statik katkı maddelerine kıyasla eşsiz bir performans sağlar. Konak malzemenin mekanik aşınmasını, darbe ve kimyasal direncini, su ve toz geçirmezliğini korumayı ve hatta iyileştirmeyi sağlarlar.
Ultra düşük dozda grafen nanotüpler, döşeme bileşiğinin temel formülasyonunu değiştirmeden ve ek masraflar olmadan, doğranmış karbon fiberlerin %4’üne veya mikanın
%30’una kadar yer alabilir.
Nanotüplerin düşük çalışma dozajı, renk pigmentinin, genellikle gerekli olan yüksek anti-statik katkı maddesi yüklemesi ile üst üste binmesini önler ve son kaplamanın koyu tonlarından kaçınır.
Bu yeni ürün, sistem pabuç – zeminin ASTM F150 standartlarına (106 < R ≤ 109 Ω), EN61340-4-1, ANSI/ESD S7.1 (RG < 109 Ω) uygun birincil topraklamayı sağladığı en yüksek talepleri karşılamak üzere geliştirilmiştir.
Bu alandaki tipik uygulamalar, temiz oda, ilaç, otomotiv endüstrileri gibi işleyen, monte eden, kuran, paketleyen, test eden veya taşıyan endüstrileri içerir.
İletken akrilik astarlar sayesinde plastik ve metal dış parçaların hat içi e-boyaması mümkündür
Çok düşük yüzey direnci ve yüksek yapışma özelliğine sahip akrilik otomotiv astarlarına eklenen grafen nanotüpler, düşük maliyetli bir yöntemle otomotiv dış plastik parçalarına
baz kaplama ve diğer kaplama sistemlerinin uygulanmasına olanak tanır:
Elektrostatik uygulama.
Bu mümkündür, çünkü grafen nanotüplere sahip polipropilen parçalar için iletken akrilik astarlar, yaklaşık 105 Ω/sq’lik sabit, homojen bir yüzey direnci seviyesi gösterir. L-Değeri %67-75 arasında olan primerler, ağırlıkça %0,01’den başlayarak gerekli nanotüp konsantrasyonu ile üretilebilir.
Bu, koyu gri karbon siyahı bazlı astarların ve açık gri grafen nanotüp bazlı astarların üzerine aynı taban kaplama kalınlığı uygulandığında belirginleşir. Nanotüp bazlı numunenin L-Değeri çok daha yüksektir.
Sonuç olarak, tüm formülasyon için maliyetleri azaltarak baz kat tüketimi azaltılabilir. Günümüzde sadece PP tamponlar için değil, aynı zamanda SMC dış parçaları için de iletken astar oluşturmak mümkündür.
İlk denemeler, kataforez işleminden (e-kaplama) geçirmek yerine, astar ve metal gövde ile kaplanmış SMC parçanın bir araya getirilmesi, daha sonra fırına kurutulması ve son olarak da elektrostatik yöntemle baz-kat uygulanmasının mümkün olabileceğini göstermiştir. Dış parçaların doğrudan konveyör üzerine bu şekilde boyanması OEM üreticileri için büyük
bir avantajdır.
Toz boyalara iletkenlik eklemek için bir kısayol
Grafen nanotüpler ile iyi yüzey kalitesine ve daha basit uygulama prosesine sahip toz boyalar mümkündür. Bu kapsamda bir Sloven şirket, otomotiv uygulamaları için anti-
statik toz boya geliştirdi. Grafen nanotüpler, yalıtkan noktalar ve nem bağımlılığı olmadan 106 Ω/sq’lik kalıcı, kararlı ve homojen yüzey direnci sağlar.
Alanında önde gelen bir başka üretici, OCSiAl’ın TUBALL grafen nanotüplerini kullanarak çeşitli toz boyalar geliştirmiştir. Yeni ürünler, 103 Ω/sq ila 109 Ω/sq arasında değişen dirençle hem iletken hem de statik enerji tüketen özellikler sergiler.
İlk laboratuvar testleri, çeşitli yüzey dokularında ve renklerde hedeflenen iletkenliği estetik performansla birleştirmede olumlu sonuçlar göstermiştir. Çoğu mühendislik plastiği ve metal alt tabaka ile uyumlu, grafen nanotüplerle püskürtülebilir elektriksel olarak iletken toz boyalar, ATEX tehlikeli ortamlarda, enstrümantasyonda, tıpta, denizcilikte, havacılıkta ve savunma endüstrilerinde elektrostatik hassas uygulamalarda memnuniyetle karşılanmaktadır.
Karbon nötrlüğü elde etmek için malzemelerin geliştirilmesi
Grafen nanotüplere dayalı sürdürülebilir çözümlerin kullanılması, üretim maliyet verimliliğini artırır ve CO2 emisyonunun azalmasına katkıda bulunur. Nanotüplerin düşük çalışma
dozu, daha azıyla daha fazlasını yapmayı sağlar, yani daha yüksek performanslı ürünler oluşturmak için daha az hammadde gerekir.
Kaplamanın sürdürülebilirliği, kaplamanın uzun süreli dayanıklılığı nedeniyle nanotüplerin
azaltılmış çevresel etkisi ile kolaylaştırılır.
Andrew Dubrovskiy
Teknik Satış Müdürü
Kaplamalar ve Termoplastikler / EMEA
OCSiAl Group
