Investigation of the effect of water-based commercial paints modified with different clay minerals on aluminum surface applications

Yıl 2024, Cilt: 30 Sayı: 4, 586 - 594, 30.08.2024

Ayşenur Çetin Uğurlu Emir Zafer Hoşgün

Öz

The aim of this study is to investigate the effects of different clay-based additives, which are physically added to water-based paints used in the chemical industry, on the physical strength of paints. For this purpose, three different clay-based additives (kaolin, montmorillonite and sepiolite) were added in three different amounts (0.5-1-2%) to commercial waterborne paints (Ral 6034, Ral 7012, Ral 9003) supplied in three different colors for paint tests and the effects of these additives on some paint properties were studied. As a result of the tests, gloss, cross-cut adhesion class, colorimetry and FT-IR results comparable to those of commercial waterborne coatings without additives were obtained. The values closest to the test results of paints without additives were obtained with the combinations of "Ral 6034+1% kaolin", "Ral 7012+2% mmt" and "Ral 9003+0.5% kaolin". Without deteriorating the other properties of these paints, an increase of 11.1%, 55% and 3.9% was observed for the combinations of "Ral 6034+1% Kaolin", "Ral 7012+2% mmt" and "Ral 9003+0.5% Kaolin", respectively.

Anahtar Kelimeler

Kaolin, Montmorillonite, Sepiolite, Water-based paints, Adhesion strength

Farklı kil mineralleri ile modifiye edilmiş su bazlı ticari boyaların alüminyum yüzey uygulamaları üzerine etkisinin incelenmesi

Öz

fiziksel olarak ilave edilen kil esaslı çeşitli kaı maddelerinin, boyaların fiziksel dayanımları üzerindeki etkilerinin incelenmesidir. Bu amaçla üç farklı renkte temin edilen ticari su bazlı boyaya (Ral 6034, Ral 7012, Ral 9003), üç farklı kil esaslı katkı maddesi (kaolin, montmorillonit ve sepiyolit) üç farklı oranda (%0.5-1-2) ilave edilerek boya testleri gerçekleştirilmiş ve bu ilavelerin bazı boya özelliklerine etkisi incelenmiştir. Yapılan testler sonucunda, katkısız ticari su bazlı boyalara benzer parlaklık, çapraz kesme yapışma sınıfı, renk ölçümü ve FT-IR sonuçları elde edilmiştir. Katkısız boyaların test sonuçlarına en yakın değerler; “Ral 6034+%1 kaolin”, “Ral 7012+%2 mmt” ve “Ral 9003+%0.5 kaolin” kombinasyonlarında elde edilmiştir. Bu boyaların diğer özellikleri bozulmadan, yapışma mukavemetlerinde Ral 6034+%1 kaolin, Ral 7012+%2 mmt ve Ral 9003+%0.5 kaolin kombinasyonları için sırasıyla, %11.1, %55 ve % 3.9 artış gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaolin, Montmorillonit, Sepiyolit, Su bazlı boya, Yapışma mukavemeti

Kaynakça

• [1] Gamez-Espinosa E, Deya C, Ruiz F, Bellotti N."Long-term field study of a waterborne paint with a nano-additive for biodeterioration control". Journal of Building Engineering, 50, 104148-104152, 2022.
• [2] Vaziri Hassas B, Karakaş F, Çelik MS. "Substitution of TiO2 with pcc (precipitated calcium carbonate) in waterborne paints”. Progress in Organic Coatings, 83, 64-70, 2015.
• [3] Bieleman J, Additives for Coatings. Weinheim, Germnay, John Wiley & Sons. 2008.
• [4] Semiz B. “Pamukkale (Denizli) bölgesi killerinin karakteristik özellikleri ve seramik sektöründe kullanılabilirlikleri”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 24(6), 1237-1244, 2018.
• [5] Thakur VK, Thakur MK, Pappu A. Hybrid Polymer Composite Materials. Physical Properties of Hybrid Polymer/Clay Composites. 1st ed. Cambridge, United Kingdom, Woodhead Publishing, 2017.
• [6] Tunçgenç, M, Boya Teknolojisine Giriş. 1. Baskı. İzmir, Türkiye, Akzo Nobel Kemipol AŞ, 2004.
• [7] Ciullo PA, Industrial Minerals and Their Uses. A Handbook and Formulary. New Jersey, United States, Noyes Publications, 1996.
• [8] Kolancılar H. "The catalyst from the ground: montmorillonite". Trakya University Journal of Natural Sciences,14(1), 43-59, 2013.
• [9] Yıldız K, Yıldız, Z. “Polimerik kaplamalı kumaşlarda görüntü işleme ile niceleme ve karakterizasyon uygulaması”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 24(2), 255-259, 2018.
• [10] Akın Y, Çelik M. "Montmorillonit tipi killerin elektrokinetik davranışı". Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmir, Türkiye, 21-22 Nisan 1995.
• [11] Koltka S, Can F, Sabah E. "Sepiyolitlerin zenginleştirilmesi ve reolojik özelliklerinin iyileştirilmesi". 15. Ulusal Kil Sempozyumu, Niğde, Türkiye, 19-22 Eylül 2012.
• [12] Alicilar A, Ökenek F, KAYRAN B, TUTAK M."Bor katkılı stiren akrilik boyaların alev geciktirme, duman bastırma ve antibakteriyel etkinlikleri". Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30(4), 701-709, 2015.
• [13] Acaralı N, Çifte T. "Çinko Borat ve Mısır Püskülü İçerikli Su Bazlı Boya Özelliklerinin Geliştirilmesi". Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 22(3), 922-927, 2018.
• [14] Karakaş F, Hassas B, Çelik M. "Effect of precipitated calcium carbonate additions on waterborne paints at different pigment volume concentrations". Progress in Organic Coatings, 83, 64-70, 2015.
• [15] Küçükoğlu C. Alüminyum Yüzeylere Uygulanan u Bazlı ve Solvent Bazlı Boyaların Çevresel Etki ve Dayanımlarının İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitesi. Ankara, Türkiye. 2021.
• [16] Türk Standartları Enstitüsü. "Boyalar ve vernikler- Metalik olmayan boya filmlerinin 20, 60 ve 85 açılarda parlaklık tayini ". Ankara, Türkiye, 2813, 2014.
• [17] Türk Standartları Enstitüsü. "Boyalar ve vernikler- Çapraz kesme deneyi". Ankara, Türkiye, 2409, 2020.
• [18] Narayanswamy S, Krishnan H. "PDMS as an Alternate Transmittance Cell Kit in an FTIR Spectrometer". Procedia Engineering, 64, 361-366, 2013.
• [19] Uçurum M, Toraman ÖY, Çayırlı S. “Mikronize öğütme ve kaplama işlemlerinin kalsitin renk parametreleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi”. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 6, 174-179, 2017.
• [20] Karabulut HA, Kapaklı, Y. “Sepiyolit cevherinin genel özellikleri ve ısıl davranışı”. Konya Journal of Engineering Sciences, 10(1), 249-273, 2022.
• [21] İpek F. Tekstil Renklerinin Görsel Renk Yönetim Sistemi ile Değerlendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi. Pamukkale Üniversitesi, Denizli, Türkiye, 2018.
• [22] Verma G. "Weathering, salt spray corrosion and mar resistance mechanism of clay (nano-platelet) reinforced polyurethane nanocomposite coatings". Progress in Organic Coatings, 129, 260-270, 2019.
• [23] Chen G, Liu S, Chen S, Qi Z. “FTIR spectra thermal properties and dispersibility of a montmorillonite nanocomposite”. Macromolecular Chemistry and Physics, 202(7), 1189-1193, 2001.
• [24] Patel HA, Somanı RS, Bajaj HC, Jasra RV. " Nanoclays for polymer nanocomposites, paints, inks, greases and cosmetics formulations, drug delivery vehicle and waste water treatment". Bulletin of Materials Science. 29, 133-145, 2006.
• [25] Verma S, Das S., Mohanty S, Nayak SK. "Development of multifunctional polydimethylsiloxane (PDMS)‐epoxy‐zinc oxide nanocomposite coatings for marine applications". Wiley Polymers Advanced Technology Dergisi, 30(9), 2275-2300, 2019.
• [26] Verma G. "Weathering, salt spray corrosion and mar resistance mechanism of clay (nano-platelet) reinforced polyurethane nanocomposite coatings". Progress in Organic Coatings, 129, 260-270, 2019.