Epoksi Kaplamalarında Amin Terlemesi Oluşması
- 16 Ekim 2018
- Yayınlayan: Stm Coatech
- Kategori: Eğitici Makaleler
Epoksi kaplamalar, endüstriyel ve denizel ortamlarda en çok kullanılan malzemelerden bazılarıdır. Epoksi malzemeler tipik olarak mükemmel yapışma, kimyasal direnç ve su geçirmezlik özelliklerine sahiptir, bu da onları bu ortamlar için birinci sınıf aday kaplamalar / astarlar yapmaktadır.
Epoksi Kaplamalarında Amin Terlemesi Oluşması
Epoksi kaplamalar, endüstriyel ve denizel ortamlarda en çok kullanılan malzemelerden bazılarıdır. Epoksi malzemeler tipik olarak mükemmel yapışma, kimyasal direnç ve su geçirmezlik özelliklerine sahiptir, bu da onları bu ortamlar için birinci sınıf aday kaplamalar / astarlar yapmaktadır. Epoksiler, bir bileşeni epoksi reçinesini barındıran ve diğer bileşeni bir kürleme maddesi içeren iki bileşenli materyal olarak formüle edilir. Kürleme maddeleri, çapraz bağlı bir kaplama reçinesi oluşturmak amacıyla epoksi reçinesine tepki vermek için kullanılır. Aslında, birçok epoksi materyali kaplamanın bir süre karıştırılarak (ör. 30 dakika) reaksiyona girebildiği ve bu nedenle çapraz bağlanmanın mümkün olduğu zaman bir “indüksiyon zamanı” veya “terleme zamanı” olarak bilinir. Epoksi materyallerin pek çok reaktif kürleme maddesi olmasına rağmen, bu makalenin odak noktası amin ile kürlenen epoksiler üzerindedir.
Amin ile kürlenen epoksiler, reçine bileşenindeki epoksi fonksiyonel gruplarla reaksiyona giren aktif bir amin fonksiyonel gruba sahiptir. Amin terlemesi; su, karbon dioksit ve epoksi kaplamaların amin bileşeni arasında meydana gelen kimyasal bir reaksiyondur. Aminler higroskopiktir, bu da nemi havadan emmeye eğilimli oldukları ve mevcut nem ve karbondioksit ile reaksiyona girmeye meyilli oldukları anlamına gelir. Terlemeyi oluşturan kimyasal reaksiyonlar aşağıda gösterilmiştir:
Bu noktada, karbamat karbon dioksit ile reaksiyona girmeye devam eder ve amonyum bikarbonatı oluşturur. Bu reaksiyon zinciri, büyük ölçüde amonyum bikarbonat tuzlarına bağlı olan, iyileştirilmiş epoksi malzemenin yüzeyinde ortaya çıkan yapışkan, yağlı veya mumlu bir filme yol açabilir. Yüzey üst kaplama yapılacaksa, amin terlemesinin mevcudiyeti, kaplama tabakaları arasında bir bağ kırıcı görevi görebilir. İki tabakanın yapışması ciddi şekilde azalır ve muhtemelen kaplama başarısızlığına neden olur.
Epoksilerle çalışırken oluşan amin terlemesi; katların düşük yapışma probleminin yanı sıra, estetik, sarıya daha fazla meyil, leke direncinin azalması, düşük parlaklık, kaplamanın yumuşaması, kimyasal direncin azaltılması gibi diğer birçok zorluğa neden olabilir. Ek olarak, amin bileşeni su ve karbondioksit ile reaksiyona girdiğinde, epoksi reçinesinin bir kısmını reaksiyona girmeden bırakabilir. Bu, kaplamayı sertleştirilmiş halde bırakır ve kaplamanın direnç özellikleri tehlikeye girebilir.
Bazı epoksiler, terlemeye karşı daha duyarlı olsalar bile, terlemeye sebep olacak koşullar mevcutsa bu reaksiyona kurban olabilirler. Bu nedenle, terlemeye sebep olacak faktörleri en aza indirmek önemlidir. Bunu başarmanın en iyi yolu, amin materyallerinin neme ve karbondioksite maruz kalmasını kontrol etmek ve kaplamanın üreticinin amaçladığı şekilde tepki vermesini sağlamaktır.
İlk olarak, malzemelerin kürlenmesi sırasında sıcaklığın oynadığı rolün anlaşılması önemlidir. Düşük sıcaklıkta bir kaplamanın uygulanması, reaksiyon oranını yavaşlatır ve daha uzun amin maruziyeti nedeniyle terleme olasılığını arttırır. Ek olarak, çiğlenme noktası sıcaklığının (nemin yoğunlaşacağı sıcaklık) farkında olmak her zaman önemlidir. Sıcaklık çiğlenme noktasının altında olduğunda kaplama uygulaması tavsiye edilmez ve epoksiler söz konusu olduğunda, eğer sıcaklık çiğlenme noktasının yakınında tutulursa, sıcaklıktaki bir düşüş substrat üzerinde hatta kaplama üzerinde yoğunlaşmaya neden olabilir. Düşük sıcaklıklar uygulama sırasında bir soruna neden oluyorsa, hava ve yüzey sıcaklıklarını yükseltmek için ısı kullanılabilir. Bunun için ısıtıcı kullanımını gerekebilir, fakat özellikle havalandırması iyi olmayan mekanlarda fazla karbon dioksit ve nem oluşturabileceğinden başka sorunlar ortaya çıkabilir. İdeal sıcaklık ve nem koşullarının mevcut olduğu ancak amin terlemesi ile sonuçlanan kötü havalandırma uygulamalarının da pekçok örneği mevcuttur.
Tartıştığımız gibi, amin bileşeni ve karbondioksit ile birlikte havadaki nem, bir amin terlemesi oluşturmak üzere tepkimeye girer. Yüksek nem de amin terlemesi oluşumuna neden olabilir. Yüksek nem koşulları mevcut olduğunda çiğlenme noktası sıcaklığı önemli bir rol oynar ve kürlenme işlemi sırasında yoğuşmayı önlemek için yüzey sıcaklığının çiğlenme noktasının en az 5 ° F üzerinde olduğunu doğrulamak önemlidir. Söylemeye gerek yok ki, gözle görülebilir ıslak bir yüzey üzerinde her türlü yağmur olayında uygulama, aminin nemle reaksiyona girme olasılığını artıracaktır.
Amin terleme riskini daha da azaltmak için, kaplamanın bileşenlerinin, reaksiyona girecek şekilde formüle edilip o şekilde reaksiyona girmesi zorunludur. Örneğin, indüksiyon zamanı ihmal edilirse ve ürün karıştırmadan hemen sonra uygulanırsa, amin epoksi bileşeni ile reaksiyona girmek için yeterli zamana sahip olmayacaktır, ancak havadaki nem ile reaksiyona girebilecek ve amin terlemesine neden olabilecektir. Bileşenlerin karışım oranı aynı derecede önemlidir. Karıştırma sırasında fazla miktarda amin bileşeni eklenirse, epoksi bileşeni uygun şekilde amin ile reaksiyona girecek ve denge, nem ve karbondioksit ile temas edene kadar serbest tepkimeye girmemiş amin olarak kalacaktır.
Amin terlemesinin mevcut olup olmadığını anlamanın veya meydana geldiğinden şüphelenildiğinde varlığını doğrulamanın birkaç yolu vardır. Daha önce tarif edildiği gibi, amin terlemesi tipik olarak kendisini kaplama yüzeyinde yağlı veya mumlu bir film olarak gösterir ve genellikle çıplak gözle görülebilir. Genellikle sarı, bulanık veya sütlü bir görünüme sahiptir. Filmin yapışkan yapısı (bir kez okside olmaya başladığı zaman) kir veya döküntü toplamasına yol açabilir. Yapılabilecek saha testleri de vardır. Böyle bir test pH kağıdı kullanılarak gerçekleştirilir. Amin terlemesi alkalindir, bu yüzden yüksek bir pH değeri, bir amin terlemesi varlığını gösterebilir. pH testine getirilen bir sınırlama, yüzey kontaminasyonu gibi diğer faktörlerin yüksek bir pH’ı tetikleyebilmesi ve yüksekliğin amin terlemesinin varlığından kaynaklanmamasıdır. pH testine ek olarak, temiz kontrol yüzeyine kıyasla, kaplama yüzeyindeki karbamatların varlığını tespit etmek için bir saha test kiti kullanılabilir.
Bir kaplama hatası meydana geldiğinde, varlığının adli kanıtını sağlamak için Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) kullanılabilir; bununla birlikte FTIR kantitatif bir teknik değildir ve delaminasyona neden olmak için yeterli olan amin terlemesi miktarı ölçülmemiştir.
Yüzeyde bir amin terlemesi oluşursa, sorunu düzeltmek için çok geç değildir. Yeniden kaplamaya başlamadan önce kaplama üreticisine danışılmalıdır. Aslında, ürünün formülasyonuna bağlı olarak, üretici, serin veya yüksek nemli koşullar altında amin terlemesinin meydana gelmesini bekleyebilir. Amin terlemesi suda çözünür olduğundan, çıkarılması doğal olarak karmaşık değildir. Çoğu zaman, imalatçı, yüzeyin üstünü örtmeden önce deterjan ve su veya yağ çözücü ile yıkamanızı tavsiye eder. Bu durumlarda, yüzeyin iyice durulandığı ve yeniden kaplanmadan önce tüm temizliyicilerin çıkarıldığını doğrulamak önemlidir.
Eğer terleme, bir filmin aksine, bulanık bir üst yüzeyden daha fazla mevcutsa, yüzeyin hafifçe aşınması, daha etkili bir çıkarma işlemi olabilir. Bununla birlikte, terlemiş kaplama üst kaplamaya sahip değilse, kaplamanın dokusuna, parlaklığına veya yüzeyine zarar vermemeye özen gösterilmelidir.
STM Coatech, SSPC PCI (Uluslararası Kaplama Enspektörlüğü) ve Corrodere (MPI Group England) Türkiye, Romanya, Ukrayna, Gürcistan, Rusya, Azerbaycan, Turkmenistan, Kazakistan, Irak, Katar, Kuveyt, Umman, Sudan ve Cezayir resmi lisansörüdür.
Ayrıca Türkiye başta olmak üzere yukarıda bahsetmiş olduğumuz ülkelerin yetkili sınav merkezidir. Corrodere Enspeksiyon Kursları aşağıda sıralanmıştır.
1.Icorr Level 1
2.Icorr Level 2
3.Icorr Level 3
4.IMO PSPC
5.Corrodere Hot Galvanizing
6.Corrodere Insulation Inspector
7.Practical Workshop Icorr 1,2,3
8.Corrodere Marine & Offshore Inspector
9.Transition to IcorrReferanslar:
- KTA University, The Formation of Amine Exudate (Blushing) of Epoxy Coatings, Erişim Tarihi: 19 Eylül 2018, https://ktauniversity.com/amine-exudate-epoxy-coatings/
- Paint and Coatings Industry, Amine Blushing and Blooming of Epoxy Binder Systems in Protective Coatings, Erişim Tarihi: 19 Eylül 2018, https://www.pcimag.com/articles/85460-amine-blushing-and-blooming-of-epoxy-binder-systems-in-protective-coatings