فرمولاسيون پوشش متاليك خود لايه شونده بر پايه پلي‌يورتان با بهره گيري از روش طراحي آزمايش تاگوچي

Self-Stratifying Metallic Coating Formulation Based on Polyurethane using Taguchi Experimental Design Method

در اين پژوهش، پوشرنگ رويه متاليك از نوع خود لايه شونده بر پايه رزين پلي يورتان متشكل از پلي ال اكريليك بصورت تك لايه و با براقيت بالا، بدون استفاده از لايه لاك بيرنگ (لايه شفاف فاقد رنگدانه)، با هدف پوشش دهي قطعات صنعتي و لوازم خانگي و بعضا تعمير بدنه خودرو بالانس و طراحي شد. هدف از انجام كار، كاهش ميزان مواد مصرفي، خطاي كار و زمان پوشش دهي نسبت به حالت مرسوم و سنتي(بصورت دو لايه پوشش متشكل از پوشش مياني متاليك و يك لاك بيرنگ شفاف) بوده است. براي طراحي آزمونها (DOE) از روش تاگوچي جهت بهينه يابي نوع و مقدار مواد اوليه اصلي تاثيرگذار بر پوشش اعم از نوع رزين آكريليك پلي ال، سلولز يوتيرات استات و وكس استفاده شد. آزمونهاي مختلف نظير چسبندگي، براقيت، سختي، ميزان ابلقي شدن، مه نمك، غوطه وري بر روي پوشرنگهاي بهينه شده انجام شد. نتايج براي نمونه بهينه نشان دهنده ميزان چسبندگي درجه (5B)، براقيت در حدود 89 درصد، ميزان ابلقي شدن در سطح 51 و سختي در حد 210 ثانيه با مقياس پرسوز بود. همچنين هيچ گونه رسوب و ته نشيني در حالت مايع مشاهده نشد و نتايج آزمونهاي مقاومت در برابر رطوبت و غوطه وري در آب، بر اساس معيارهاي استاندارد در قياس با نمونه هاي دولايه مرسوم، قابل قبول و تاييد بودند.

In this study, self-stratified metallic surface coating based on polyurethane resin consisting of single-layer polymer acrylic with high gloss, without the use of clear coat, with the aim of covering industrial parts, home appliances and even car body repair was designed and formulated. The purpose of the work was to reduce the amount of consumables, work error and coverage time compared to the conventional and traditional coating (two layers of coating consisting of metallic base coat and clear coat). To design the experiments (DOE), the Taguchi method was used to optimize the type and amount of the main raw materials, including polyol acrylic resin type, cellulose acetate butyrate and wax. Various tests such as adhesion, gloss, hardness, abrasion salt fog and immersion were performed on the formulated coatings. The results showed, for example, an optimal adhesion rate of (5B), a gloss about 89%, mottling level of 51, and hardness of 210 seconds. Also, no sedimentation was observed in the liquid state and the results of moisture resistance and water immersion tests were acceptable based on standard criteria, compared to conventional double-layered samples.