Pagtuon sa Polyethylene Powder Coatings para sa Battery Boxes

abstract

Unom ka klase sa polyethylene powder coatings para sa mga battery box ang gidisenyo pinaagi sa blending modification sa polyethylene nga adunay lain-laing mga kabtangan. Pinaagi sa pagsulay sa melt flow rate, mechanical properties, ug acid resistance sa mga coating films sa polyethylene powder coatings nga nakuha gikan sa lain-laing blending schemes, ang pormula sa polyethylene powder coating nga adunay labing maayo nga komprehensibo nga performance ang gisusi. Ang giandam nga polyethylene powder coating makatubag sa mga kinahanglanon sa surface leveling sa mga battery box, ug sa samang higayon adunay maayo kaayong mechanical properties ug chemical resistance, nga epektibong makapauswag sa service life sa mga battery box.

keywords

Kahon sa baterya; polyethylene; Pagsagol; Mga powder coating
Klasipikasyon Code: TQ637.82
Kodigo sa Dokumento: A

1 Pasiuna

Uban sa labi ka higpit nga mga kinahanglanon alang sa pagpanalipod sa kalikopan, ang pagpugong sa mga pagbuga sa tambutso sa gas ug pagkunhod sa polusyon sa hangin nahimo’g hinungdanon nga mga indikasyon sa pagpanalipod sa kalikopan [1].

Ang tradisyonal nga mga salakyanan sa gasolina sa kasagaran naggamit og fossil fuel isip tinubdan sa kuryente, ug ang ilang labing seryoso nga disbentaha mao ang pagbuga sa daghang tambutso nga gas, nga grabeng makahugaw sa kinaiyahan. Sa kasukwahi, ang mga bag-ong salakyanan sa enerhiya nga naggamit sa mga baterya sa pagtipig ingon gahum sa traksyon wala maghimo mga pagbuga sa tambutso ug wala’y hinungdan nga polusyon sa atmospera, mao nga kini labi nga gipaboran sa merkado [2].

Sa panahon sa serbisyo sa kinabuhi sa industriyal nga mga kahon sa baterya, sila naguba sa acid sa baterya, nga nagpadali sa kaagnasan ug kapakyasan sa mga kahon. Busa, ang anti-corrosion sa mga kahon sa baterya kanunay nga usa ka mainit nga hilisgutan sa panukiduki. Ang mga kahon sa baterya sa industriya kasagaran ginama sa carbon steel, nga sa iyang kaugalingon walay maayo nga anti-corrosion performance [3].

Busa, pinaagi lamang sa paghimo sa ibabaw nga pagtambal sa sulod ug sa gawas nga mga bungbong sa mga kahon nga ang ilang anti-corrosion performance epektibo nga molambo. Ang usa ka sagad nga gigamit nga teknolohiya sa pagtambal sa nawong mao ang pag-apply sa usa ka layer sa anti-corrosion coating sa ibabaw sa kahon, ug ang coating gikinahanglan nga dili lamang makasukol sa acid erosion apan magsunod usab pag-ayo sa substrate.

Ang mga polyethylene powder coatings kasagarang gilangkoban sa polyethylene resin, mga additives, fillers, pigments, ug uban pa. Kini mga thermoplastic powder coatings nga adunay maayo kaayong kemikal nga resistensya ug taas nga gasto.

Gikonsiderar ang mga kinahanglanon nga anti-corrosion sa mga kahon sa baterya, ingon man ang mga kinahanglanon alang sa hitsura ug gasto, ang polyethylene powder coatings usa ka mahimo nga mahimo sa ekonomiya nga kapilian nga anti-corrosion coating. Apan, adunay usa ka panagsumpaki tali sa mekanikal nga mga kabtangan ug fluidity sa polyethylene. Ang polyethylene powder coatings kasagaran lisud nga adunay maayo kaayo nga fluidity ug mekanikal nga mga kabtangan, mao nga kini kinahanglan nga usbon aron matubag ang mga kinahanglanon sa coating sa mga kahon sa baterya. Sa kini nga pagtuon, pinaagi sa pagsagol sa pagbag-o sa polyethylene nga adunay lainlaing mga kabtangan, usa ka polyethylene powder coating alang sa mga kahon sa baterya ang gidisenyo. Kini nga coating adunay maayo kaayo nga mekanikal nga mga kabtangan, pagsukol sa kemikal, taas nga pagdikit, ug maayo nga pag-level sa nawong.

2 Eksperimental nga Seksyon

2.1 Eksperimental nga Hilaw nga Materyal ug Instrumento

2.1.1 Hilaw nga Materyal

• Polyethylene (PE-A, PE-B, PE-C): Sinopec;
• Polyethylene (PE-D): Dow Chemical;
• Polyethylene (PE-E): Prime Polymer Co., Ltd., Japan;
• Polyethylene adhesive (MAH-g-PE): Modelo SZ-07, Huangshan Beno Technology;
• Antioxidant: Model K7001, Luan JIENT;
• Light stabilizer: Modelo UV531, BASF;
• Polyethylene wax flow agent: Shanghai Additive Factory;
• Nucleating agent: Model Hyperform HPN-20E, Milliken Chemical, USA;
• Pigment nga carbon black: Model R600R, Cabot.

2.1.2 Mga Instrumento

• Twin-screw extruder: Model T-35, Nanjing Rub Machine , Ltd.;
• Plate vulcanizing machine: Model XLB-D, Huzhou Shyn Machinery Co., Ltd.;
• Environmental stress cracking tester: Model NYK-06, ChengdeTesting Equipment Co., Ltd.;
• Universal testing machine para sa mga plastik: Model WDS-3, Boyi InstruEquipment Co., Ltd.

2.2 Mga Pamaagi sa Eksperimento

2.2.1 Pag-andam sa Powder Coatings

Ang mga hilaw nga materyales gitimbang sumala sa pormula sa Talaan 1 ug gidugang sa usa ka mixer alang sa high-speed nga pagsagol. Ang sagol dayon gidugang ngadto sa usa ka twin-screw extruder para sa matunaw nga extrusion granulation sa 160°C. Ang mga granules gibutang sa usa ka galingan aron madugmok ngadto sa pulbos, gisundan sa klasipikasyon ug sieving.

Talaan 1 Pormula sa Polyethylene Powder Coating

2.2.2 Pag-andam sa mga Coating

Usa ka fluidized bed dipping method ang gigamit sa pag-andam og polyethylene powder coatings sa ibabaw sa mga battery box. Ang ibabaw sa battery box unang gi-sandblast, dayon gipainit sa 250-350°C sa oven. Pagkahuman niana, ang polyethylene powder coating gi-apply pinaagi sa fluidized bed dipping, ug ang plasticization nakab-ot gamit ang nahabilin nga kainit sa workpiece o pinaagi sa pagbutang niini sa oven.

2.2.3 Pag-andam sa mga Sampol alang sa Pagsulay sa Pagganap

Ang mga sample alang sa pagsulay sa mekanikal nga mga kabtangan sa polyethylene powder giandam pinaagi sa compression molding.

2.3 Pagsulay sa Pagganap

• Ang melt flow rate (MFR) sa polyethylene powder coatings gisulayan sumala sa GB / T 3682-2018;
• Ang environmental stress cracking (ESC) performance sa polyethylene powder coatings gisulayan subay sa GB/T 1842-2008;
• Ang tensile properties sa polyethylene powder coatings gisulayan sumala sa GB / T 1040.2-2018;
• Ang acid resistance sa polyethylene powder coatings gisulayan gamit ang 30% (mass fraction) sulfuric acid solution uyon sa GB / T 11547-2008;
• Ang adhesion sa polyethylene powder coatings gisulayan sumala sa GB / T 9286-2008.

Ang nag-unang performance indicators sa polyethylene powder coatings para sa battery boxes gipakita sa Table 2.

Table 2 Main Performance Indicators sa Polyethylene Coatings para sa Battery Boxes

3 Mga Resulta ug Panaghisgutan

3.1 Pagtuki sa Pagganap sa Polyethylene

Ang pag-analisar sa mga parameter sa pasundayag sa lainlaing mga lahi sa polyethylene usa ka kinahanglanon alang sa pagdesinyo sa pormula sa sinagol nga polyethylene powder coatings. Niini nga pagtuon, 5 ka lain-laing mga matang sa polyethylene ang gipili isip hilaw nga materyales alang sa powder coatings, ug ang ilang mga kabtangan gisulayan subay sa may kalabutan nga mga sumbanan. Ang mga resulta gipakita sa Talaan 3.

Sama sa makita gikan sa Talaan 3, ang PE-A ug PE-B adunay hilabihan ka taas nga mga rate sa pagtunaw sa pagtunaw, aron sila makatagbo sa mga kinahanglanon alang sa taas nga pag-level sa ibabaw sa coating. Bisan pa, ang katig-a sa PE-A ug PE-B medyo dili maayo. Ang elongation sa break sa PE-A mao lamang ang 100%, ug ang stress cracking resistance nga oras niini mao lamang ang 1 h, mao nga dili kini makatagbo sa mekanikal nga mga kinahanglanon sa mga kahon sa baterya. Ang PE-C usa ka linear nga low-density polyethylene nga adunay kasarangan nga pagtunaw nga rate sa pag-agos, nga mahimo’g makatubag sa mga kinahanglanon sa pag-level sa ordinaryong mga coating, apan ang kalig-on niini dili usab kabus. Parehong PE-D ug PE-E mga metallocene linear low-density polyethylene, ug pareho nga adunay maayo kaayo nga katig-a ug kusog nga tensile. Ang kalainan mao nga ang PE-E adunay usa ka hilabihan ka ubos nga indeks sa dagan sa pagtunaw, nga dili makatagbo sa mga kinahanglanon sa hitsura sa pag-level sa coating.

Talaan 3 Mga Kinaiya sa Nagkalainlain nga Matang sa Polyethylene

3.2 Pagpili ug Pag-optimize sa Polyethylene

Ang melt flow rate (MFR) sa polyethylene usa ka timailhan nga nagpakita sa fluidity sa polyethylene sa hot-melt state, ug kini sa usa ka sukod nagrepresentar sa leveling effect sa polyethylene coating. Kasagaran, kung mas taas ang kantidad sa MFR, mas maayo ang epekto sa pag-level sa coating. Apan, kon mas taas ang bili sa MFR, mas ubos ang relatibong molekular nga masa sa polyethylene kasagaran, ug mas grabe ang mekanikal nga mga kabtangan niini. Busa, sa kasagaran lisud ang pagtagbo sa mga kinahanglanon sa duha ka fluidity ug mekanikal nga mga kabtangan sa samang higayon, nga gipamatud-an usab sa mga resulta sa pagsulay nga gipakita sa Table 3. Kung ang polyethylene nga adunay lain-laing mga kabtangan gisagol ug gigamit nga magkauban aron mahimo ang sagol nga adunay maayo kaayo nga fluidity ug mekanikal nga mga kabtangan, sa teoriya, ang polyethylene powder coatings nga adunay komprehensibo nga mga kabtangan nga nagtagbo sa mga kinahanglanon mahimong maandam.

Talaan 4 Lainlaing Blending Scheme

 Makita gikan sa Talaan 3 nga ang PE-A ug PE-B adunay taas nga lebel sa pagtunaw, apan ang PE-B adunay medyo mas taas nga kalig-on, mao nga ang PE-B mahimong gamiton isip materyal nga matrix aron mapalambo ang fluidity sa sagol; Ang PE-D ug PE-E adunay maayo nga mekanikal nga mga kabtangan ug mahimong gamiton isip mga materyales sa matrix aron mapalambo ang mekanikal nga mga kabtangan sa sagol. Bisan pa, ang PE-E adunay gamay nga rate sa pagtunaw sa pagtunaw, mao nga dili kini angay ingon usa ka materyal nga matrix. Alang sa polyethylene nga adunay usa ka dako nga aberids nga paryente nga molekular nga masa, sama sa PE-E, ang kadena sa pagkalot sa kadena taas ug ang rate sa pag-agos ubos. Bisan pa, kung kini gipailalom sa gawas nga mga karga, ang mekanismo sa ani niini kasagaran nga paggunting sa deformation, ug ang dayag nga pag-agos sa molekula dili sayon ​​​​nga mahitabo, mao nga kini adunay taas nga kusog ug kalig-on [6]. Busa, ang PE-B ug PE-D gisagol sa lain-laing mga proporsiyon aron sa pag-andam sa sinagol nga giusab nga polyethylene. Sa parehas nga oras, aron mapauswag ang puwersa sa pagbugkos tali sa polyethylene powder coating ug substrate sa kahon sa baterya, kinahanglan nga idugang ang angay nga kantidad sa polyethylene adhesive (MAH-g-PE). Ang polyethylene adhesive usa ka binder nga giandam pinaagi sa pagsumbak sa maleic anhydride ngadto sa polyethylene. Sa konklusyon, 6 ka lainlaing mga laraw sa pagsagol ang gidisenyo, ingon sa gipakita sa Talaan 4.

3.3 Pag-analisa sa Pagganap sa Polyethylene Powder Coatings

Base sa Table 1, sumala sa blending schemes sa Table 4, ang mga hilaw nga materyales gisagol, extruded, ug gidugmok aron sa pag-andam sa polyethylene powder coatings. Ang matunaw nga rate sa pag-agos, tensile properties, stress cracking resistance, ug acid resistance sa powder coatings gisulayan subay sa nasudnong mga sumbanan. Ang mga resulta gipakita sa Table 5.

Talaan 5 Mga Resulta sa Pagsulay sa Pagganap sa Nagkalainlain nga Blending Scheme

Ingon sa makita gikan sa Talaan 5, ang pagtunaw nga rate sa pag-agos sa sagol nga paspas nga mikunhod uban ang pagtaas sa proporsyon sa PE-D. Kini nag-una tungod kay kung ang PE-B (nga adunay ubos nga relatibong molekular nga masa) gisagol sa PE-D (nga adunay taas nga relatibong molekular nga masa) ug natunaw-extruded sa usa ka extruder, ang taas nga mga kadena sa molekula nagputos sa mugbo nga mga kadena sa molekula, nga miresulta sa usa ka paspas nga pagkunhod sa rate sa pagtunaw. Busa, ang dugang nga kantidad sa polyethylene nga adunay ubos nga fluidity adunay dako nga impluwensya sa fluidity sa sagol, ug ang espesyal nga konsiderasyon kinahanglan nga ihatag sa iyang dugang nga kantidad sa diha nga ang pagdesinyo sa pormula sa mixed polyethylene powder coatings. Gikan sa laing panglantaw, ang fluidity sa PE-D (polyethylene nga adunay ubos nga fluidity) mahimo usab nga madugangan pag-ayo human isagol sa PE-B (polyethylene nga adunay medyo taas nga fluidity). Kini tungod kay ang polyethylene nga adunay mugbo nga mga kadena sa molekula mahimong madasok sa polyethylene nga adunay tag-as nga mga kadena sa molekula, hinungdan nga kini maporma nga usa ka layered nga istruktura, sa ingon makapahuyang sa pagkagapos sa kadena sa molekula. Ang mga modifier sa agos alang sa taas nga paryente nga molekular nga masa nga polyethylene kasagarang naggamit niini nga prinsipyo aron mapauswag ang pagka-fluid sa polyethylene [7].

Makita usab gikan sa Table 5 nga ang tensile strength ug elongation sa break sa mixed polyethylene powder coatings anam-anam nga motaas uban sa pagdugang sa gidaghanon sa PE-D, nga nagpakita nga ang compatibility tali sa duha ka lain-laing mga matang sa polyethylene maayo. Kini nag-una tungod kay ang enthalpy ug entropy nga mga kantidad sa PE-B ug PE-D managsama, mao nga walay pagbag-o sa libre nga enerhiya sa sagol, ug ang pagkaangay tali sa duha ka matang sa polyethylene taas. Kung itandi sa Scheme 1, ang Scheme 6 adunay usa ka mahinungdanon nga pagtaas sa kusog, ang elongation sa break nadugangan sa 2 nga mga panahon, ug ang coating kalig-on sa kamahinungdanon milambo. Bisan kung ang kalig-on sa coating ug kalig-on labi nga gipauswag sa pagtaas sa pagdugang nga kantidad sa PE-D, ang rate sa pag-uswag labi ka ubos kaysa sa pagkunhod sa rate sa pagtunaw sa dagan. Kini tungod kay ang pag-apil sa PE-B makapakunhod sa molekular nga kadena nga entanglement density sa PE-D, nga naghimo sa molekular nga pag-agay sa kadena nga mas lagmit nga mahitabo sa panahon sa proseso sa pag-inat, samtang ang epekto sa pag-shearing nahuyang.

Alang sa polyethylene coating nga gipadapat sa ibabaw sa kahon sa baterya, ang pagpagawas sa stress nga gipahinabo sa kalagmitan sa internal nga istruktura nga mag-stabilize ug ang konsentrasyon sa stress nga naporma sa mga suok nga lugar mahimong hinungdan sa pag-crack sa coating. Busa, ang stress cracking resistance usa ka importante nga sukdanan sa pagsukod sa serbisyo sa kinabuhi sa coating. Makita gikan sa environmental stress test nga mga resulta sa Table 5 nga ang stress cracking resistance sa polyethylene powder coating nahiuyon sa iyang kalig-on, nga mao, kon mas taas ang coating toughness, mas maayo ang stress cracking resistance. Ang PE-D makapauswag sa stress cracking resistance sa mixed polyethylene powder coating.

Ang polyethylene powder coating alang sa mga kahon sa baterya padayon nga gibuak sa acid sa baterya, mao nga kini kinahanglan nga adunay maayo kaayo nga anti-corrosion performance. Makita gikan sa acid resistance test nga mga resulta sa Table 5 nga human ang polyethylene powder coating nga giandam sa Scheme 1 maunlod sa acid solution, walay mga bubbles o dissolution, apan grabe nga paghubag mahitabo, ug ang coating adhesion grade 5 lamang; kon itandi sa Scheme 1, ang coating nga giandam sa Scheme 2 medyo gamay ra ang paghubag human ma-corroded sa acid solution, ug ang adhesion moabot sa grade 3; ang polyethylene coatings nga giandam sa ubang mga laraw walay klaro nga corrosion phenomenon, ug ang coating adhesion mahimong makaabot sa ibabaw sa grade 1. Ang Metallocene PE-D mismo adunay maayo kaayo nga kemikal nga pagsukol, mao nga uban sa anam-anam nga pagtaas sa gidaghanon sa pagdugang niini, ang anti-corrosion performance sa coating anam-anam nga gipalambo.

Pinaagi sa mga pagsulay sa pasundayag sa polyethylene powder coatings nga adunay lain-laing mga pormula nga gidisenyo sa ibabaw, ang mga resulta nagpakita nga ang polyethylene powder coatings nga giandam sa Scheme 3 ug Scheme 4 dili lamang adunay taas nga fluidity, apan usab adunay maayo kaayo nga mekanikal nga mga kabtangan ug anti-corrosion performance, nga makatagbo sa mga kinahanglanon sa performance sa powder coatings alang sa mga kahon sa baterya. Sa kinatibuk-an, ang mas taas nga matunaw nga rate sa pag-agos sa polyethylene powder coatings, mas maayo ang pag-leveling performance ug mas hapsay ang coating surface. Kung ang matunaw nga rate sa pag-agos sa sagad nga gigamit nga polyethylene powder coatings labi ka taas sa 10 g / (10 min), mahimo’g makab-ot ang mas taas nga mga kinahanglanon sa pag-level. Bisan pa, ang mga rate sa pagtunaw sa dagan sa Scheme 5 ug Scheme 6 mas ubos kaysa 10 g / (10 min), busa dili nila maabut ang mga kinahanglanon sa pag-level. Bisan kung ang Scheme 1 adunay medyo taas nga rate sa pagtunaw sa pagtunaw, ang kusog ug kalig-on niini dili maayo, ug kini napakyas sa pagsulay sa pagsukol sa acid; Ang Scheme 2 walay klaro nga pag-uswag sa mekanikal nga mga kabtangan, ug ang adhesion mikunhod human sa acid immersion, aron kini magamit sa mga sitwasyon diin gikinahanglan ang taas nga coating nga hitsura, apan gikinahanglan ang ubos nga mekanikal nga mga kabtangan ug anti-corrosion performance requirements.

Pagtapos sa 4

Sa kini nga pagtuon, pinaagi sa pagsagol ug paggamit sa polyethylene nga adunay lainlaing mga kabtangan, lainlain nga pagsagol nga gibag-o nga polyethylene powder coating nga mga laraw ang gidisenyo, ug ang paghimo sa lainlaing mga laraw gisulayan. Ang mga resulta nagpakita nga ang polyethylene powder coatings nga gidisenyo sumala sa Scheme 3 ug Scheme 4 dili lamang makatagbo sa mga kinahanglanon sa pag-leveling sa ibabaw sa battery box protective coating, apan adunay maayo usab nga mekanikal nga mga kabtangan ug anti-corrosion performance. Ang mga resulta sa panukiduki adunay hinungdanon nga papel sa pagpanalipod sa anti-corrosion sa mga kahon sa baterya, ug ang mga ideya sa panukiduki adunay hinungdanon nga giya nga kahulogan alang sa pagbag-o sa disenyo sa polyethylene powder coatings.

mga pakisayran

[1] Ji Y. Ang domestic powder coating market paspas nga mitubo [J]. Impormasyon sa Industriya sa Mga Materyal sa Pagtukod, 2003(10): 17.

[2] Li Z R. Mubo nga pagtuki sa kalisdanan ug mga pagsumpo sa bag-ong kalamboan sa sakyanan sa enerhiya [J]. Kalibutan sa Salakyanan, 2020(4): 1.

[3] Lu J Q. Anti-corrosion nga teknolohiya sa industriyal nga mga kahon sa baterya [J]. Teknolohiya sa Paghimo sa Barko, 2001(4): 27-28.

[4] Yu GL, Wang ZH, Wang XK, ug uban pa. Pinakabag-o nga pag-uswag sa panukiduki sa bag-ong mga coating [J]. Taklap ug Proteksyon, 2019, 40(10): 49-52.

[5] Liu CQ, Cai Y M. Pagsiksik sa taas nga kalidad nga polyethylene powder coatings [J]. Coating Technology, 1993(2): 4-7.

[6] Liao HY, Tao G L. Impact kusog ug matunaw nga agos sa dagan sa high-density polyethylene blends [J]. Polymer Materials Science and Engineering, 2013, 29(7): 72-75, 79.

[7] Wang S, Wang QZ, Chen Y, ug uban pa. Pag-uswag sa panukiduki sa pagbag-o sa fluidity sa ultra-high molekular nga gibug-aton nga polyethylene carriers [J]. Aplikasyon sa Engineering Plastics, 2014(10): 113-117.

May Kalabutan nga mga Posts:

Thermoplastic Powder para sa mga Kahon sa Baterya