Undersyk nei polyetyleenpoedercoatings foar batterijdoazen

Abstract

Seis soarten polyetyleenpoedercoatings foar batterijdoazen waarden ûntworpen troch de mingmodifikaasje fan polyetyleen mei ferskate eigenskippen. Troch it testen fan 'e smeltstreamsnelheid, meganyske eigenskippen en soerresistinsje fan' e coatingfilms fan 'e polyetyleenpoedercoatings krigen út ferskate mingskema's, waard de formule fan polyetyleenpoedercoating mei de bêste wiidweidige prestaasjes útsocht. De tariede polyetyleenpoedercoating kin foldwaan oan 'e oerflaknivelleringseasken fan batterijdoazen, en hat tagelyk poerbêste meganyske eigenskippen en gemyske resistinsje, wat de libbensdoer fan batterijdoazen effektyf kin ferbetterje.

keywords

Batterijkast; Polyetyleen; Mingsel; Poedercoatings
Klassifikaasjekoade: TQ637.82
Dokumintkoade: A

1 Yntroduksje

Mei de hieltyd strangere easken foar miljeubeskerming binne it kontrolearjen fan útstjit fan útlaatgassen en it ferminderjen fan loftfersmoarging wichtige yndikatoaren foar miljeubeskerming wurden [1].

Tradisjonele brânstofauto's brûke oer it algemien fossile brânstoffen as enerzjyboarne, en har grutste neidiel is de útstjit fan in grutte hoemannichte útlaatgassen, wat it miljeu slim fersmoarget. Yn tsjinstelling produsearje nije enerzjyauto's dy't opslachbatterijen as traksjekrêft brûke gjin útlaatgassen en feroarsaakje gjin fersmoarging fan 'e sfear, sadat se hieltyd faker foarkar krije fan 'e merk [2].

Tidens de libbensdoer fan yndustriële batterijdoazen wurde se erodearre troch batterijsoer, wat de korrosje en it falen fan 'e doazen fersnelt. Dêrom is de anty-korrosje fan batterijdoazen altyd in hjit ûndersyksûnderwerp west. Yndustriële batterijdoazen wurde meastentiids makke fan koalstofstiel, dat sels gjin goede anty-korrosjeprestaasjes hat [3].

Dêrom kinne allinich troch oerflakbehanneling út te fieren op 'e binnen- en bûtenmuorren fan 'e doazen har anty-korrosjeprestaasjes effektyf ferbettere wurde. In faak brûkte oerflakbehannelingstechnology is it oanbringen fan in laach anty-korrosjecoating op it oerflak fan 'e doaze, en de coating moat net allinich soere eroazje wjerstean, mar ek goed oan it substraat hechte.

Polyetyleenpoedercoatings besteane meastentiids út polyetyleenhars, tafoegings, fillers, pigmenten, ensfh. It binne termoplastyske poedercoatings mei poerbêste gemyske wjerstân en hege kosten-effektiviteit.

Mei it each op de anty-korrosje-easken fan batterijdoazen, lykas de easken foar uterlik en kosten, binne polyetyleenpoeiercoatings in ekonomysk rendabele anty-korrosjecoatingopsje. D'r is lykwols in tsjinstelling tusken de meganyske eigenskippen en floeiberens fan polyetyleen. Polyetyleenpoeiercoatings binne meastentiids lestich om sawol poerbêste floeiberens as meganyske eigenskippen te hawwen, dus moatte se oanpast wurde om te foldwaan oan de coating-easken fan batterijdoazen. Yn dizze stúdzje is troch middel fan mingmodifikaasje fan polyetyleen mei ferskate eigenskippen in polyetyleenpoeiercoating foar batterijdoazen ûntworpen. Dizze coating hat poerbêste meganyske eigenskippen, gemyske wjerstân, hege hechting en goede oerflaknivellering.

2 Eksperimintele seksje

2.1 Eksperimintele grûnstoffen en ynstruminten

2.1.1 grûnstoffen

• Polyetyleen (PE-A, PE-B, PE-C): Sinopec;
• Polyetyleen (PE-D): Dow Chemical;
• Polyetyleen (PE-E): Prime Polymer Co., Ltd., Japan;
• Polyetyleen adhesive (MAH-g-PE): Model SZ-07, Huangshan Beno Technology;
• Antioksidant: Model K7001, Luan JIENT;
• Ljochtstabilisator: Model UV531, BASF;
• Polyetyleen waaksstreammiddel: Shanghai Additive Factory;
• Kearnfoarmjende agint: Model Hyperform HPN-20E, Milliken Chemical, Feriene Steaten;
• Pigment koalstofswart: Model R600R, Cabot.

2.1.2 ynstruminten

• Twilling-skroef-ekstruder: Model T-35, Nanjing Rub Machine, Ltd.;
• Plaatvulkanisaasjemasine: Model XLB-D, Huzhou Shyn Machinery Co., Ltd.;
• Miljeu-spanningskraaktester: Model NYK-06, ChengdeTesting Equipment Co., Ltd.;
• Universele testmasine foar plestik: Model WDS-3, Boyi InstruEquipment Co., Ltd.

2.2 Eksperimintele Metoaden

2.2.1 Tarieding fan poedercoatings

Grûnstoffen waarden woegen neffens de formule yn tabel 1 en tafoege oan in mixer foar hege-snelheidsminging. It mingsel waard doe tafoege oan in dûbelskroef-extruder foar smeltextrusjegranulaasje by 160 °C. De granulen waarden yn in mûne dien om ta poeier te ferpletterjen, folge troch klassifikaasje en sieving.

Tabel 1 Formule fan polyetyleenpoedercoating

2.2.2 Tarieding fan Coatings

In fluidized bed -dompelmetoade waard brûkt om polyetyleenpoeiercoatings te meitsjen op it oerflak fan batterijdoazen. It oerflak fan 'e batterijdoaze waard earst sânstrale, en doe ferwaarme oant 250-350 °C yn in oven. Dêrnei waard de polyetyleenpoeiercoating oanbrocht troch fluidized bed-dompeljen, en waard plastifisearring berikt mei de restwaarmte fan it wurkstik of troch it yn in oven te pleatsen.

2.2.3 Tarieding fan samples foar prestaasjetests

Foarbylden foar it testen fan 'e meganyske eigenskippen fan polyetyleenpoeier waarden taret troch kompresjefoarmjen.

2.3 Performance Testing

• De smeltstreamsnelheid (MFR) fan polyetyleenpoedercoatings waard hifke neffens GB/T 3682-2018;
• De prestaasjes fan polyetyleenpoedercoatings tsjin miljeuspanningsskea (ESC) waarden hifke neffens GB/T 1842-2008;
• De treksterkte-eigenskippen fan polyetyleenpoedercoatings waarden hifke neffens GB/T 1040.2-2018;
• De soerresistinsje fan polyetyleenpoedercoatings waard hifke mei in 30% (massafraksje) swevelsoeroplossing yn oerienstimming mei GB/T 11547-2008;
• De hechting fan polyetyleenpoedercoatings waard hifke neffens GB/T 9286-2008.

De wichtichste prestaasje-yndikatoaren fan polyetyleenpoedercoatings foar batterijdoazen wurde werjûn yn tabel 2.

Tabel 2 Wichtichste prestaasje-yndikatoaren fan polyetyleencoatings foar batterijdoazen

3 Resultaten en diskusje

3.1 Prestaasje-analyze fan polyetyleen

It analysearjen fan de prestaasjeparameters fan ferskate soarten polyetyleen is in betingst foar it ûntwerpen fan 'e formule fan mingde polyetyleenpoedercoatings. Yn dizze stúdzje waarden 5 ferskillende soarten polyetyleen selektearre as grûnstoffen foar poedercoatings, en har eigenskippen waarden hifke neffens relevante noarmen. De resultaten wurde werjûn yn tabel 3.

Lykas te sjen is yn tabel 3, hawwe PE-A en PE-B ekstreem hege smeltstreamsnelheden, sadat se kinne foldwaan oan 'e easken foar hege oerflaknivellering fan' e coating. De taaiens fan PE-A en PE-B is lykwols relatyf min. De breukrek fan PE-A is mar 100%, en de spanningsskeurbestindigens is mar 1 oere, sadat it net kin foldwaan oan 'e meganyske eigenskippeneasken fan batterijdoazecoatings. PE-C is lineêr leechdichte polyetyleen mei in matige smeltstreamsnelheid, dy't yn prinsipe kin foldwaan oan 'e nivelleringseasken fan gewoane coatings, mar de taaiens is ek min. Sawol PE-D as PE-E binne metalloseen lineêr leechdichte polyetyleen, en beide hawwe poerbêste taaiens en treksterkte. It ferskil is dat PE-E in ekstreem lege smeltstreamyndeks hat, dy't net kin foldwaan oan 'e easken foar it uterlik fan' e coatingnivellering.

Tabel 3 Eigenskippen fan ferskate soarten polyetyleen

3.2 Seleksje en optimalisaasje fan polyetyleen

De smeltstreamsnelheid (MFR) fan polyetyleen is in yndikator dy't de floeiberens fan polyetyleen yn 'e hjitte-smelttastân wjerspegelet, en it fertsjintwurdiget oant in beskate mjitte it nivelleringseffekt fan 'e polyetyleencoating. Yn 't algemien, hoe heger de MFR-wearde, hoe better it nivelleringseffekt fan 'e coating. Hoe heger de MFR-wearde lykwols, hoe leger de relative molekulêre massa fan polyetyleen meastal is, en hoe minder de meganyske eigenskippen binne. Dêrom is it faak lestich om tagelyk te foldwaan oan 'e easken fan sawol floeiberens as meganyske eigenskippen, wat ek ferifiearre wurdt troch de testresultaten werjûn yn tabel 3. As polyetyleen mei ferskate eigenskippen mingd en tegearre brûkt wurdt om it mingsel sawol poerbêste floeiberens as meganyske eigenskippen te jaan, kinne teoretysk polyetyleenpoedercoatings mei wiidweidige eigenskippen dy't oan 'e easken foldogge, taret wurde.

Tabel 4 Ferskillende mingskema's

 Ut tabel 3 kin sjoen wurde dat sawol PE-A as PE-B hege smeltstreamsnelheden hawwe, mar PE-B hat in relatyf hegere taaiheid, sadat PE-B brûkt wurde kin as it matrixmateriaal om de floeiberens fan it mingsel te ferbetterjen; PE-D en PE-E hawwe goede meganyske eigenskippen en kinne brûkt wurde as matrixmaterialen om de meganyske eigenskippen fan it mingsel te ferbetterjen. PE-E hat lykwols in lege smeltstreamsnelheid, dus it is net geskikt as matrixmateriaal. Foar polyetyleen mei in grutte gemiddelde relative molekulêre massa, lykas PE-E, is de ketenferstrikkingstichtens heech en de streamsnelheid leech. As it lykwols ûnderwurpen wurdt oan eksterne lesten, is it opbringstmeganisme benammen skuordeformaasje, en dúdlike molekulêre stream komt net maklik foar, sadat it in hege sterkte en taaiheid hat [6]. Dêrom waarden PE-B en PE-D yn ferskillende ferhâldingen mingd om in mingd modifisearre polyetyleen te meitsjen. Tagelyk, om de bondingkrêft tusken de polyetyleenpoedercoating en it batterijdoasubstraat te ferbetterjen, moat in passende hoemannichte polyetyleenlijm (MAH-g-PE) tafoege wurde. De polyetyleenlijm is in bindmiddel dat taret wurdt troch enten fan maleïnezuuranhydride op polyetyleen. Konklúzjend waarden 6 ferskillende mingskema's ûntwurpen, lykas werjûn yn tabel 4.

3.3 Prestaasje-analyze fan polyetyleenpoedercoatings

Op basis fan Tabel 1, neffens de mingskema's yn Tabel 4, waarden grûnstoffen mingd, ekstrudearre en ferpletterd om polyetyleenpoedercoatings te meitsjen. De smeltstreamsnelheid, treksterkte-eigenskippen, spanningsbreukresistinsje en soerresistinsje fan 'e poedercoatings waarden hifke neffens nasjonale noarmen. De resultaten wurde werjûn yn Tabel 5.

Tabel 5 Resultaten fan prestaasjetests fan ferskate mingskema's

Lykas te sjen is yn tabel 5, nimt de smeltstreamsnelheid fan it mingsel rap ôf mei de tanimming fan it oandiel PE-D. Dit komt benammen om't as PE-B (mei lege relative molekulêre massa) mingd wurdt mei PE-D (mei hege relative molekulêre massa) en smelt-ekstrudearre wurdt troch in ekstruder, de lange molekulêre keatlingen de koarte molekulêre keatlingen omslute, wat resulteart yn in rappe ôfname fan 'e smeltstreamsnelheid. Dêrom hat de tafoege hoemannichte polyetyleen mei lege floeiberens in grutte ynfloed op 'e floeiberens fan it mingsel, en spesjale oandacht moat jûn wurde oan de tafoege hoemannichte by it ûntwerpen fan 'e formule fan mingde polyetyleenpoedercoatings. Fanút in oar perspektyf kin de floeiberens fan PE-D (polyetyleen mei lege floeiberens) ek signifikant ferbettere wurde nei it mingen mei PE-B (polyetyleen mei relatyf hege floeiberens). Dit komt om't polyetyleen mei koarte molekulêre keatlingen ticht ynfoege wurde kinne yn polyetyleen mei lange molekulêre keatlingen, wêrtroch't it in laachstruktuer foarmet, wêrtroch't de molekulêre keatlingferstrieling ferswakke wurdt. Streammodifikatoaren foar polyetyleen mei hege relative molekulêre massa brûke dit prinsipe meastentiids om de floeiberens fan polyetyleen te ferbetterjen [7].

Ut Tabel 5 kin ek bliken dien wurde dat de treksterkte en brekkingsferlinging fan 'e mingde polyetyleenpoedercoatings stadichoan tanimme mei de tanimming fan 'e tafoege hoemannichte PE-D, wat oanjout dat de kompatibiliteit tusken de twa ferskillende soarten polyetyleen goed is. Dit komt benammen om't de enthalpy- en entropiewearden fan PE-B en PE-D fergelykber binne, sadat der yn prinsipe gjin feroaring is yn 'e frije enerzjy fan it mingsel, en de kompatibiliteit tusken de twa soarten polyetyleen heech is. Yn ferliking mei Skema 1 hat Skema 6 in wichtige tanimming fan sterkte, de brekkingsferlinging wurdt 2 kear ferhege, en de coatingtaaiens wurdt signifikant ferbettere. Hoewol de coatingsterkte en -taaiens signifikant ferbettere wurde mei de tanimming fan 'e tafoege hoemannichte PE-D, is de ferbetteringssnelheid folle leger as de ôfnamesnelheid fan 'e smeltstreamsnelheid. Dit komt om't de ynkorporaasje fan PE-B de molekulêre ketenferstrikkingstichtens fan PE-D ferminderet, wêrtroch't molekulêre ketenstream wierskynliker foarkomt tidens it strekproses, wylst it skuoreffekt ferswakke wurdt.

Foar de polyetyleencoating dy't oanbrocht wurdt op it oerflak fan 'e batterijdoaze, kin spanningsfrijlitting feroarsake troch de oanstriid fan 'e ynterne struktuer om te stabilisearjen en spanningskonsintraasje dy't foarme wurdt yn 'e hoekegebieten, barsten yn 'e coating feroarsaakje. Dêrom is spanningsbarstbestindigens in wichtige standert om de libbensdoer fan 'e coating te mjitten. Ut 'e resultaten fan 'e miljeustresstest yn Tabel 5 kin sjoen wurde dat de spanningsbarstbestindigens fan 'e polyetyleenpoedercoating oerienkomt mei syn taaiens, dat wol sizze, hoe heger de taaiens fan 'e coating, hoe better de spanningsbarstbestindigens. PE-D kin de spanningsbarstbestindigens fan 'e mingde polyetyleenpoedercoating signifikant ferbetterje.

De polyetyleenpoedercoating foar batterijdoazen wurdt kontinu korrodearre troch batterijsoer, dus it moat poerbêste anty-korrosjeprestaasjes hawwe. Ut 'e resultaten fan' e soerresistinsjetest yn Tabel 5 kin sjoen wurde dat nei't de polyetyleenpoedercoating taret neffens Skema 1 yn soere oplossing ûnderdompele is, der gjin bubbels of oplossing binne, mar slimme swelling foarkomt, en de adhesionklasse fan 'e coating is mar 5; yn ferliking mei Skema 1 hat de coating taret neffens Skema 2 relatyf minder swelling nei't er korrodearre is troch soere oplossing, en de adhesion berikt klasse 3; de polyetyleencoatings taret neffens oare regelingen hawwe gjin dúdlik korrosjeferskynsel, en de adhesion fan 'e coating kin boppe klasse 1 komme. Metallocene PE-D sels hat poerbêste gemyske wjerstân, dus mei de stadige tanimming fan syn tafoege hoemannichte wurdt de anty-korrosjeprestaasje fan 'e coating stadichoan ferbettere.

Troch de prestaasjetests fan 'e polyetyleenpoedercoatings mei ferskate formules dy't hjirboppe ûntworpen binne, litte de resultaten sjen dat de polyetyleenpoedercoatings dy't taret binne troch Skema 3 en Skema 4 net allinich in hege floeiberens hawwe, mar ek poerbêste meganyske eigenskippen en anty-korrosjeprestaasjes hawwe, dy't kinne foldwaan oan 'e prestaasjeeasken fan poedercoatings foar batterijdoazen. Yn 't algemien, hoe heger de smeltstreamsnelheid fan polyetyleenpoedercoatings, hoe better de nivelleringsprestaasjes en hoe glêder it coatingoerflak. As de smeltstreamsnelheid fan gewoan brûkte polyetyleenpoedercoatings heger is as 10 g/(10 min), kin it foldwaan oan 'e hegere nivelleringseasken. De smeltstreamsnelheden fan Skema 5 en Skema 6 binne lykwols leger as 10 g/(10 min), sadat se net kinne foldwaan oan 'e nivelleringseasken. Hoewol Skema 1 in relatyf hege smeltstreamsnelheid hat, binne de sterkte en taaiheid min, en it mislearret de soerresistinsjetest; Skema 2 hat gjin dúdlike ferbettering yn meganyske eigenskippen, en de adhesion nimt ôf nei soerûnderdompeling, sadat it kin wurde tapast op situaasjes wêr't hege easken foar it uterlik fan 'e coating fereaske binne, mar lege meganyske eigenskippen en anty-korrosjeprestaasjeeasken fereaske binne.

4-konklúzje

Yn dizze stúdzje waarden, troch it mingen en brûken fan polyetyleen mei ferskate eigenskippen, ferskate mingfoarmige modifisearre polyetyleenpoeiercoatingskema's ûntworpen, en de prestaasjes fan ferskate skema's waarden hifke. De resultaten litte sjen dat de polyetyleenpoeiercoatings ûntworpen neffens Skema 3 en Skema 4 net allinich kinne foldwaan oan de easken foar oerflaknivellering fan 'e beskermjende coating fan batterijdoazen, mar ek goede meganyske eigenskippen en anty-korrosjeprestaasjes hawwe. De ûndersyksresultaten spylje in wichtige rol yn 'e anty-korrosjebeskerming fan batterijdoazen, en de ûndersyksideeën hawwe wichtige begeliedende betsjutting foar it modifikaasjeûntwerp fan polyetyleenpoeiercoatings.

Referinsjes

[1] Ji Y. De binnenlânske merk foar poeiercoating groeit rap [J]. Ynformaasje oer de boumaterialenyndustry, 2003(10): 17.

[2] Li Z R. Koarte analyze fan 'e situaasje en tsjinmaatregels fan 'e ûntwikkeling fan nije enerzjyauto's [J]. Automobile World, 2020(4): 1.

[3] Lu J Q. Anti-korrosjetechnology fan yndustriële batterijdoazen [J]. Skipboutechnology, 2001(4): 27-28.

[4] Yu GL, Wang ZH, Wang XK, et al. Lêste ûndersyksfoarútgong fan nije coatings [J]. Coating and Protection, 2019, 40(10): 49-52.

[5] Liu CQ, Cai Y M. Undersyk nei polyetyleenpoedercoatings fan hege kwaliteit [J]. Coating Technology, 1993(2): 4-7.

[6] Liao HY, Tao G L. Slagsterkte en smeltstreamsnelheid fan hege-tichtens polyetyleenmingsels [J]. Polymer Materials Science and Engineering, 2013, 29(7): 72-75, 79.

[7] Wang S, Wang QZ, Chen Y, et al. Undersyksfoarútgong yn fluiditeitsmodifikaasje fan ultra-heech molekulêr gewicht polyetyleendragers [J]. Engineering Plastics Application, 2014(10): 113-117.

Related Posts:

Thermoplastysk poeder foar batterijdoazen