Synthesis Of Novel Urethane Acrylate And Their Paper Coating Applications

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011Günlük yaşamda yüzey kaplama teknikleri hemen hemen her alanda kullanılmaktadır. Bu ürünler dekoratif görünüm sağlamak ya da koruyucu bir yüzey oluşturmada tercih edilebilirler. Bu piyasa için gelecekteki yüzey kaplama teknolojilerinde kullanılacak solventler çevresel sorun oluşturur. UV ile kürleşen yüzey kaplamalarda solvent emisyonu yoktur, bundan dolayı özellikle VOC (uçucu organik karbon) yönetmeliği uygulanan endüstriyel uygulamalarda kullanılır. Radyasyonla kürleşen mürekkepler son yıllarda gelişmekte olan bir alandır. Bu mürekkep ve laklar, UV ışınına maruz kaldıklarında ya da elektron demetinden geçirildiklerinde anında kürleşirler ve katı polimerlere dönüşürler. Baskı uygulamalarında kullanılan UV ile kürleşen sistemler pigment ve boyar madde içeren baskı mürekkepleri ve baskı sonrası vernikleme kategorilerine ayrılırlar. Radyasyonla kürleşebilen mürekkepler temel olarak herhangi bir mürekkep gibi formüle edilirler. Pigmentler, bağlayıcılar, seyrelticiler ve uygulama alanına göre seçilecek katkı maddelerinden oluşurlar. Bu mürekkeplerde bağlayıcılar genellikle akrilatlardır. Seyrelticiler de akrilatlardan oluşur ve uçucu değildirler. Bu tür mürekkeplerin, UV ışınının başlattığı kimyasal reaksiyon ile sıvı fazdan hızlıca yüksek çapraz bağlı katı faza geçebilmeleri, bu malzemelerde ortak olan ve diğer mürekkeplerden ayıran karakteristik bir özelliktir. Bu çalışmada kağıt kaplamada kullanılmak üzere UV ile kürlenebilir yeni bir oligomer sentezlenmiştir. Bu tezin amacı, kaplamaya alev geciktiricilik, esneklik, aşınmaya dayanım gibi özellikler katmaktır. Bu amaçla fosfor içeren bir polyester sentezlenmiş ve karakterizasyonu yapılmıştır. Hidroksi uç grubu içeren bu doymuş polyesterler üretan akrilat sentezinde poliol olarak kullanılmıştır. Polyester bazlı üretan akrilatlar yüksek gerilim mukavemeti ve aşınmaya dayanım gösterirler. Ayrıca, polimere fosforlu bileşik katılmasıyla malzemeye alev geciktiricilik ve termal kararlılık katılması beklenir. Bu yeni malzeme UV ile kürleşebilir kağıt kaplamada kullanılıp çeşitli formülasyonlara katılmıştır. Oligomerik reçinenin kaplamaya kattığı mekanik ve termal özellikler araştırılmıştır.Coatings are found almost anywhere in daily life. They are applied in order to provide decorative appearance, and/or protective barrier. The market prospects of future coating technologies are reflecting the environmental concerns about the use of solvents. In radiation curable coatings there isn’t solvent emission, hence they are mainly used in industrial applications where governed by VOC (volatile organic carbon) regulations. One of the major growth areas of recent years, especially in the paste ink field, has been in radiation curing ink. These are inks, and clear lacquers whose components react when exposed to UV light, or when passed through an electron beam, to cure instantly to a solid polymer. UV curable systems used in graphic arts applications are divided into the categories of printing inks, containing pigments or dyes, and clear coat overprint varnishes (OPV). Radiation curing inks are basically formulated in the same way as any other ink, they are composed of pigment, binder, diluents and additives necessary for specific applications. In these inks, the binders are generally acrylates. The diluents are also acrylates and are non-volatile. The characteristic which is common almost to these inks, and which divides them from other ink systems, is the ability to change almost instantaneously from the fluid phase to a highly cross-linked solid phase by means of a chemical reaction initiated by ultra-violet light. In this study a new compound was synthesized to use as an oligomer resin in UV curable varnishes for paper coatings. The aim of this thesis was to introduce improving properties for paper coating such as flame retardancy, flexibility, abrasion resistance etc. For this purpose, a new phosphorus containing polyester was synthesized and characterized. This saturated polyester containing terminal hydroxyl groups used as polyester polyol to synthesize urethane acrylate. The polyester-based polyurethane acrylate exhibits high levels of tensile and flexural strength with good abrasion resistance. Also, the incorporation of phosphorus into polymer is expected to introduce flame retardancy, thermal stability to the material. This new material is used in several formulations for coating paper by radiation-curable system. The influence of the oligomeric resin on the mechanical and thermal properties of the coated substrate is studied.Yüksek LisansM.Sc