ژل کوت پلی استر

مبانی ژلکوت:

رزینهای پلی استر غیراشباع (UPR) در اواخر دهه 1920 میلادی در گروه تحقیقاتی دکتر والاس کاروترز در شرکت DuPont توسعه یافتند. در اواخر دهه 1940 میلادی پوشش های ساخته شده از این رزین ها جهت حفاظت از قالب ها در حین فرآیند ساختِ کامپوزیت های تقویت شده با الیاف، روی قالب ها اعمال می شدند. در اوایل دهه 1950 میلادی، چندین شرکت ژل پوشش‌های دارای پیگمنت را برای فروش عرضه کردند.

با این مقدمه می‌توان گفت ژل‌كوت پوشش پلي‌استري است كه به سطح قالب اعمال مي‌شود و بعداً جزئي از قطعة نهايي مي‌شود. امروزه ژل کوت ها نوعی متداول از پرداخت سطح با توانایی در بهبود ظاهر محصول مانند سطح ظاهری بدنه قایق، شناخته می شوند. با این حال ژل کوت‌ها برای بهبود مقاومت در برابر شرایط جوی (weathering)، مقاومت در برابر تابش نور فرابنفش، بهبود مقاومت در برابر شعله، مانعی در برابر گرما و رطوبت و بهبود مقاومت شیمیایی و سایش نیز به کار می روند. انتخاب و اعمال ژل‌كوت مناسب، نياز به آماده سازي‌هاي بعدي را مرتفع مي‌نمايد.

توصیف شیمیایی ژل کوت

توليدكنندگان ژل‌كوت به منظور تأمين نيازهاي مشتريان خود فرمولاسيون‌هاي مختلفي دارند. با انتخاب درست مواد خام و مقادير مناسب از آنها مي‌توان به ژل‌كوتي رسيد كه از خواص خوبي براي اسپري كردن و اعمال با قلم مو برخوردار باشد.

فرمولاسیون ژل کوت ها از نظر شیمیایی شامل پنج جزء اصلی است که عبارتند از: رزین، پیگمنت، افزودنی ها، مونومر و پرکننده.

نقطة شروع هر ژل‌كوتي رزين است و تعيين كنندۀ اصلي خواص پوشش پخت شده مي‌باشد. ژلکوتها را می توان از انواع مختلفی از رزین ها مانند وینیل استر، آکریلیک ها، اپوکسی ها و یورتان ها تهیه کرد. نوع رزین اغلب بر خواص و کاربرد اثرگذار است.

پيگمنت يا رنگ‌دانه تعيين كنندۀ رنگي است كه قطعة‌ كامپوزيتي در طول عمر خود و در محيط‌ هاي مختلف ديده مي‌شود. مواد رنگی و پیگمنت ها علاوه بر رنگ، بر خواصی نظیر مقاومت در برابر آب و نور UV و شفافیت نیز تأثیر می گذارند.

افزودنی ها برای تنظیم خواصی مانند جریان و تراز شدن (leveling)، پخت و مقاومت در برابر UV به فرمولاسیون اضافه می شوند.

مونومرهایی که در ژلکوت ها استفاده می شوند نقش حلال های واکنش پذیر (reactive solvents) را دارند. در هنگام فرآیند پخت، مونومر با پلیمرِ رزین پایه واکنش می دهد و ساختاری ترموست را تشکیل می دهد.

پرکننده ها نیز خواص پاششی، دیرسوزی، دانسیته و خواص جریان پذیری را تحت تأثیر قرار می دهند. به دليل آنکه ممکن است پرکننده ها بر رنگ و مقاومت به آب ژل‌كوت، تأثير منفي بگذارند، بايستي در انتخاب اين مواد دقت كافي را مبذول داشت.

وقتي ژل كوت درست فرموله شود، امکان دستيابي به تلورانس‌هاي مجاز قطعه وجود خواهد داشت. البته ممكن است با وجود فرمولاسيون خوب، به علت نقص تجهيزات يا ايراد در تنظيمات اسپري ژل‌كوت، نتوانيد محصول خوبي توليد نماييد. بنابراين هر دو جنبه حائز اهميت مي‌باشد. یک فرمولاتور ماهر با تغییر هر یک از اجزای فرمولاسیون در یک ژلکوت قادر است محصولاتی با گستره وسیعی از کاربرد توسعه دهد.

توصیف عملکرد ژل کوت

ژل کوت نوعی عملیات پرداخت سطح با کیفیت بالا است که ظاهری عالی از نظر رنگ، براقی و شفافیت و نیز خواصی چون محافظت در برابر نور UV و مقاومت در برابر آب را به کامپوزیت FRP می بخشد. ژلکوت معمولاً به قالب های صیقلی و همراه با عامل رهاساز از قالب (release agent) اعمال می‌شود. گروه خاصی از ژلکوت ها را که به نام پوشش های سطح شناخته می شوند میتوان برای قطعات موجود (پس از قالبگیری) به کار گرفت.

برای نمونه به عملکرد ژلکوت UPR/ وینیل استر در دو مرحله مختلف شامل حین ساخت قطعه و هنگام استفاده از قطعه در کاربرد اشاره می شود. در هنگام ساخت قطعه، ژلکوت باید جاری شده و به خوبی پخت شود. در کارخانه هایی که در حجم زیاد کار می کنند، سرعت پختِ ژلکوت، سرعت کلی فرآیند تولید را تعیین می کند. مشخصات جریانی ژلکوت تعیین کننده کیفیت پاشش محصول، تراز شدن و مقاومت در برابر شره کردن (sagging) است. فرمولاسیون های خاصی از ژلکوت وجود دارند که بیشترین میزان چسبندگی را به دست می دهند و از ایجاد حفره و فرورفتگی در رنگ ها پس از اعمال جلوگیری می کنند.

اما در هنگام کاربرد، اگر ژلکوت به درستی انتخاب شده باشد باعث دوام قطعه خواهد شد زیرا به قطعه خواصی مانند مقاومت در برابر نور فرابنفش، آب و سایر محرک های محیطی تنش زا مانند تغییرات دما و سایش می بخشد. البته ژلکوت ها دوام رنگ های گرید خودرو را ندارند ولی این امکان وجود دارد که ژلکوتی را که به شدت در شرایط محیطی آسیب دیده، به آسانی از طریق پرداخت و صیقلکاری، بازیابی کرد. همچنين بايستي به‌خاطر داشت كه ژل‌كوت متاثر از بدنة كامپوزيتي نيز مي‌باشد و بهترين ژل‌كوت‌ها نمي‌توانند ضعف قطعة كامپوزيتي را جبران نمايند.

نکات کلیدی در استفاده بهینه از ژلکوت

برای کسب بیشترین موفقیت در استفاده از ژلکوت فهرستی از نکات مهم و کلیدی در اینجا آمده است:

تعریف روشن و مشخص از ویژگی های مورد نیاز محصول در کاربرد نهایی؛ باید فهرستی از هرآنچه نیاز دارید ژلکوت انجام بدهد بنویسید. (نظیر تمامی الزامات ضروری برای اعمال ژلکوت و نیز در هنگام استفاده).
مشورت با فروشنده جهت انتخاب محصول مناسب برای فرآیند ساخت و کاربرد نهایی تان؛ باید رهنمون های تولیدکنندۀ ژلکوت را در مورد مسائلی مانند شیوۀ اختلاط ، ذخیره و انتخاب پروکسید به دقت مطالعه نمایید.
ارزیابی عملکرد محصول؛ عملکرد نهایی محصول به سه چیز بستگی دارد شامل انتخاب ماده، طراحی قطعه و محیط استفاده. ژلکوت یکی از چندین مادهای است که یک قطعه کامپوزیتی را تشکیل می دهد. اطمینان از عملکرد خوب قطعه در شرایط محیطی مورد نظر، به شما بستگی دارد.
سفارش مقدار مناسب به منظور جلوگیری از انبار کردن ژل‌کوت؛ خواص ژلکوت در طول زمان دستخوش تغییراتی مانند افت ویسکوزیته و طولانی تر شدن زمان پخت می شود. بنابراین باید در سفارش مقدار مورد نیاز دقت کرد تا نیازی به نگهداری طولانی مدت مقدار باقیمانده نباشد.
انجام ماهرانه کار اعمال ژل کوت؛ اعمال یکنواخت ژلکوت به همراه الگوی خوب پاشش بیشتر از لایه گذاری دستی چالش برانگیز است. برای این کار باید افراد تیزبین را انتخاب کنید و پیشرفت کار را مدیریت کنید تا آنها تمرکز کافی بر کار داشته باشند.
نگهداری از تجهیزات اعمال ژلکوت.
مدیریت شرایط محیطی کارخانه.
آموزش پیوسته؛ به کارگیری تولیدکنندگان، کاربردهای تجاری و همایش های صنعتی جهت آموزش نیروی کاری خود در زمینه مواد جدید و بهترین روش ها.
به کارگیری نماینده خدمات فنی؛ نماینده خدمات فنی آگاه می تواند شما را در بسیاری موارد از جمله ممیزی کارخانه، عیب یابی محصول، بهترین شیوه ها، توصیه محصول و آموزش عوامل پاشش ژلکوت یاری رساند.