بهبود خواص سايشي پوشش هاي شفاف خودرو با افزودن نانو سيليكاي رسوبي

Improving the wear resistance of automotive clear-coat with addition of precipitated nano silica

در اين تحقيق، توليد پوشش‌هاي شفاف نانوكامپوزيتي پلي‌يورتان اكريليكي/ نانوسيليكا رسوبي و مشخصه‌يابي سايشي آن بر روي سطح فولاد ساده كربني مورد پژوهش قرار گرفته است. پوشش‌هاي فوق يكي از پرمصرف ترين مواد به عنوان روكش شفاف خودروها هستند. براي رسيدن به فرآيند پخش مناسب نانوذرات در زمينه پليمري، از دو نوع همزن مغناطيسي و ديسكي دور بالا بهره گرفته شد. به منظور بررسي خواص مكانيكي و سايشي اين پوشش‌ها از آزمون‌هاي ضربه، ميكروسختي و سايش پين روي ديسك استفاده شد. نتايج حاكي از افزايش محسوس اين مشخصه‌ها با افزودن درصد‌هاي مختلف وزني نانو ذرات بود. تصاوير SEM از مسير سايش نمايانگر مكانيزم غالب خستگي سطحي در فرآيند سايش پين روي ديسك است. براساس يافته هاي پروژه حاضر، نانو كامپوزيت شفاف نشان داد كه با ايجاد پوششي ارزان همراه با خواص فيزيكي و مكانيكي برتر، پتانسيل لازم جهت كاربرد و جايگزيني با پوشش-هاي شفاف خودرويي معمولي و متداول را دارد.

In the present research, production and wear characterization of acrylic based polyurethane- precipitated nanosilica clear coats on carbon steel substrates were investigated. Nowadays, acrylic based polyurethane are the largest coatings used for automotive clear-coats. To enhance the dispersion of nanopaticles in polymer matrix, magnetic and high speed mixers were used. Mechanical and wear properties of coatings were evaluated by impact, microhardness and pin on disk wear tests. The results indicated that toughness, hardness and wear resistance were improved by increasing the nano silica content. SEM photographs of wear track illustrated that surface fatigue was the predominant wear mechanism. Finally, it was found that the cheaper and high performance nanocomposite clear coat could to replace with conventional clear coats.