ALEV GECİKTİRİCİLİ VE YÜKSEK SICAKLIĞA DAYANIKLI ÇÖZELTİ

ESASLI BOYA HAZIRLANIŞI

PROJE EKİBİYAĞMUR KARDEŞLİK B. FATİH DEMİR

M. SENA EREL

TÜBİTAK-BİDEBKimya Lisans Öğrencileri Kimyagerlik,Kimya öğretmenliği,

Kimya mühendisliği Araştırma Projesi Eğitimi ÇalıştayıKİMYA-1 ÇALIŞTAY 2010

Projenin Amacı1.Alternatif pigmentler kullanarak metal

boratları çözelti esaslı boya üretimindekullanmak.

2.Avrupa ve EPA standartlarına uygun boyaüretimi.

3.Ülkemizde çok miktarda bulunan katmadeğeri yüksek madenlerin ekonomiyekazandırılması.

4. Yüksek sıcaklığa dayanıklı boya üretmek.

Alev GeciktiricilerBorun ülkemizde bol miktarda bulunması, çevre kirliliğine yol açmaması ve insanlar üzerinde toksik etki oluşturmaması kullanım alanını genişletmektedir.

Çinko borat, son yıllarda alev geciktirici olarak gittikçe artan oranlarda kullanılan ve bünyesinde bor ihtiva eden kimyasal bir maddedir.

2 ZnO.3B2O3.nH2O (Çinko Borat)

Çinko borat dışında ticari olarak kullanılanönemli alev geciktiricilerden bazıları;

• alüminyum trihidrat (ATH), • magnezyum hidroksit, • antimon bileşikleri, • Bromür, • Klorür,• ve fosfat bileşikleridir.

Yanma esnasında zehirli gaz çıkarmasından dolayı EPA (Environmental Protection Agency) tarafından kullanımı yasaklanan bileşikler;

• Antimon trioksit• Antimon trioksit – halojen

Çinko borat tek başına ve diğer yangıngeciktiricilerle kullanılmaya başlanmıştır.

Çinko borat

Çinko borat üretimi borik asit ve çinko oksitin bellibir sıcaklık ve karıştırma hızı altında reaksiyonagirmesiyle üretilir;

2ZnO + 6H3BO3 2ZnO.3B2O3.nH2O + n H2O

Tebeşir (Kireçtaşı)

Kireçtaşı, kalsiyum karbonat mineralidir.

Pudra tebeşir, seramik, cam macunu, muhtelif kozmetik, lastik, kağıt, marley, diş macunu gibi birçok yerde dolgu maddesi olarak kullanılır.

2CaO + 6H3BO3 2CaO.3B2O3.nH2O + n H2O

Mermer

• Kalker (CaCO3) ve dolomitik kalkerlerin (CaMg (CO3)2) ısı ve basınç altında metamorfizmaya uğrayarak, tekrar kristalleşmesi sonucunda yeni bir yapı kazanmalarıyla meydana gelen taşlardır.

• Dünyadaki mermer rezervlerinin yüzde 40’ının ülkemizde olduğu tahmin edilmektedir.

Projede Kullandığımız Metal Boratlar

Tebeşir İle Hazırlanan Boya 1. Aşama

Kalsine edilmiş tebeşir 700 – 800 C’de CaO ve H3BO32,5 saat karıştırılır.

Etüve konularak 700 – 1500 C’de15 dakikada nemi giderildi.

Nemi giderilmiş kalsiyum borat ve magnezyum borat

2. Aşama

Kalsiyum borat ve magnezyum borat çözeltisine 150 ml ayçiçek yağı katılır.

Daha sonra 25 ml tiner katılarak karıştırılır.

Kıvama gelmesi için 9-10 spatül talk pudrası katılır.

Yüzey aktifleştirici madde olarak bir miktar deterjan katılır.

Pigment olarak Eriochrome black-T eklenerek mor renk verildi.

Tebeşir kullanılarak sentezlenen boya

Elde Edilen Boya Örnekleri

(A)Tebeşirden elde edilen boya (Pigment olarak Pb3O4 )

(B)Çinko borattan elde edilen boya(Pigment olarak Eriochrome black – T)

(C)Mermerden elde edilen boya (Pigment olarak chrome(III) oksit)

Tutuşma Süresi Testleri

Çinkoborat : 5.76 s Mermer : 2.65 s

Tebeşir : 1.90 s Katkısız : 1.25 s

•

Malzeme

ZnO'dan

elde edilen

boya

Tebeşirden elde

edilen boya

Mermerden

elde edilen boya Katkısız

Kürdan 5,26 s 2,65 s 1,90 s 1,25 s

Kontroplak 24 s 19 s 16 s 13 s

fatih resimler\MD000941.AVI

fatih resimler\MD000942.AVI

SONUÇ ve TARTIŞMALAR

• Metal boratlar kullanılarak, boyalar üzerindeki alev geciktiricilik özelliği incelendi.

• Metal boratların özellikle de çinko boratların aleve dayanımının yüksek olduğu gözlendi.

• Literatür taramasında sanayide çok miktarda kullanılan antimon oksitlerin çok tehlikeli maddeler olduğu görüldü.

KAYNAKLAR• [1] Tokmak B., ‘Bor Uç Ürünleri ve BM Bor Teknolojileri Tecrübesi’, BM Bor Teknolojileri, 2004.• [2] http://www.ısıkknowledge.com• [3] Bayça U., Köseoğlu K., Batar T., ‘Bor mineral ve bilesiklerinin endüstride baslıca kullanım

alanları’.• [4] Pöslü K., Çebi H., ‘Özel bor kimyasalları ve Bor dünyasındaki gelişmeler’.• [5] Eti Holding A.Ş. Genel Müdürlüğü Araştırma Geliştirme Dairesi Başkanlığı, ‘Çinko Borat

Üretimi Ön Fizibilite Etüdü’.• [6] http://www.yenibilgiler.com/borik-asit-nedir/• [7] M. Gürü, S. Tekeli, Ç. Çakanyıldırım, C. Cabbar, Processing of Cer-Met Composite Material

from Zn and B2O3, High Temperature Materials and Processes, 27(4), 243-248, 2008.• [8] Barış Ayar, “Çinko Borat Sentezi ve Yüksek Sıcaklıkta Pigment Olarak Kullanılabilirliği”,

Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bil.Ens. Kimya Müh Bl, Ocak 2007.• [9] Gürü, M., B. Ayar, Ç.Çakanyıldırım, L. Özmen, B.Z. Uysal, “Çinko Borat Sentezi ve Yüksek

Sıcaklıkta Pigment Olarak Kullanılabilirliği”, BOREN 2006-17-Ç16-11.• [10] Gürü M, Ayar B, Çakanyıldırım Ç, Özmen L, Aleve ve Yüksek Sıcaklığa Dayanıklı Boya ve

Üretim Yöntemi TPE Dosya No: 23871.06• [11] M. Gürü, B. Ayar, Ç. Çakanyıldırım, M. Bilen, Synthesis and Characterization of Zinc

Borate Pigment Resistant to Corrosion and Stable at High Temperatures, 17th International Congress of Chemical and Process Engineering, 27-31 August 2006, Prague-Czech Republic.

Yardımlarından ve katkılarından dolayı,

• Prof Dr. Mehmet AY• Prof Dr. Metin GÜRÜ• Prof Dr. Ayşe Z. AROĞUZ• Prof. Dr. Ali Paşa AYAS• Prof Dr. Yusuf DİLGİN• Hülya Cankorur, Neşe Dişçioğlu, Esra Bozkurt• ve tüm çalıştay ekibine teşekkürü bir borç

biliriz.