功能填料的席子和性能增强| 2015-06-01 | PCI杂志

编者注:本文是一个系列的第2部分。第1部分。”球形填料在低voc涂料的应用”,发表在2014年10月的问题。

在本系列的第1部分中,陶瓷微球和玻璃泡沫在高固体含量进行评估,由两部分组成的环氧树脂涂料等工业应用和另一端使用混凝土地板涂料。好处包括提高音量载荷较低的粘度和低挥发性有机化合物的仪器,除了更好的电影的完整性,所体现的耐磨性提高。本系列的第2部分评估相同的陶瓷微球,二氧化硅消光剂在水性和霞石正长岩,固化聚氨酯分散。传统的二氧化硅消光剂对这些常用的涂料。陶瓷微球和霞石正长岩是水晶silica-free颜料。属性如消光效率、耐擦伤性和粘度控制研究除了影响每个材料都有清晰和阴霾。这些属性都是重要的获得最终完成装饰和功能性。

传统固体100%紫外光固化涂料提供出色的性能属性,但很难平基于低收缩发生在电影养护阶段,这使得它很容易消光剂表面有效功能。许多制造商仍然渴望紫外光固化涂料的快速固化足迹,最小的挥发性有机化合物的仪器,在许多基质和高性能的功能和审美属性包括木材。制造商想使用相同的涂料化学在不同光泽水平不牺牲应用或性能属性。水性radiation-curable涂料使用的性能有所增加属性和相对轻松的席子。这个应用程序研究评估两种不同粒径陶瓷微球,三个二氧化硅和霞石正长岩为影响应用程序粘度、光泽、电影清晰、划痕和摩擦阻力。霞石正长岩被选为其相似粒径较小的陶瓷微球(A)二氧化硅的选择根据他们的建议对这些类型的应用程序使用。

实验方法及材料

基本清楚,固化聚氨酯分散配方,利用作为起点为所有材料评估表1所示。¹

前五个材料按顺序添加风潮。1.5“考尔斯叶片在这项研究中,使用批处理是每400毫升一瓶的。混合5分钟后,消光剂添加,搅拌速度增加到4000转10分钟。然后速度降低到大约1500 rpm,添加剂和去离子水搅拌和允许混合情况下额外的10分钟。填料的基本性质如表2所示。¹

消光剂阶梯实验

由于PVC光泽水平的影响是不知道,每一个填料均在不同的载荷重量跨度60°光泽从平(< 20)到半光泽的(> 50)。实际的体积载荷范围从0 - 10%按重量(0 - 22%)。

小组准备

应用程序

标准3003型铝和清洗玻璃面板一起使用# 28线绕杆存款0.5 - -0.75干mil电影为每个样本。铝面板用于光泽,划痕,污点和摩擦测试,和玻璃面板用于光泽,清晰和烟雾测试。此外,木材被用来证明填料/消光剂对光泽度的影响和审美温暖。

固化

所有面板都治愈标准对流烤箱烘焙10 - 15分钟在160 - 180°F闪蒸出的水,其次是紫外光固化阶段使用融合光锤^®6单元与汞蒸气灯泡。行速度设置为30 fpm,权力被设定为100% 500瓦的单位。这导致一个剂量UVA的400 - 500年的乔丹。只有一个通过为每个样本进行。²作为一个额外的研究中,%治愈干膜测量的样品没有消光剂和20%重量的填料E使用一个红外光谱方法。³结果显示%治疗非常类似的填充E与空白,从而确认添加陶瓷微球在高加载不抑制治疗。

测试

干膜厚度和光泽:干膜厚度读数测量铝Positector 6000 / ASTM D7091,和光泽读数在铝和玻璃BYK micro-TRI-gloss仪器/ ASTM D523。

粘度:所有测量与布鲁克菲尔德DV-II +职业进行了粘度计使用35岁# 4主轴转速和环境条件(77°F)。

防沾污性:修改ASTM D1308使用4 h开放当场测试,后跟一个水冲洗和视觉评价系统。评级为0表示没有变化,而5的评级意味着严重的软化,失去光泽或改变颜色。五个家庭污渍进行评估(番茄酱、芥末、植物油、红酒和热咖啡)。

抗划伤:一个标准的磨耗试验机(膜厚测定仪模型# 1720)是用于研究。ASTM D2486头和刷使用额外的3 m Scotch-Brite^®耐磨性蓝色垫的底部刷。这个测试进行铝面板、光泽是阅读测试之前和之后。百分比变化在60°光泽测量在不同载荷的消光剂研究。

耐磨性:5150标准泰伯研磨器模型是利用CS-10轮子和1000克加载。进行测试/ ASTM D4060 0.5 -铝面板上。75毫升,减肥500年之后测量周期。

清晰和霾:清晰、霾与BYK-Hazeguard仪器测量玻璃。所有测量进行了一式三份,平均被绘制。

咖啡测试:摩擦系数进行了测试与IMASS SP2000单位。200克的雪橇(TAS6047A)是使用一个5公斤负载细胞。两层白色的粗棉布(漂白年级40)缠绕在雪橇来模拟一个袜子。测试进行了一式三份,平均动能咖啡是每个填料类型绘制。

结果

消光效率

第一个房地产评估是消光效率在不同荷载水平。结果如图1所示。

结果非常相似的玻璃和铝。二氧化硅消光剂非常有效和产生光泽在相对较低的加载水平急剧下降1 - 5%(重量),而陶瓷微球和霞石正长岩表现相对。获得平坦的光泽(< 20在60米)需要4%或更少的二氧化硅消光剂(C、D和F)与约20 - 25%的陶瓷微球(a和E)或霞石正长岩(B)的材料。

粘度

加载水平对粘度的影响和包稳定被下一个属性进行了研究。图2显示了填充加载对粘度的影响各种消光剂。

陶瓷微球(A和E)没有显著影响粘度的负重增加> 20%。他们表现出粘度增加不到1000 cps(基线没有添加剂是大约1550 cps)。霞石正长岩(B)和两个的二氧化硅(C、F),然而,产量增加两到三倍的基础上粘度增加加载水平。这些应用程序中,可能需要额外的稀释导致低应用固体。沉淀的硅胶(D)表现很好,没有表现出粘度增加装载重量高达5%。更高的载荷是不需要这种材料的光泽已经持平。

沉降的研究表明,二氧化硅在悬挂很好,而陶瓷微球和霞石正长岩略有沉降随时间(在室温下30 +天)加载水平就越高。这解决非常软,涂层能够混音没有任何负面影响的应用程序。解决取决于许多因素如粒度、密度、形状、浓度和粘度的涂料解决方案。在许多情况下,一个可以减少沉降通过控制流变学通过使用增稠剂或防沉剂。

清晰/烟雾和光泽

图3显示了清晰和光泽之间的关系。研究填料之间的这种关系是相当一致的。随着填料装载的增加和光泽水平下降,清晰度降低。

光泽水平平面范围内(< 20%)产生相应的清晰阅读< 30%玻璃。应该注意的是,尽管清晰读数low-gloss地区较低,相应的视觉表象在樱桃木面板类似消光剂。谷物仍然可见,外表被认为可以接受的。

需要做出更多评论的一般外观不同的填料/消光剂。填充剂A、C、F D和B有一个相对平滑的纹理载荷。陶瓷微球E有一种粗糙的感觉/纹理,从而增加随着载荷的增加。有效的填充E最大尺寸大约是40微米,和本研究的干膜厚度大约20微米最大值。外观会不同的薄膜厚度较高,但由此产生的光泽和性能属性需要评估。图4显示了选择填料一般外貌的一个例子,B, E和F橡木板上。所有填料降低光泽,但仍提供可接受的清晰图像和谷物。

霾测量使用BYK-Hazeguard计显示霾作为填料的增加负载的增加,如图5所示。

填料D、C、F表现出更高的阴霾值较低的重量百分比,因为他们表现出在那些光泽值水平较低(如图1)。在可比光泽水平,清晰和霾值相似的填料进行了研究。

家庭防沾污性

图6显示了4 h点染色测试的结果使用5家用化学品三种不同的填充重量载荷E。

所有席子代理为所有污渍载荷表现很好。芥末是最严重的,只有很轻微的染色加载水平填充物。系统执行类似的铝和樱桃木(这里没有显示结果)。

抗划伤

200个周期进行使用干3 m Scotch-Brite耐磨性蓝色垫。60°光泽读数被测试之前和之后,变化百分比是绘制和填充加载。基线是表示为100。值大于100意味着揉和或更高光泽测试后,和值小于100表明迟钝或失去光泽。结果如图7所示。

三个加载水平评估每个填料颜料除了D和F,只有两个水平进行评估。空白样品没有填料平均光泽变化(下降)的约13%。填充剂C和F表现出最大的增加光泽,从50到> 100%。填充D不同从6到25%,填料B从10 - 42%,填料和E(陶瓷微球)1 - 10%。陶瓷微球提供最稳定的性能在填充加载/ 200后外观光泽范围以最小的变化周期。填充D即使在非常低的光泽表现也很好。所需的值没有光泽或划痕试验后外观变化。

图8显示了结果的摩擦系数(咖啡)测试。样品测试中没有显著差异。填料E和C并给咖啡值略高,但所有的填料研究相比,较低的值被认为是防滑涂料。应该注意的是,填料E确实给粗糙的表面纹理。

耐磨性

所有系统500周期的泰伯磨损后表现很好。没有穿任何示例,它们表现出< 25 mg减肥。