大多数涂料配方商一致认为,现有的溶剂型颜料分散剂在满足着色强度和色度的行业着色标准方面存在问题,这主要是由于着色剂的不相容性或批次间的一致性较差。当配制高性能工业涂料时,这些问题尤其明显,在较新的树脂化学中使用较老的调色板实现一致和可重复着色可能特别具有挑战性。考虑到这一点,科莱恩在三年前启动了一个研究项目,设计一系列新的着色剂,以满足工业涂料所需的既定着色标准,并提供行业一直寻求的增强色彩性能。结合客户的直接反馈和统计建模,加上科莱恩在有机颜料方面的长期专业知识,科莱恩利用我们的全球化学家和产品专家网络,推动工业涂料中更好的着色剂解决方案的开发。

“在与许多涂料制造商交谈后,我们发现目前可用的工业涂料分散剂有非常大的着色强度公差。特别是在销售点业务中,一些商店可能会花几个小时调整配方,以达到适合顾客的良好颜色搭配。如果你考虑的不仅仅是额外的材料成本,还有达到所需色度的实验室工作时间,这种变化很容易增加服务客户的总体成本,”科莱恩北美技术销售经理romeskumar博士说。

除了颜料分散剂的批到批着色强度的可变性,科莱恩团队还很快了解到涂料制造商在将一种树脂化学配方转移到另一种树脂化学配方时遇到的困难。库马尔博士继续说:“随着高性能工业涂料的一些新要求(耐候牢度、不透明度和更高的红色、黄色和橙色色度),调整旧的色散以满足这些挑战是一个真正的挑战。”

利用从涂料配方中获得的知识,科莱恩开始开发下一代颜料分散剂,旨在克服这些关键挑战。该团队努力筛选最新的树脂技术,并通过无数小时的研究和测试,精心评估了许多先进的添加剂包和不同2022世界杯八强水位分析的溶剂选项。目标很明确——设计一个新的着色剂系列,具有更严格的批对批一致性,并提高了在不同基础化学物质中复制颜色配方的能力。然而,新的系列还应坚持着色性能的行业标准,如色度和着色强度,以被认为是现有涂料配方的着色下降。

颜色不一致-不是所有的着色剂都是一样的

在给工业涂料着色时,最具挑战性的任务之一是使用一套已建立的着色剂来再现工业标准的色度(如RAL或OSHA),以创建自定义颜色,或简单地匹配竞争对手现有的色度。在所有情况下,使用高着色强度的变异着色剂来再现特定的色调可能是一个昂贵的过程。一般来说,最常见的颜色不一致的原因可以归因于以下一个(或多个)特征:

  1. 用于分散的颜料的质量和化学性质;

  2. 液体主标准的稳定性;

  3. 实际油漆着色过程的可重复性。

如果没有对制造、加工或在某些情况下对基础颜料的来源的严格控制,分散效果就只会和所用颜料一样好。如果没有这种级别的控制,试纸工将被迫花费额外的时间(和金钱)为客户微调一个通常可复制的配方(图1)。

“我们早期的开发工作是分析市场上已有的产品,以确定什么样的质量水平通常被配方商‘接受’。从那时起,很明显,市场上有一些相当大的颜色强度公差,如果我们能够填补这些差距,换句话说,提高批次一致性,我们的客户将更容易复制色度,并加快交付给他们的客户,”科莱恩美洲分散部门主管安德烈亚斯·哈尔兹说。

颜色强度不一致:单一制造商,灯黑色着色剂在典型的快干醇酸光泽白色基地采样从不同的美国地点和不同的日期。
图1”颜色强度不一致:单一制造商,灯黑色着色剂在典型的快干醇酸光泽白色基地采样从不同的美国地点和不同的日期。

“我们从客户研究中了解到的另一个问题与颜色絮凝有关,当着色涂层在应用和干燥过程中显著改变颜色时,就会发生絮凝,”Harz继续说。

为了识别和量化这些问题,科莱恩检查了市场上可用的不同颜料分散标准树脂基。严格的评价方案包括擦除和抖除试验,视觉检查着色剂的稳定性和絮凝。测试薄膜通过刷、辊和喷雾器的应用程序制备,以模拟真实的应用过程。

这种早期测试主要是为了评估目前市场上的性能水平,并确保新着色剂开发的一致性。举个例子,对着色工业涂料进行了多次拉伸,并允许薄膜凝固,但不允许干燥。然后轻轻摩擦薄膜,当薄膜完全干燥后,比较和量化颜色差异。很明显,通过摩擦薄膜,额外的剪切被引入到湿涂层中,这导致着色剂更彻底地分散,并导致膜中的颜色转移,这种情况与典型应用中结合刷子和滚筒的情况类似(图2)。

典型快干醇酸光泽白色基料中无铅橙色度不一致,由科莱恩证明(ASTM D5326-94a)。
图2”典型快干醇酸光泽白色基料中无铅橙色度不一致,由科莱恩证明(ASTM D5326-94a)。

通常情况下,这可能不是一个严重的问题,这取决于应用方法,或者是否需要表面润色的可能性较低。然而,在现场,如果表面使用喷雾、刷涂和/或辊涂的组合,这个问题很容易出现。在实践中,这种情况是相当常见的,如油漆储罐或桥梁。相比之下,在受控的环境中,如大型制造过程中的一个步骤或在制造车间中,涂层很可能不需要多种应用方法。然而,当在现场重新喷涂时,涂抹器可能会用刷子涂在某些紧密的、受限的区域或表面不规则的地方,然后在更大更光滑的表面上使用滚筒。

当配方被着色并随后用机械搅拌器或搅拌器摇晃时,着色剂着色强度的批次到批次变化的效果很容易观察到。虽然变化不大,但最终的颜色与所需颜色相对一致。然而,当着色强度变化较大时,最终的颜色将在着色的不同批次的涂层中发生变化,这将需要耗时的调整,并可能损害涂层的性能。理想情况下,涂料应该正确着色,使用所需的着色配方,然后在机械摇床上处理合理的时间,使着色剂有效和完全分散到涂料中。例如,考虑一个约90ku粘度的标准搪瓷包装在一个合适的容器中,至少有3%的顶空。染色后,可以合理地期望涂层和着色剂在机械摇床上约3分钟后完全均匀化。然而,在某些情况下,很容易证明,着色涂料产品的最终阴影可以改变涂层搅拌的时间越长。当不能保证多个容器的颜色均匀性时,这可能会给着色剂和涂药器带来挑战。

“经常会看到10个单独的容器用同一批着色剂着色,并发现着色后,所有10个容器的最终颜色都有视觉差异。多桶材料的“装箱”(在现场将所有10个容器混合在一起)可能会提供一个临时的解决方案,但它并不能解决根本原因,虽然它会产生统一的颜色,但仍然不能精确到客户最初订购的颜色,”Harz说。

不兼容的挑战-正确获取添加剂包装

另一个常见的问题是颜料分散的不相容性。换句话说,由于絮凝和或分离,着色剂不能正确地混合到油漆中。更简单地说,着色剂“漂浮”,意味着着色剂被油漆系统排斥。这种情况通常在油漆系统着色和均质后的10到15分钟内出现。小的条纹或瑕疵可能开始出现在桶中未干的油漆表面,随着油漆停留,更多的着色剂将浮到表面。大规模的涂料生产也容易产生色差。当油漆在包装前着色和混合时,可能会看到从油漆容器壁散发出的色斑,并拖进混合叶片产生的漩涡中。在更严重的情况下,可以在整个干燥的漆膜中看到污点或似乎是被丢弃的着色剂的小“星星”。在这种情况下,颜色浮动会增加涂抹器的挫折,因为涂层的颜色可以在整个应用过程中变化。此外,后期任何与原始干燥颜色相匹配或与之前粉刷的表面混合以达到均匀完成效果的润色都将更具挑战性(图3)。

在典型的高光聚酰胺环氧树脂中加入氧化铁红着色剂(a),混合(b),混合后(c), 12小时后(d)。
图3»在典型的高光聚酰胺环氧树脂中加入氧化铁红着色剂(a),混合(b),混合后(c), 12小时后(d)。

应用最新的“实验设计”概念,科莱恩设计了一种系统的方法来评估超过25种不同的溶剂型颜料分散添加剂。这些技术有助于加快对初始配方试验中的多个变量的评估,并显著缩小了对哪个添加剂包将提供理想溶液的关注范围。经过多次迭代和实验室试验,不同添加剂的组合被确定为最佳共混物,以制定颜料分散,具有一致的着色强度和在最广泛的工业标准树脂体系的最大兼容性。

该过程还有助于确定与溶剂型涂料絮凝有关的另一个关键问题。在很短的时间内,测试样品的颜色发生了显著的变化,即使没有额外的搅拌。如图3所示,对市场上可替代的氧化铁红分散剂进行的测试显示,颜色在30分钟的间隔内迅速变化。引入额外的剪切将颜料分散重新分配到涂层中,然而,随着薄膜干燥,未受干扰的下降部分继续褪色。这给科莱恩提出了另一个挑战,因为大多数应用过程都可能包括涂层的应用场景,例如先用辊涂,然后再用刷子涂。在现场,这可能会导致“帽子带”的效果,在边界和油漆表面的内部之间有明显的颜色差异。利用我们的研究结果,科莱恩将这一标准纳入到我们评估不同添加剂的要求中,并找到了解决方案(图4)。

红色氧化铁荷斯汀SI与市场替代品在典型高光聚酰胺环氧树脂中絮凝超过12小时(完全固化)的例子。
图4»红色氧化铁荷斯汀SI与市场替代品在典型高光聚酰胺环氧树脂中絮凝超过12小时(完全固化)的例子。

对于科莱恩来说,这种创新的产品开发方法带来了一系列新的颜料分散剂,提高了批一致性,提高了着色强度,提高了与更广泛的树脂体系的兼容性,以及对行业标准的着色。

Hostatint SI -基于价值的解决方案

经过广泛的研究和测试,2020年6月,Hostatint SI作为下一代溶剂型通用着色剂推出。Hostatint SI设计用于匹配当前工业颜色标准,并为提高着色强度、颜色接受度和更一致的性能而设计,适用于工业厂内着色或销售点应用的手动和自动点胶设备。Hostatint SI制造在一个新建的,最先进的设施中精心控制,配备专用的卧式介质磨机,自动计量设备,和一个经验丰富的操作员和技术人员团队,能够确保产品性能和一致性。

由于受控的流变性,卓越和高效的颜料研磨和制造过程中彻底的质量控制,霍斯汀SI一致的着色强度允许精确和可重复的配色,使其成为销售点应用的理想产品。Hostatint SI可用于工厂内着色的各种包装,以简化生产和加速直接向终端客户着色涂料。

Hostatint SI与溶剂型工业和建筑涂料中使用的各种技术兼容,并将消除或减少摩擦、絮凝色、脱色2022世界杯八强水位分析和在将色素引入涂料基时观察到的其他有害行为。

如需更多信息或获取产品样品,请联系当地的科莱恩销售代表或科莱恩授权经销商(美国的Lintech International或加拿大的Brenntag)。或者点击在这里