20多年来,涂料行业一直在经历从溶剂型产品到水性产品的转变。这一变化的主要驱动力包括公众对健康和环境意识的提高、政府对挥发性有机化合物和有害健康物质的更严格监管,以及制造商减少碳足迹的共同目标。水性涂料配方的一个重大挑战是在极端pH条件下控制流变性和色素的稳定性。因此,对生物添加剂的需求非常强烈,这种添加剂可以模拟合成溶液,同时提高可持续性。

纤颤纤维素的特点和优点

Valida纤颤纤维素是一种100%天然、可生物降解和可持续的材料。在油漆和涂料应用中,它作为多功能稳定剂,在广泛的涂料应用中对粘度影响较小,并支持更可持续的生命周期。表1概述了纤颤纤维素在水性涂料中的特点和优点。

纤颤纤维素的特点和优点。
表1”纤颤纤维素的特点和优点。

Valida也表现出假塑性行为,在静止状态下具有高粘度的高剪切稀化(图1)。

粘度范围-典型的Valida流动剖面。
图1”粘度范围-典型的Valida流动剖面。

对内墙涂料性能的影响

内墙涂料需要满足当前的趋势,即提高可持续性和更环保的系统,这是由政府法规和消费者对可持续产品的需求推动的。除了100%天然,我们的纤维纤维是可持续的,可再生的和无毒的,从而帮助降低VOC水平,同时也提供更好的功能。纤颤纤维素的消光效果也符合目前装饰墙漆不透明的趋势。

测试

我们测试的配方是基于苯乙烯丙烯酸乳液作为粘合剂,丙烯酸和PU作为增稠剂,Valida作为生物基多功能稳定剂。最终的PVC为75%,TiO2内容是10%。从流变改性、隐藏功率/对比度、罐内稳定性、抗凹陷性、抗泥浆开裂性和抗染色性等方面对配方进行了分析。

流变学修改

纤颤纤维素的高比表面积使纤颤纤维素与传统流变改性剂之间的协同作用得以增强。因此,在配方中加入纤颤纤维素时,必须降低常规流变改性剂的用量。纤维纤维素提高了涂料的整体性能,这也确保了粘度达到目标值。在这个特定的应用中,使用Valida的推荐用量,PU和丙烯酸增稠剂减少了20%。

遮盖力/对比度

位于纤颤纤维素基本核心的3D网络可以作为稳定剂,并可能作为粒子的物理间隔剂,改善颜料悬浮,从而提高涂料的对比度/隐藏能力(图2)。

对比度。剂量是基于Valida凝胶,其中包括3%的纤维素在97%的水。
图2”对比度。剂量是基于Valida凝胶,其中包括3%的纤维素在97%的水。

能稳定

控制系统出现了相分离、沉降和脱水现象。含有纤颤纤维素的配方在40°C下静止6个月后表现出了更好的稳定性和抗沉降性(图3)。

能稳定。剂量是基于Valida凝胶,其中包括3%的纤维素在97%的水。
图3»能稳定。剂量是基于Valida凝胶,其中包括3%的纤维素在97%的水。

凹陷的阻力

在固体含量较低的情况下,纤颤纤维素使建筑涂层体系的抗下垂性能提高了17%(图4和图5)。

Anti-sagging行为。左:控制配方;右:Valida-based油漆。内部试验方法基于ASTM D4400。
图4»Anti-sagging行为。左:控制配方;右:Valida-based油漆。内部试验方法基于ASTM D4400。
不同Valida剂量抗下垂。Valida凝胶由3%的纤维素和97%的水组成。
图5»不同Valida剂量抗下垂。Valida凝胶由3%的纤维素和97%的水组成。

Mud-Cracking阻力

所有配方都应用于不同厚度层(Leneta图表上的湿膜厚度)。Control系统在635 μ m时出现了严重的泥裂。含有纤颤纤维素的涂料没有显示出这种缺陷(图6和图7)。

纤颤纤维素提高了泥浆的抗裂性。Valida凝胶由3%的纤维素和97%的水组成。
图6»纤颤纤维素提高了泥浆的抗裂性。Valida凝胶由3%的纤维素和97%的水组成。
泥裂阻力。
图7»泥裂阻力。

防沾污性

根据ASTM D1308测试了14种不同的常见家用化学品。与对照组相比,含有纤颤纤维素的涂料表现出更好的耐家用化学品,特别是酸性溶液,如醋和硝酸/硫酸溶液。此外,基于纤颤纤维素的配方对咖啡表现出更好的抵抗力。结果如图8-9所示。

经测试的家用化学品清单。
图8»经测试的家用化学品清单。
防沾污性测试。
图9»防沾污性测试。

结论

纤颤纤维素能有效改善未干漆的流变性,对干漆具有增强作用。高粘度在休息的结果稳定的配方和改进的罐内稳定性。此外,触变特性显著提高了涂覆层的抗下垂性,防止滴漏。

用纤颤纤维素配制的涂料显示了更高的对比度/隐藏力,补充了TiO2并提高其不透明性能。此外,在干漆中,纤颤纤维素可增强抗泥裂性,更高的抗擦洗性,并提供更好的抗家用化学品。

Valida是一种可持续的、可再生的、无voc的多功能添加剂,它不仅有助于减少或取代涂料配方中的合成添加剂,而且还为最终产品增加了更多的价值。

如需更多信息,请发送电子邮件gabriel.ferrante@sappi.com。