猎户座是炭黑的全球供应商,提供高性能特种炭黑色,再着色,并提高聚合物的性能,塑料、油漆和涂料、油墨和墨粉,纺织纤维、粘合剂和密封剂。在粉末涂料,炭黑不仅提供了比色属性而且导电性或紫外线稳定,取决于所使用的类型的炭黑。

粉末涂料生产和应用不使用水或有机溶剂的形式自由、干粉。这导致zero-VOC涂料,使他们从生态的角度来看非常有吸引力。应用静电粉末涂料通常,其次是热固化。导致涂层提供了更严格的比传统的液体表面油漆、提供优秀的耐化学和环境。据估计,涂层粉末的可回收性,不坚持衬底,高达98%¹。

目前,大多数工业粉末涂料配方是基于热固性树脂技术,这主要是由环氧树脂和饱和聚酯类型与羧基或羟基官能团。环氧树脂是首选的系统,如果耐久性、化学和耐蚀性,易用性和广泛的治疗计划是必需的。然而,环氧树脂不天气好,房外的暴露会导致他们粉笔或褪色。饱和聚酯更好的户外风化属性和最常用的粉末涂料。他们提供良好的机械和化学抵抗。他们还提供了一个巨大的选择的颜色、光泽的水平,和特殊效果²。环氧树脂和聚酯通常混合形成混合动力系统。根据需求和应用程序的需求,环氧/聚酯的比例可以不同。在这项研究中,混合动力系统,聚酯与HAA (hydroxyalkylamide)和固化剂(triglycidylisocyanurate)固化剂进行了测试以及各种类型的碳黑人。

猎户座产生超过280特种炭黑成绩,使用五个生产流程+后处理。五个不同的流程生成五个基本类型的碳黑色:黑色气体,炉黑,乙炔黑,热黑,灯黑。在这项研究中,不同等级的炉黑,黑色气体,灯黑了。不同粒径的影响,形式(粉末或珠),加载水平的炭黑比色性质在各种粉末涂料树脂系统是经过仔细调查。

试验协议

粉末涂料的制备——将军

粉末涂料是由微波处理的原材料在高速溶解器分别溶解器盘。管式混合器的混合条件定义用于预混料原材料粉末化。随后的挤压,双螺杆容积馈线喂预混料挤出机。两辊轧机立即冷却挤压融化,粉末涂料是分解成芯片。芯片是pre-micronized,研磨粉末涂料已筛。粉末涂料被应用到钢面板和定义的条件下固化。

配方

表1 - 5显示在这项研究中使用的各种配方。

工艺参数

表6和7说明了工艺参数和实验中使用的仪器。

结果与讨论

Coloristic属性

对各种色彩的处理性能的涂层板使用Pausch测量^®Q35 45°/ 0°几何。Jetness米_Y和黑色的底色dM质量音调测定按照DIN 55979。灰色多克_Y的低音dG有色(灰色)涂料是相同的数学转换后获得的用于计算M_Y和dM。为进一步的细节,请参阅k Lippok-Lohmer(颜色+缺乏,(1986),92卷,1024页)或k·克劳斯(欧洲涂料杂志》05/2019 p。35 ff,黑色:细节)。

高米_Y和克_Y价值,jetness越高质量的语气和有色涂层的暗灰色的颜色。dM和dG值越高,越强的蓝色底色的语气和灰色涂层质量。这也表明色素是分散和稳定的涂层系统。

环氧树脂混合系统

epoxy-hybrid粉末涂料系统(图1),两种不同的炭黑浓度(0.8%和1.3%)评估应用程序质量的基调。60µm和80µm之间与涂层厚度,实现jetness M_Y浓度和低音dM值都非常类似的评估特种炭黑。只有特别黑,颜色黑色弗雷德里克200 jetness M_Y增加炭黑浓度较高。改变dM 1到2的值是可以忽略不计。

101年灯黑,“半”透明电影观察炭黑浓度为0.8%。因此,没有颜色值测量灯黑101的浓度为0.8%。通常,灯黑101用于着色的应用程序,而不是大规模的基调。灯黑101显示一个中立的底色dM结合低jetness M_Y在浓度为1.3%。

处理后气体黑人,比如特殊的黑色6,显示对各种色彩略好处理值,相比non-after-treated相等物,在这种情况下,颜色黑色S170。

high-jet等级,颜色黑色弗兰克-威廉姆斯200年,特别黑6和PRINTEX^®95年对各种色彩显示最好的处理性能,提供高jetness蓝色底色。

颜色黑色S160 PRINTEX 85 medium-jetness应用程序对各种色彩显示良好的处理性能。

jetness水平较低,专业炭黑像PRINTEX U,特别黑4,PRINTEX 60或PRINTEX 45可以考虑。

Carboxyl-Functional聚酯/ HAA

质量语气应用程序

在此系统中,炉中意味着较低的黑人主要粒子大小表现出良好的性能。High-jetness值加上强烈的蓝色色彩与PRINTEX实现95年PRINTEX 85 HIBLACK PRINTEX 90年^®50 l, HIBLACK 600 l和HIBLACK 890。对于低端应用,PRINTEX 60, 300年PRINTEX HIBLACK 5 l和NEROX^®类型可能是一个选项。灯黑101导致低jetness中性底色的(图2)。

最高jetness和蓝色底色的特种炭黑检测是实现颜色黑色FW 171。相比竞争对手的产品显示低jetness值M_Y和低音dM。

一般来说,处理后气体等黑人特别黑4,特别黑,颜色黑色弗雷德里克200显示好jetness值M_Y但低底色dM。

自粉末涂料制造商喜欢串珠特种炭黑由于低尘埃和容易处理,珠子和粉末之间的直接比较基于相同类型的特种炭黑纳入评估。结果表明,对各种色彩的处理没有显著差异属性之间的珠子和粉版本相同的等级。

着色的应用程序

各种等级的特种炭黑在着色测试基于carboxyl-functional聚酯粉末涂料配方/ HAA系统。灰色的数字G_Y和色彩dG是显示在图3。二氧化钛之间的比例和炭黑是100:5样本。的值是通过增加意味着初级粒子大小排序。

着色力的发展并不遵循意味着初级粒子大小通常获得的液体涂料系统。灰色的底色dG粉末涂料在图3中大致遵循液体涂料的颜色性能趋势:fine-particle-sized炭黑显示dG值低,而coarse-particle-sized碳黑人提供dG高值,转化为强烈的蓝色底色。

合理的着色力和蓝色底色,加上良好的性价比比,PRINTEX 60, 300和HIBLACK PRINTEX 5 l可能是首选,其次是NEROX类型。强烈的蓝色底色的灰色涂料,PRINTEX G, HIBLACK 160年和101年灯黑可以推荐。

Carboxyl-Functional聚酯/固化剂

质量语气应用程序

在此系统中,炭黑与细到中意味着初级粒子大小表现出良好的性能。High-jetness值M_Y加上强烈的蓝色色彩是实现HIBLACK 600 l, PRINTEX 95年PRINTEX 90年,171年的颜色黑弗兰克-威廉姆斯,颜色黑色弗兰克-威廉姆斯255,颜色黑色弗雷德里克。

最高jetness和蓝色底色的特种炭黑检测是实现颜色黑色FW 1。导电年级XPB 545对各种色彩也表现出良好的处理性能的高jetness和蓝色底色。

着色的应用程序

图5和6显示颜色着色性能carboxyl-functional聚酯/固化剂系统应用程序。

在浅灰色阴影(TiO₂:特种炭黑= 98:2),典型的着色的成绩像灯黑粗的意思是主要粒度101年PRINTEX G和特殊的黑色低100显示灰色G_Y但相比稍微浅蓝色底色评估特种炭黑与细意味着初级粒子大小。

暗灰色的色调,(TiO₂:特种炭黑= 50:50),特别是灯黑低101清楚表明灰色G_Y但结合强大的蓝色底色。最高灰色值加上一个蓝色底色是实现HIBLACK 600 l,颜色黑色FW 1,颜色黑色弗兰克-威廉姆斯171,颜色黑色弗雷德里克255。

一般来说,颜色的差异着色申请这个粉末涂料系统在质量方面应用和主要由TiO基调₂/特种炭黑比例。

光泽和烟雾

光泽和霾值测量使用BYK园丁光泽/ DIN EN ISO 2813后霾计测试方法。在20光泽测量^o在60^o角;反光阴霾为20^o。

这项研究的结果表明,没有显著差异光泽和霾在测试不同的碳黑人在同一树脂体系。表8显示了平均光泽60^o,20^o和阴霾的典型树脂系统。

结论

广泛的最重要的特种炭黑在猎户座的组合评估在三个不同的粉末涂料配方中发现的主要市场:epoxy-hybrid, carboxyl-functional聚酯/ HAA, carboxyl-functional聚酯/固化剂。这项研究的结果如下:

• 粘结剂体系有很强的对各种色彩的实现处理性能的影响。
• 串珠炭黑的使用是有利的由于低尘埃和更好的处理。无显著差异的对各种色彩的处理性能被发现之间的串珠和粉版本相同的等级。
• 获得不透明的电影,粉末涂料的厚度应该在80年60µmµm之间,和炭黑的浓度应该是1%到2%。低于1%的浓度,透明薄膜的风险增加,特别是对于粗类型的专业碳黑人。
• 质量语气应用,高jetness和蓝色底色是必需的,颜色黑色FW 1,颜色黑色弗兰克-威廉姆斯200年,颜色黑色弗雷德里克171,颜色黑色弗兰克-威廉姆斯255颜料的选择。
• 粉末涂料,质量语气应用中长期high-jetness水平,95年PRINTEX PRINTEX 90年,85年PRINTEX HIBLACK 50 l, 600 l和890年HIBLACK HIBLACK推荐。
• 为低收入medium-jetness应用PRINTEX U, PRINTEX 60, 300年PRINTEX HIBLACK 5 l, NEROX类型,PRINTEX 45和PRINTEX 260是合适的。
• 对于着色的应用程序,粗类型像PRINTEX 60, 300年PRINTEX, HIBLACK 5 l和PRINTEX 260人推荐。如果需要一个强大的蓝色底色,PRINTEX G, HIBLACK 160年和101年灯黑了最好的结果。
• 基于本研究的结果,对各种色彩处理后成绩不提供处理好处相比non-after-treated成绩。处理后的使用特种炭黑可以提高流动行为和加工性能。一般来说,non-after-treated特种炭黑给更好的成本/性能比在粉末涂料。

引用

¹李,w;弗朗哥特区;杨,硕士;朱,x;张,h;邵,y;张,h;朱,j .调查ATH粉体在有机粉末涂料的性能。涂料2019年,9日,110年,1 - 2

²不同类型的粉末涂料。http://ifscoatings.com/content/news/guides/the-different-type-of-powder-coatings(2019年12月23日通过)

3Coloristic属性的专业碳黑人全音和着色涂料申请:猎户座工程碳LLC技术信息1464,2015。