标准黄铁氧化物由于其较高的遮盖力和不透明度、优异的耐候性、光照性和化学牢度以及较低的价格,在性能和成本方面具有优势,是开发各种色度的理想无机颜料。但它们在高温固化涂料如卷材、粉末或烤漆中的应用是有限的。为什么?

当黄色氧化铁经受高温时,它们的针铁矿结构(FeOOH)会脱水,部分变成赤铁矿(Fe2O3),这是红色氧化铁的晶体结构。这就是为什么在固化前存在的标准黄色氧化铁会变得更暗和更褐(图1).这种变化可以在接近160ºC的温度下发生,这取决于固化时间、粘结剂体系和涂层配方本身。

耐热无机颜料

通过在配方中加入我们的Nubifer K系列锌铁氧体和Nubifer Y-7050耐热黄色氧化铁无机颜料,可以克服标准黄铁氧化物固有的较差的热牢度。

锌铁氧体,Nubifer K系列

锌铁氧体是具有ZnFe2O4尖晶石晶体结构的复杂无机颜料(图2).像黄色氧化铁一样,它们表现出优异的光照、耐候性和化学牢度,以及高隐藏力和不透明度,但它们也能承受高温。然而,它们不能直接取代黄色氧化铁,因为它们的颜色明显不同,呈现出较深的棕褐色(图3).

我们产品范围内的两种锌铁氧体尤其值得一提:Nubifer Y-905K和Nubifer Y-805K。后者比第一种颜色更深,颜色更红,据报道也是市场上最耐热的锌铁氧体。它在聚丙烯中承受300ºC 5分钟,而Nubifer Y-905K在相同条件下达到260ºC。然而,典型的固化参数线圈,粉末和烤炉涂料使Nubifer Y-905K适用于这些应用(图4).

Nubifer y - 7050

我们密集的研发工作导致了我们的标准黄色氧化铁的完全无机胶囊的开发,防止它在暴露于高温时变色。由于完全是无机的,这种胶囊不含任何硅烷或其他有机化合物,因此它与各种粘结剂兼容。

以环氧丙烯酸烤炉涂料为例;标准的黄色氧化铁在220ºC下固化20分钟后已经显示出颜色的变化,而Nubifer Y-7050几乎不受影响。在高于通常固化温度(240ºC)时,差异甚至更大,因为标准的黄色氧化铁会完全变成棕色,而Nubifer Y-7050能保持相当稳定的色度(图5).

替代颜料棕24

钛酸铬棕24 (PBr 24)是一种黄色、浅棕色复合无机颜料,由于其出色的耐热性,广泛用于在高温应用中开发米黄色/浅黄色色调。此外,它还具有优异的耐化学、耐气候、耐光牢度和高遮盖力。PBr 24的颜色不同于Nubifer Y-7050,如果在相同剂量下使用全阴影或减少阴影。如果只使用Nubifer Y-7050用量的一半,就能以低得多的成本获得非常相似的米色色度,因为PBr 24比Nubifer Y-7050贵得多,达到相同的颜色需要多50% (图6).

用Nubifer Y-7050取代PBr 24来开发这些米色并不影响热牢度、耐化学性或光稳定性,这是由聚酯HAA粉末涂层的热稳定性、Kesternich (SO2牢度)和QUV-A测试结果所显示的(图7).

从这些结果我们可以得出结论,Nubifer Y-7050在减少阴影下表现出比PBr 24更好的性能/成本比。如果我们考虑PBr 24的价格是Nubifer Y-7050的两倍,那么后者的着色价格可以便宜四倍,同时保持涂层的化学和物理性能相同(表1).

替代红色有机颜料

用于粉末、卷材或烤炉涂料的红色有机颜料可以部分替换为Nubifer Y-7050和Nubifer Y-905K,而不会显著影响涂料的色度或遮盖力。降低了上色成本,如图所示图8而且9,是一个额外的优势。

如图所示,Nubifer Y-7050和Nubifer Y-905K都是替代PR 254或PR 170 30%的好候选人,不会产生很大的色度变化或隐藏力,并提供相当大的着色成本:PR 254约25%,PR 170 19-20%。Nubifer Y-905K对颜色的影响最小,尤其是PR 170,更换20-30%只会导致dE 0.6-0.7。

用Nubifer Y-7050配制高性能涂料

如前所述,使用标准黄色氧化铁来开发不同的颜色深浅在高温固化涂料中是有限的,因为在所需的固化条件下颜色会发生变化。克服这一限制的方法是使用高性能无机或有机颜料,但这意味着涂料成本的大幅增加。现在您可以选择用Nubifer Y-7050来开发这些颜色,以更低的价格获得高温稳定的涂层。一些热稳定的RAL颜色在图10 - 12

进行QUV-A测试,确认Nubifer Y-7050取代PBr 24后不影响这些RAL颜色的耐候色牢度。12小时循环,包括在50+ 3ºC下的4小时冷凝,然后在60 + 3ºC下的8小时紫外线辐射,持续2354小时图13 - 15在测试结束时,含有Nubifer Y-7050的配方比含有PBr24的配方表现出非常相似甚至更好的QUV-A稳定性。本试验使用的粘结剂体系是在130ºC下固化30分钟的醇酸三聚氰胺。

总结

标准黄铁氧化物由于其较高的遮盖力和不透明度、优异的耐候性、光照性和化学牢度以及较低的价格,在性能和成本方面具有优势,是开发各种色度的理想无机颜料。然而,它们在粉末涂料、卷材涂料或高温烤炉涂料中的使用受到限制,因为在这些情况下所需的固化条件下,它们的阴影会变深和棕色。解决方案是使用热稳定的无机颜料(如PBr 24)或有机颜料,但这使得配方成本更高。成本更低,性能相似的选项现在可用:

  • nubiifer Y-7050: Nubiola耐热黄色氧化铁,完全无机封装,使其稳定到240ºC。
  • 努比弗K系列:努比奥拉锌铁氧体,特别是努比弗Y-905K,在不同的高温固化涂料中颜色变化几乎可以忽略不计。

通过在您的配方中包括这些产品,您可以在各种颜色的阴影中制定成本效益高,高性能的线圈,粉末和烤炉涂料。