Transcript Поверхностные добавки - ЗАО ЕВРОХИМ-1

Поверхностные добавки
Силиконы и акрилаты
Россия , Октябрь 2011, Манфред Кноспе
Часто встречающиеся дефекты покрытия
 недостаточное смачивание подложки
 кратеры
 недостаточные розлив и выравнивание
 стабилизация пены
 ......................
...это явления, связанные с поверхностным натяжением
Определение поверхностного натяжения
Поверхностное натяжение: определение
 Силы притяжения между молекулами = когезионные силы
 Чем выше когезионные силы, тем выше поверхностное натяжение
 вода
73 мН/м
=
высокие когезионные силы
 уайт-спирит 23 мН/м
=
низкие когезионные силы
Поверхностное натяжение
растворители
пленкообразующие
подложки
80
вода
мН/м
70
60
меламиновые
50
фосфатированная
сталь
водные
40
30
20
алкидные
акрилонеподготовленная сталь
вые
ксилол
уайт-спирит
SMC-полиэфир
Поверхностно-активные вещества
Силиконы и акрилаты – поверхностно-активные вещества
ориентируются к поверхностям раздела
 жидкость / воздух
 жидкость / подложка
Силиконы и акрилаты: механизм действия
 Силиконы:
 ориентация к поверхностям раздела в основном благодаря структуре,
сходной со структурой ПАВ
 Акрилаты:
 ориентация к поверхности в основном благодаря контролируемой
несовместимости
Органически модифицированные силоксаны
Si O
Si O
Si (CH3)3
Non–polar
алкил
полярн.
CH3
Органический
модификатор
(CH3)3 Si O
CH3
x
y
= ПАВ-образная структура
Силиконы: рекомендованная область применения
Для улучшения
 смачивания подложки
 поверхностного скольжения
 стойкости к образованию кратеров
 регулировка розлива и выравнивания
........................необходимы различные типы силиконов
Силиконы: управление степенью снижения
поверхностного натяжения
CH3
Si O
Si O
Si (CH3)3
алкил
алкил
органический
модификатор
(CH3)3 Si O
CH3
y
CH3
CH2CH3
(CH2)9CH3
x
мН/м
21
26
32
Силиконы: снижение поверхностного натяжения
мН/м
30
29
BYK-320
28
BYK-331
27
26
25
BYK-300
BYK-310
BYK-306/-333
дозировка
Смачивание подложки: влияние поверхностного
натяжения
ПН краски < ПН подложки ПН краски > ПН подложки
ПН = поверхностное натяжение
Поверхностное скольжение
Высокое содержание диметильных групп =
сильное увеличение поверхностного скольжения
Кратеры
краска с высоким
поверхностным
натяжением
красочный туман или частицы
пыли с более низким
поверхностным натяжением
Силиконы
для улучшения
 смачивания подложки
 поверхностного скольжения
 стойкости к образованию кратеров
BYK-306
BYK-333
BYK-310
.... active Силиконs with strong influence on поверхностное натяжение reduction are
required
Выравнивание: определение
выравнивание
Выравнивание
Что влияет на выравнивание?
 реология
 время
 поверхностное натяжение
Как улучшить выравнивание?
 дефлоккулирующие смачивающе-диспергирующие добавки (реология в
пигментированных системах )
 растворители (время)
 пленкообразующие, добавки (поверхностное натяжение)
Теория дефектов розлива
Во время высыхания возникают различия поверхностного натяжения
 система пытается выровнять эти различия
o перенос материала создает турбулентность
o результатом является недостаточный розлив пленки краски
Корректировка розлива
Что улучшает выравнивание – высокое или низкое
поверхностное натяжение ?
Ртуть
Наименьшая возможная
площадь поверхности =
отличное выравнивание
Поверхностное натяжение = 484 мН/м
Чем выше поверхностное натяжение, тем лучше!
Корректировка розлива
Шар имеет наименьшую возможную поверхность
 хорошие розлив и выравнивание
F
F
25
35
мН/м
мН/м
Смачивание подложки и розлив
Система 1:
Система 2:
Система 3:
поверхностное натяжение
поверхностное натяжение
поверхностное натяжение
33 мН/м
29 мН/м
25 мН/м
Подложка: σ = 30 мН/м
Система 1:
Система 2:
Система 3:
Нет смачивания подложки 
Хорошее смачивание подложки
Хорошее смачивание подложки
Недостаточные розлив и
недостаточный розлив
выравнивание
Действия:
Действия:
Действия:
Уменьшить поверхностное
При необходимости
Повысить поверхностное
натяжение, чем корректируются скорректировать розлив
натяжение путем уменьшения
розлив и выравнивание
и выравнивание с помощью
количества активного силикона,
с помощью менее активного
менее активного силикона
чем скорректировать розлив
силикона или акрилата
или акрилата
и выравнивание
Силиконы улучшают розлив
мН/м
30
BYK-322
BYK-320
BYK-325
BYK-315
29
дозировка
Химия акрилатов
R1
C
CH2
Относительно полярная,
похожа на пленкообразующее
C=O
O
R2
полярный
n
 R1
= - H (акрилат)
- CH3 (меткрилат)
 R2
= - алкил
- простой полиэфир
- сложный полиэфир
- соль
= структура не сходная с ПАВ
Акрилаты: ориентация за счет управляемой
несовместимости
оптимальная
слишком
несовместим
слишком
совместим
Акрилатные выравнивающие добавки
Молекулярная масса
выравнивание орг/р-рим
выравнивание водные
против меток кипения
BYK-354
BYK-390
60000
40000
BYK-380
20000
BYK-392
BYK-381
BYK-361/358
0
ниже
полярность
выше
Водные покрытия: смачивание подложки
без добавки
силиконовый ПАВ
Силиконовые ПАВ
мН/м
40
35
силиконовый полимер
30
25
20
силиконовые ПАВ
фторированные ПАВ
15
дозировка
Водные системы: стабилизация пены
контроль
BYK-346 фторированный ПАВ
April 2010, Page 28, Manfred Knospe, BYK-Chemie Enduse General Industrial
поверхност
Смачивание низкоэнергетических подложек
чистая
вода
BYK-347
Чистая вода плюс 0.15% добавка
BYK-333
BYK-348
BYK-349
Силиконовые ПАВ: структура
O
CH3
Si
O
(CH2)
m
Si
CH3
неполярный
CH3
O
CH3
Si
полярный
Si (CH3)3
CH3
O
Si (CH3)3
BYK: область использования силиконовых ПАВ
BYK-345 / BYK-346
BYK-347
BYK-333 / BYK-307
BYK-348
BYK-349
0%
5%
15%
Органический сорастворитель в общей рецептуре
Макромерная технология
Сочетание химии акрилата и силикона открывает новые перспективы
силикон
скелетная
акрилатная цепь
краска
Подложка
BYK-3550: способ действия в зависимости от
полярности системы
Полярные системы
Совместимость с системой
приводит к равномерному
распределению добавки в пленке
Substrate
 Сильное уменьшение поверхностного натяжения в жидкой фазе
o улучшенное смачивание подложки
o хорошие антикратерные свойства
Минимальное влияние на поверхностное натяжение сухого Пк
o предупреждение «следов вытирания» (эффект проявления, ghosting)
o улучшенные розлив и выравнивание
BYK-3550: отсутствие эффекта проявления структуры
(следы вытирания, Ghosting) при перекрывании
Измерение поверхностной энергии высушенного покрытия методом контактного угла
25,8 мН/м
протерто
изопропанолом
27,7 мН/м
25,8 мН/м
Стандартная добавка
27,4 мН/м
протерто
изопропанолом
27,6 мН/м
27,4 мН/м
BYK-3550
BYK-3550: способ действия в зависимости от
полярности системы
Низкополярные системы
Небольшая несовместимость с краской
приводит к концентрированию
на поверхности
Substrate
 силиконовая часть обеспечивает
o замечательные антиблокинг свойства
 акрилатная часть обеспечивает
o перекрываемость
o улучшение розлива и выравнивания
BYK-3550: замечательная перекрываемость
0,3% стандартной
добавки
0,3% BYK-3550
дозировка = активного вещества
High solids Alkyd краск
BYK-3550: улучшение ориентации матирующей добавки
контроль
0,1%* BYK-3550
Нет увеличения поверхностного скольжения, что может быть важным
для некоторых покрытий по дереву
дозировка = активного вещества
BYK-3550: преимущества
 уменьшение поверхностного натяжения жидкости
o улучшенные антикратерные свойства и смачивание подложки
 минимальное влияние на поверхностное натяжение сухой пленки
o нет эффекта проявления структуры (следы вытирания, ghosting) даже в
относительно высоких дозировках
 почти отсутствует увеличение скольжения в дозировках <0.1%, >0.1%
умеренное скольжение
 минимальное влияние на ориентацию эффектных пигментов в базисных
эмалях
 термостабильность  термостабилен до 250°C
 замечательный антиблокинг эффект в низкополярных системах, хорошая
перекрываемость
 улучшение ориентации матирующей добавки без увеличения скольжения
покрытия
ANTI-TERRA®, ATEPAS®, BYK®, BYK®-DYNWET®, BYK®-SILCLEAN®, BYKANOL®,
BYKETOL®, BYKOPLAST®, BYKUMEN®, DISPERBYK®, DISPERPLAST®, ISAROL®,
LACTIMON®, NANOBYK®, SILBYK® and VISCOBYK® - зарегистрированные
товарные знаки компании BYK-Chemie.
AQUACER®, AQUAMAT®, AQUATIX®, CERACOL®, CERAFAK®, CERAFLOUR®,
CERAMAT®, CERATIX® and MINERPOL® -зарегистрированные товарные знаки
компании BYK-Cera.
Данная информация соответствует самому современному уровню наших знаний.
В связи с разнообразием рецептур, условий производства и переработки все
вышеупомянутые рекомендации должны быть скорректированны с учетом
специфических особенностей каждого производства. Данная информация не
гарантирует свойств продукта в каждом отдельном случае. Мы не несем
ответственности в случаях использования продукта за пределами
рекомендуемых областей применения, включая случаи нарушения патентных
прав.