1. Wat is het gebruik van nivelleermiddelen als een algemeen coatinghulpmiddel?
De belangrijkste functie van verf is decoreren en beschermen. Vloei- en egalisatiefouten hebben niet alleen invloed op het uiterlijk, maar ondermijnen ook de beschermende functie. De vorming van krimpgaatjes en speldenprikken kan leiden tot discontinuïteit in de verffilm, waardoor de beschermende eigenschappen van de verf afnemen. Tijdens het proces van opbouw en filmvorming treden er fysische en chemische veranderingen op. Deze veranderingen en de aard van de verf zelf hebben een aanzienlijke invloed op het vloeien en egaliseren van de verf.
Nadat de coating is aangebracht, ontstaan er nieuwe interfaces, meestal de vloeistof/vaste stof-interface tussen de coating en het substraat en de vloeistof/lucht-interface tussen de coating en de lucht. Als de interfaciale spanning op het vloeistof/vast grensvlak tussen de verf en het substraat hoger is dan de kritische oppervlaktespanning van het substraat, zal de verf zich niet kunnen verdelen over het substraat en zullen er natuurlijk nivelleerfouten ontstaan zoals vissenogen en krimp.
De verdamping van oplosmiddelen tijdens het droogproces leidt tot verschillen in temperatuur, dichtheid en oppervlaktespanning tussen het oppervlak en het inwendige van de verffilm, wat op zijn beurt leidt tot turbulente bewegingen binnen de film, wat resulteert in zogenaamde wervelingen. Wervelingen kunnen leiden tot sinaasappelhuid; in systemen die meer dan één pigment bevatten, kunnen wervelingen ook leiden tot blazen en bloeien als er enig verschil is in de beweeglijkheid van de pigmentdeeltjes, en tot filigraan op verticale oppervlakken.
Onoplosbare deeltjes worden soms gevormd tijdens het drogen van de verffilm, wat kan leiden tot de vorming van oppervlaktespanningsgradiënten, vaak resulterend in de vorming van krimp in de verffilm. Bijvoorbeeld in vernette uithardingssystemen, waarbij de formulering meer dan één hars bevat, kunnen onoplosbare deeltjes worden gevormd uit minder oplosbare harsen wanneer het oplosmiddel verdampt tijdens het droogproces. In formules die oppervlakte-actieve stoffen bevatten, kan er ook een verschil in oppervlaktespanning ontstaan als de oppervlakte-actieve stof onverenigbaar is met het systeem, of als de concentratie van de oppervlakte-actieve stof verandert terwijl het oplosmiddel verdampt tijdens het drogen, wat leidt tot veranderingen in oplosbaarheid en de vorming van onverenigbare druppels. Dit alles kan leiden tot het ontstaan van krimpgaten.
De aanwezigheid van externe verontreinigingen tijdens de opbouw en filmvorming van een coating kan ook leiden tot nivelleringsfouten zoals krimp en vissenogen. Deze verontreinigingen zijn meestal olie, stof, verfnevel, waterdamp enz. uit de lucht, bouwgereedschap en substraten.
De aard van de verf zelf, zoals de verwerkingsviscositeit en de droogtijd, kan ook een aanzienlijk effect hebben op de *eindegalisatie van de verflaag. Een te hoge verwerkingsviscositeit en een te korte droogtijd zorgen meestal voor een slecht geëgaliseerd oppervlak.
Daarom is het nodig om de verf te helpen een goede nivellering te verkrijgen door nivelleermiddelen toe te voegen, door de verf tijdens de opbouw en filmvorming enigszins te veranderen en door de verfeigenschappen aan te passen.
Voor een bepaald formuleringssysteem moet een geschikt nivelleringsmiddel worden geselecteerd op basis van de aard van de formulering en de prestaties die van het nivelleringsmiddel worden verwacht.
1.1. Verfsystemen op basis van oplosmiddelen
In primer- en midcoatformules worden meestal acrylnivelleermiddelen gebruikt. Als ontgassing en bevochtigbaarheid van de ondergrond vereist zijn, is het raadzaam om te kiezen voor
acrylnivelleermiddelen met een gemiddeld molecuulgewicht of een hoog molecuulgewicht. Als in primers een betere bevochtigbaarheid van de ondergrond vereist is, kunnen siliconennivelleermiddelen en gemodificeerde acrylnivelleermiddelen (zoals fluorgemodificeerde acrylnivelleermiddelen en fosfaatgemodificeerde acrylnivelleermiddelen) die de oppervlaktespanning aanzienlijk verlagen, worden overwogen, en als siliconennivelleermiddelen en fluorgemodificeerde acrylnivelleermiddelen bijwerkingen hebben zoals het stabiliseren van luchtbellen en het beïnvloeden van de hechting tussen de lagen, moeten fosfaatgemodificeerde acrylnivelleermiddelen worden gebruikt.
In aflakken en transparante verfformuleringen, de relatief hoge eisen voor het uiterlijk van de film, kan over het algemeen kiezen voor een laag moleculair gewicht acryl egaliseermiddel, dat een goede nivellering zal verkrijgen, in de film is niet gemakkelijk om mist schaduw te produceren. In vernette uithardingssystemen worden acrylnivelleermiddelen met reactieve functionele groepen vaak gebruikt om een betere nivellering te verkrijgen en de fysische en chemische eigenschappen van de film te verbeteren. Siliconennivelleermiddelen zijn nodig als een betere vloeiing vereist is of als slip- en krasbestendigheid nodig zijn. In dat geval * worden bij voorkeur siliconennivelleermiddelen in combinatie met acrylnivelleermiddelen gebruikt.
Opgemerkt moet worden dat siliconen egaliseermiddelen zorgen voor nivellerende eigenschappen terwijl ze effectief de neiging van de coating om door te zakken verminderen wanneer deze wordt aangebracht op verticale oppervlakken. Bovendien moeten siliconen egaliseermiddelen met voorzichtigheid worden gebruikt in formules voor metaalflitsen, omdat ze kunnen leiden tot een ongelijkmatige uitlijning van aluminium vlokpigmenten en een ongelijkmatige kleur van de verflaag.
1.2, poedercoating systeem
Het nivelleringsproces van poedercoatings is verdeeld in twee fasen. ** De eerste fase is het smelten van de poederdeeltjes en de tweede fase is het smelten en vloeien van de poederdeeltjes tot een vlakke verffilm. Poedercoatings bevatten geen oplosmiddelen en produceren geen oppervlaktespanningsgradiënt tijdens het filmvormingsproces, de nivellering is meer gerelateerd aan de bevochtiging van het substraat.
Poedercoatings gebruiken vaak acrylnivelleermiddelen. Als het egaliseermiddel in vloeibare vorm is, wordt het voor gebruik meestal vooraf aangemaakt in een hoofdbatch. Er zijn ook acrylnivelleermiddelen in poedervorm, speciaal voor poedercoatings, die bestaan uit vloeibare acrylnivelleermiddelen geadsorbeerd aan silicapoeders, en sommige nivelleermiddelen van lagere kwaliteit geadsorbeerd aan calciumcarbonaat.
Als de poedercoating glad moet zijn en niet moet gaan hangen, moeten we siliconennivelleermiddel gebruiken. Er is al poeder gemaakt dat speciaal geschikt is voor poedercoatings van siliconennivelleermiddel. Het gebruik van siliconennivelleermiddelen moet worden opgemerkt om de vorming van krimpgaten te voorkomen.
1.3, op water gebaseerd coatingsysteem
Coatingsystemen op waterbasis worden onderverdeeld in wateroplosbare systemen en latexsystemen.
In het in water oplosbare systeem moet de oppervlaktespanning van het systeem sterk worden verlaagd, * vaak gebruikt is siliconen nivelleringsmiddel en fluorkoolstofverbindingen
Deze worden op dezelfde manier gebruikt als in oplosmiddelhoudende systemen. Als een echt vlak oppervlak nodig is, zijn acrylnivelleermiddelen voor watergedragen systemen natuurlijk noodzakelijk.
Bij latexsystemen is het filmvormingsmechanisme volledig anders en verandert de viscositeit niet met de verdamping van het oplosmiddel. Het gebruik van nivelleermiddelen in de formulering kan het bevochtigen van het substraat van de verf verbeteren en acrylnivelleermiddelen kunnen de vlakheid van de film verbeteren, maar de belangrijkste vloei-eigenschappen van de verf worden vaker gecontroleerd en aangepast door de toevoeging van reologiecontrolemiddelen.
2. Waarom is het nodig om een egalisatiemiddel aan verf toe te voegen?
De aanwezigheid van externe verontreinigingen tijdens het aanbrengen en het filmvormingsproces van een verf kan ook leiden tot egalisatiefouten zoals krimp en vissenogen. Deze verontreinigingen zijn meestal olie, stof, verfnevel, waterdamp enz. uit de lucht, bouwgereedschap en substraten.
De aard van de verf zelf, zoals de verwerkingsviscositeit en de droogtijd, kan ook een aanzienlijk effect hebben op de *eindegalisatie van de verflaag. Een te hoge verwerkingsviscositeit en een te korte droogtijd zorgen meestal voor een slecht geëgaliseerd oppervlak.
Daarom is het nodig om de verf te helpen een goede nivellering te verkrijgen door een nivelleringsmiddel toe te voegen, door de verf tijdens de opbouw en filmvorming wat aan te passen en door de eigenschappen van de verf te veranderen.
3. Waarom worden watergedragen egaliseermiddelen dikker?
In de chemische industrie zijn nivelleermiddelen onmisbaar omdat ze zorgen voor een zeer homogeen, glanzend en glad oppervlak. We zien allemaal technici die nivelleermiddelen op waterbasis mengen met natuurlijke verdikkingsmiddelen. Een reologie-additief wordt gedefinieerd als een of ander additief dat de reologie van een vloeistof verandert, bijvoorbeeld van een Newtoniaanse vloeistof naar een plastische, pseudoplastische vloeistof, of omgekeerd. Deze additieven kunnen polymeren, natuurlijke verdikkingsmiddelen, anorganische of organische oplosmiddelen of een verscheidenheid aan organische of anorganische elektrolyten of dispergeermiddelen zijn.
Egaliseermiddelen worden gebruikt om een zeer homogeen, glanzend en glad oppervlak te verkrijgen wanneer inkten, pasta's, coatings enz. op het oppervlak van materialen worden aangebracht. Deze nivelleermiddelen zijn voornamelijk zeer effectieve oppervlakte-, oppervlakteactieve en polymere elektrolyten, waarvan het werkingsmechanisme is om te dispergeren, het schuim te breken, te verdunnen, de verf of inkt zeer vloeibaar te maken (zonder het vaste stofgehalte van de verf of inkt te veranderen) en een goede bevochtigbaarheid van het oppervlak te hebben (zowel Het gebruik van deze nivelleermiddelen kan pinholes en het kratereffect op het oppervlak van bedrukte onderdelen aanzienlijk verminderen.
4. De gecontroleerde aard van acrylaatnivelleermiddelen wordt bereikt door het molecuulgewicht te veranderen
De gecontroleerde aard van acrylaatnivelleermiddelen wordt bereikt door het moleculaire gewicht te veranderen. Homopolymeer compatibiliteit is niet zo goed als copolymeer, zoals homopolymeer acrylzuur is meestal slecht compatibel met epoxy, polyester, polyurethaan en andere harsen die worden gebruikt in coatings, als ze worden gemengd met fysische methoden zal een slechte oppervlakte staat van de niet-lichte coating film te vormen, dus acryl homopolymeer is niet erg geschikt voor nivellerende middelen. Het ideale nivelleringsmiddel is een copolymeer, dat een terpolymeer of een gemodificeerd copolymeer kan zijn, en alleen het copolymeer kan de *heid en glastemperatuur van het polymeer veranderen door verschillende monomeren.
Gewoonlijk wordt het aantalgemiddelde molecuulgewicht van acrylaatnivelleermiddelen tussen 6000-20000 gehouden, is de molecuulgewichtsverdeling relatief smal, wordt de glasbloeitemperatuur onder -20°C gehouden en ligt de oppervlaktespanning onder 25-26mN/m. Dit acrylcopolymeer met beperkte compatibiliteit wordt beschouwd als een goed nivelleringsmiddel.
Acrylnivelleermiddelen kunnen homopolymeren of copolymeren zijn; lineaire structuren of structuren met vertakte ketens; willekeurige copolymeren of blokcopolymeren.