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使用新的后添加解决方案提高色彩性能

使用新的后添加解决方案提高色彩性能

时 间: 2020-11-24

访 问:103 次

摘 要:作者:AllisonAbbey,技术服务化学家;LoulouRozek,全球…

作者:Allison Abbey,技术服务化学家;Loulou Rozek,全球技术服务经理,Borchers公司,俄亥俄州,Westlake

 

提高颜色强度是涂料配方师和制造商需要考虑的首要问题。然而,对于许多体系来说,提高颜色性能是一项十分困难的任务。无论是现成的涂料还是完全制备好的体系,由于生产工艺、挥发性有机化合物(VOC)和消费者的限制,对配方进行大的调整都是不可行的。Borchers的后添加助剂技术,可以改善涂料的沾色性、颜色强度和颜料体系的质量。对基础漆来说,一个简单的颜色助剂或增溶剂将使成品颜色更鲜艳、更美丽。在与各种颜料进行着色配对时候,有明显的好处。另外一个好处是它提高了颜料的稳定性,改善了在溶剂型基础漆中使用的通用水性色浆的相容性。

 

有三个关键因素与当今着色体系面临的挑战有 关。第一个是色浆的通用性,意味着配方设计师要用 一种色浆来适应各种技术,色浆体系必须在丙烯酸、 溶剂型醇酸、乙烯基丙烯酸酯、醇酸乳液和许多其他 基础化学物质中具有相同的性能。二是整个行业走向 全球化。化学家研究的是扩及全球范围的配方,协调 性俨然成为了涂料公司的目标。一位在美国工作的配 方设计师会被要求使用与在中国的配方设计师同事所 使用的同调色系统,这意味着全球色浆体系正在取代 地区专用色浆。第三个因素是对涂料中挥发性有机化 合物的限制或禁止。由于对VOC的限制越来越严,通 用色浆体系主要变成了水性的,而水性体系的相容性 有时不如溶剂型的,因为VOC在与溶剂醇酸涂料的配 伍方面起着重要作用。

 

在许多体系中使用通用色浆、使着全球色浆体系 和从配方中除去VOC对配方设计人员来说是巨大的挑 战,但同时完成这些也会给系统带来很大的压力。一 般情况下,通用色浆会出现颜色不相容、着色强度降低或可见缺陷等问题。这些都是配方设计师们所面临 的严重问题。现在,Borchers开发了一种新的后添加 助剂产品系列,用以克服这些颜色上的挑战;这些产 品被分别用于提高色彩强度和展色性等。

 

增色剂

颜色增强添加剂产品线是专为提高通用着色体系 在各种应用中的性能而设计。例如,水性色浆在水性涂料,溶剂性色浆在溶剂性涂料中应用(图1),既包括建筑,也包括工业应用。根据添加剂在不同体系中的相容性,需要从表1中提供的添加剂中筛选出 最佳性能。

 

 

增容剂

增容剂的作用不同于增色剂,其主要功能是克 服在低VOC醇酸树脂中使用的无VOC水性色浆的相 容性问题(图2)。这与DIY市场最为相关,因为醇 酸树脂涂料一直在降低VOC水平。表2展示了可用的 增容剂产品。

 

 

零VOC色浆与低VOC醇酸漆严重不相容的原因

长油醇酸树脂制造商正被迫减少其树脂中的挥 发性有机化合物含量,其VOC主要来自矿物油。传 统配方含有高达50%的VOC,市场要求制造商们将VOC的含量降低到10%以下。主要以两种不同的方式 来实现:

 

· 增加树脂固体含量;

· 用水代替部分矿物油。

 

这种配方变化导致醇酸树脂基中的含水量达到饱和,体系很难接受来自水性色浆的任何额外的水。油漆生产商很难对成品色浆的质量和性能产生影响和改 变。将Borchi Add增容剂添加到这种高固体分、低VOC的醇酸基涂料中,可以增加配方的灵活性,并提高水的接受程度。这些新的后添加助剂易于测 试,并且很容易添加到基础漆中。这样的解决方案使 配方设计师能够直接解决问题,消除不相容问题,而不必更换色浆体系。

 

测试方法 添加剂筛选

在所关注的体系中,对增色剂或增容剂所有产品 的初始筛选是在基础漆上以1%的重量添加量进行的(图3)。对所有配方刮涂,并进行以下评估,确定后添加助剂对涂料配方的改善程度:

 

· 罐内颜色均匀性

· 刮涂测试

· 指研色差

· 光泽度

· 表面外观(缩孔或流平)

· 颜色强度

· 色度

 

添加量优化

一旦选择了能为油漆体系带来最佳性能的添加剂,应完 成以下测试:

 

· 不同添加量的阶梯研究:1,2,3%;

· 反复观察。最好的配方将具有最低的指研色差,且具有最好的外观和展色性。

 

 

案例研究:酞菁蓝

 

我们使用市售的水性外墙建筑涂料进行了一项研究。当添加5%酞菁蓝色浆时,颜色强度低于该应用的要求。我们筛选了提高涂层颜色的Borchi Boost添加剂,所有三种产品均以1%的添加量进行测试。在该体系中,Borchi Boost 510的颜色相比较没有添加Boost助剂的参照样品增加得最多(图4)。所有样本中均未观察到指研色差。

 

案例研究:改善水性氧化铁红在溶剂型醇酸树脂 中的相容性

 

在白色溶剂型醇酸树脂中加入水性红色氧化铁色浆会导 致严重不相容情况。所用的醇酸树脂为高固体分、低VOC长油类型,当添加1%的Borchi Add 409WS时,指研色差被消除了(图5)。

 

 

结论

 

Borchi Add和Borchi Boost是后添加助剂,旨在改善颜 色性能,减少或消除不相容性,从而使涂料配方设计师可以 克服与无VOC通用色浆体系相关的大多数挑战。这些添加剂 为涂料配方提供了很高的价值,并且通过后添加的方式使配 方具有了更大的灵活性。所有产品均不含挥发性有机化合 物,可改善颜色性能或与各种涂料体系的相容性。

 

 

 

本文收录在《PCI中文版》杂志20207月刊中。

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