智能涂料——智能选择

有很多定义 聪明的涂料然而,它们都有一个共同的特点,那就是能够感知环境并与之互动. 与传统的保护和装饰特性相比,智能涂料提供了额外的功能价值. 透明市场研究公司(Transparency Market Research)的一份报告预测,全球智能涂料市场将以每年29美元的复合增长率扩张.到2024年,销售额将达到10亿美元.

智能涂料中的外部刺激

智能涂料的外部刺激可能包括以下特性:

  • 防腐
  • Antifingerprinting
  • 防污
  • Antimicrobiological
  • 抗真菌
  • Color-shifting
  • 容易清洁
  • 电致变色的
  • 疏水
  • 亲水
  • 防冰
  • 光伏
  • 压电
  • 压磁性
  • 自愈
  • 太阳热反射
  • Super-疏水
  • 热变色

这些性能可以通过使用新型的特种添加剂来获得, 颜料和/或聚合物.

Icephobic涂料 在冰的粘附性差的表面上抵抗冰的形成,或在表面上形成的冰的释放. 憎冰涂层在飞机工业、风力涡轮机和电力线上都有应用. 有两种冰的形成是有问题的.

  • 白霜冰,更俗称霜
  • 眩光冰, 更常见的说法是釉冰, 是什么形成了一层连续的液态水并在其表面冻结. 耀眼的冰对电线和飞机特别危险.

憎冰涂层既可以配制成雾凇冰也可以配制成眩光冰,但不能同时配制成两者. 对于眩光冰,一定程度的疏水性是必要的, 然而,许多超疏水涂层的表面结构实际上可以增强冰的附着力. 超疏水涂层的低表面极性和表面结构使表面比预期的接触角更少的疏冰. 图1说明了.

图1 -了解更多关于智能涂料的信息

一些研究表明,弹性聚氨酯涂层提供的冰的附着力比涂层的结构相似,但更多的玻璃性质. 理论是,PU弹性体涂层的表面在固体冰和轻微交联的PU或硅弹性体结构之间诱导滑移,在表面悬挂链.

其他方法利用在某些表面降低凝固点或在低表面张力涂层上添加油. 最后, 有些涂层利用添加剂来增加形成冰形核所需的过冷程度.

自我修复涂料

所有涂层在使用寿命期间都容易被刮擦和磨损. 抓挠和磨损不仅对外观有不良影响, 但是,如果涂层应用在可氧化的金属表面,则会进一步降低有效寿命.

Seongpil一个等.Al研究了基于胶囊或纤维的自愈技术. 一旦涂层被刮伤, 含有催化液体可聚合材料的微胶囊或纳米胶囊.g. 干燥油,二环戊二烯)被释放到划痕中. 图2说明了基于胶囊或纤维的自愈技术. 一旦胶囊破裂, 聚合作用是填充空隙,减少水分的进入,从而提高涂层的耐蚀性和外观. 基于热塑性聚(e-己内酯)的纤维分布在环氧树脂基体中,是自愈合技术的一个例子,可以在暴露于热时恢复膜的完整性.

图2-基于胶囊或纤维的自愈合涂层

图2 -了解更多关于智能涂料的信息

环境传感涂层

能够对环境的变化作出反应, 这些涂料具有多种用途. 例如,一些水性室内涂料含有一种染料,由于暴露在室内光线下或干燥过程中的pH值变化而改变颜色. 在干燥时,颜色的变化,例如粉红色或紫色,有助于表示 足够的覆盖率 底毛颜色相似.

含有pH敏感染料和荧光分子的涂料也被用于 检测腐蚀. 另一种方法是在环氧涂料中使用罗丹明b基掺杂剂来检测钢和铝的腐蚀,因为它对pH值的降低和Fe的存在都有反应+++ 离子.

智能涂层的另一个快速增长的领域是使用经过修改的涂层,以抵抗病毒或细菌在表面的定植. 大多数表面都含有微量的营养物质,如糖, 使微生物生长和繁殖的油或磷.


需要帮助寻找涂料?

勘探者可以帮助加快您的研究与技术数据表和访问全球设备供应商.

在这里搜索涂料


抗菌涂料

抗菌涂料具有多种用途,包括医院, 厨房, 公共浴室, 交通运输(出租车, 超级汽车, 在飞机上),在扶手和门把手上. 已经成功使用的添加剂包括在各种粘合剂中含有银的材料,或吸附在多孔表面上,以使银缓释和延长使用寿命. 季铵盐也具有抗菌活性, 季铵盐对病毒和真菌更有效. 铜还提供一些抗菌活性,以及有机抗菌,如三氯生.

表1 -其他智能涂层应用概述

涂层类型主要刺激智能响应
太阳能反射反射红外能量使用掺杂混合金属氧化物的浅色和深色阳光提供更凉爽的表面,节省空调成本
压电颜料在受力时产生电流(pb - zr -钛酸盐)振动当受到机械应力时产生电压
压磁多晶材料在受力时产生磁场振动当受到机械应力时,会产生磁场
热变色液晶和亮色染料随温度变化而变色温度显示指定范围内的温度变化情况
电致变色的聚合电解质,一接触电流就会变色电流色彩变化,审美情趣,指标
疏水/亲水表面改性与调整表面张力水分调节水接触角,击退(疏水)或吸引(亲水)

有关选择材料以增强疏水性的附加信息, 请导航到 www.ulprospector.com (EU).

  • 有机涂料,科学与技术,弗兰克·N. 琼斯等人.al.,威利 & 儿子,2017
  • PCI杂志
  • 科学指引
  • 形状记忆辅助自愈合涂层,2013,材料科学,罗和马瑟
  • 透明市场研究:智能涂料市场-全球行业分析, 大小, 分享, 增长, 趋势, 和预测2017 - 2025
  • 安圣弼,李敏旭,亚历山大L. Yarin,山姆年代. 尹, 基于微胶囊和核壳血管网络的体外自愈系统的比较研究, 化学工程杂志, 卷344, 2018, 206 - 220页, ISSN 1385 - 8947, http://doi.org/10.1016/j.cej.2018.03.040.

视图, 本文提出的观点和技术分析是作者或广告商的观点, 不一定是UL的勘探者.com或UL LLC. 所有内容受版权约束,未经UL或广告客户的事先授权,不得转载. 本网站的编辑可不时核实其内容的准确性, 腾讯五分彩官网对作者所犯的错误不负任何责任, 编辑人员或任何其他投稿人.

快速增长的直接到金属涂层的部分

直接到金属涂层(DTM) 是涂料行业中一个快速增长的部分吗. 这种增长与效率提高带来的成本降低有关, 节省时间,减少生产步骤. 这些涂料用于重工业、建筑产品和产品整理. 其中许多应用需要在苛刻的暴露条件下的性能,如石油钻井, 海上石油钻机和铸造厂. DTM涂层的复合年增长率估计在10%左右. DTM涂层可采用喷涂、刷涂、辊涂和卷涂等多种方式. 底材包括铝、冷轧钢、热轧钢和涂覆金属(如铝、冷轧钢、热轧钢).g. 热浸镀锌钢,galfan, galvalume,电镀锌钢和电镀金属).

通过定义, DTM涂层直接应用于金属表面,不需要大量的清洁或预处理. 理想情况下,这些涂层可以一步直接应用到金属上. 然而, DTM涂层还可以包括一层底漆和一层面漆,应用于适当准备以消除表面污染物和氧化物的金属表面. DTM涂层的主要优点是不需要多步骤的清洗操作, 涂装前的预处理和密封. 目前的DTM技术包括溶剂性、水性和高固体性. 它们可以是单组分或双组分丙烯酸, 环氧树脂或聚氨酯, 或由通过聚合固化的不饱和聚合物/低聚物组成.

基材润湿图像-了解更多直接到金属涂层

在设计提供长期性能的DTM涂层时,需要考虑多个问题. 这些包括:

  • 衬底的润湿
  • 最初的附着力
  • 具有较长的附着力和耐腐蚀性

衬底的润湿

金属表面的润湿 是影响初始黏附的主要因素吗. 如果涂层不容易蔓延或潮湿的表面,附着力将受到不利影响. 用另一种方式来说明这一点——基板的表面张力必须高于涂层的表面张力,以确保良好的流动性和平整性. 在上图中, 蓝色的球体代表一个油漆滴, 黄色的线代表一个金属表面. 右边的液滴完全湿润金属表面,从而提供了最好的粘附机会.

有两种方法可以保证基材的良好润湿. 从衬底的角度来看, 第一种方法是增加衬底的表面积, 通过磨蚀和/或喷砂. 这一过程也去除金属氧化物和氢氧根层,以提供一个更易于形成一个更持久的表面结合. 第二种方法是对涂料进行改性,以保证良好的润湿性(如涂布、涂布等).g. 较低的表面张力)通过添加适当的润湿剂以及溶剂或助溶剂来降低表面张力.

一旦达到足够的初始润湿, 第二项考虑是回顾导致金属初粘着力的因素.


需要帮助直接找到金属镀层?

勘探者可以帮助加快您的研究与技术数据表和访问全球设备供应商.

在这里直接搜索金属涂层


最初的附着力

最初的附着力 可以定义为油漆固化后对基材表面的附着力的质量, 但在暴露于自然风化和/或加速测试之前. 固化膜的初始附着力可以通过ASTM D3359等测试来量化 十字舱口胶带粘接 和/或ASTM D 4541 涂层的拉拔强度 它以磅每平方英寸来量化附着力. 需要加强的一些注意事项 最初的附着力 挥发物从漆膜上蒸发后包括:

  • 具有官能团的树脂系统可以促进与金属表面的结合
  • 适当的粘附促进剂和偶联剂的存在
  • 交联的数量和类型

具有官能团的树脂体系

具有与金属表面的氧化物和氢氧化物层形成氢键或共价键能力的树脂和交联剂体系通常提供最佳的初始附着力. 长期粘接和防腐依赖于树脂骨架和交联.

金属基板- -了解更多关于直接到金属涂层

适当的粘附促进剂和偶联剂的存在

为了提高附着力,树脂和交联剂中含有大量的 活性的氢供体和接受基 应该使用. 这种树脂含有一个或多个下列官能团:

  • 羧基(供氢基团)
  • 胺(接受氢基团)
  • 羟基
  • 酰胺
  • 氨基甲酸乙酯
  • 磷酸(所有的氢接受或提供)

交联的数量和类型

因此,可以理解为什么环氧树脂与氨基-酰胺基团(羟基)交联, 醚, 氨基和酰胺官能团), 聚氨酯和聚氨酯(例如来自湿气固化聚氨酯)对金属表面提供极好的附着力. 因此,它们被广泛地直接应用于金属领域.

加上一个 合适的硅烷偶联剂 还可以提高初粘和长期粘接性能. 偶联剂是由分子一端的反应基团(Y)组成的分子,用于与偶联剂另一端(- Si - OR)的聚合物链上的官能团发生反应3 )与金属表面发生反应.

公式2 - -了解更多关于直接到金属涂层的知识

在上面的分子中, 硅上的-OR基团可以是甲氧基或乙氧基, 分子的Y部分是一个官能团,比如氨基, 环氧树脂, 异氰酸酯, 丙烯酸甲酯或乙烯基. 该反应包括烷氧基的第一次水解形成硅醇,硅醇与金属表面的羟基进一步反应. 另一端, 或Y部分, 偶联剂与树脂骨架上的官能团发生反应.

公式2 -了解更多关于直接到金属涂层的知识

表I-三烷氧基有机功能硅烷的例子及其应用

R =反应组开启r(哟3)或r(哟2CH3)R基团与活性硅烷例子Trialkoxy硅烷反应应用程序
氨基环氧树脂的功能 3-aminopropyl-triethoxysilane表面与- oh结合并自交联形成- Si - O - Si -涂料的 玻璃以及Al、Zr、Sn、Ti、Ni的氧化物
环氧树脂氨基功能3-glycidyloxypropyl trimethoxysilane表面与- oh结合并自交联形成- Si - O - Si -涂料 用于玻璃以及Al、Zr、Sn、Ti、Ni的氧化物
Meth-acrylate丙烯酸树脂聚合3-methacryloxypropyltrimethoxysilane与另一种硅烷自交联形成- Si- O - Si-并在表面形成- oh湿固化树脂 提高附着力,物理及环境表现
N/AN/AN-octyltriethoxysilane形式- Si - O - Si -疏水性, 提高疏水性
乙烯基乙烯基或丙烯酸树脂聚合乙烯基-trimethoxysilane形式- Si - O - Si -湿固化树脂,提高附着力和膜的完整性. 也用作 水分清道夫
异氰酸酯羟基,氨基或巯基3-isocyanatopropyl-triethoxysilane表面与- oh结合并自交联形成- Si - O - Si涂料的 金属及无机氧化物,也可以保湿
硅烷SIVO溶胶-凝胶法无VOC水性表面处理 适用于各种金属和表面

具有较长的附着力和耐腐蚀性

最后,提供 长期附着力和防腐保护, DTM底漆应采用高质量的树脂体系, 含有防腐蚀颜料,抗潮湿渗透. 后者的质量可以通过增加疏水性和交联密度来实现. 持久耐湿底漆还具有抵抗固化膜水解的能力.

图2显示了一种能够提供优良基材润湿性的配方所能实现的防腐类型, 一流的初始粘附, 长期耐腐蚀,疏水性强.

图2. 由化学动力公司(Chemical dynamics)配制的双组分氨基甲酸乙酯面漆的防锈漆底漆——采用高交联树脂体系,并结合或不结合疏水性颜料改性(SNTS).

10,000 ASTM B117正确配方的盐雾直接到金属2层涂料系统(底部一排代表已除去的漆膜).

表面涂层图像-了解直接到金属涂层

长期的耐腐蚀性是一个重要的考虑因素,选择树脂/涂层系统,提供湿附着力,最大限度地减少水分和氧气的渗透. 随着树脂Tg和交联密度的增加,水分和氧的渗透性降低. 除了, 低渗透率有助于提供湿附着力,因为当涂层从其使用环境中移除时,较少的水将解吸. 具有大量芳香特性的树脂(双酚a基环氧树脂), 聚碳酸酯和苯乙烯化树脂) 低氧渗透率. 卤化树脂,如氯乙烯, 共聚物, 氯化橡胶和氟化聚合物(如聚偏氟乙烯)的水溶性都很低,因此 透湿率低1 (见表二).

总之, DTM涂层的抗腐蚀配方是一项复杂的工作,并取决于金属基体, 服务环境, 颜料水平和树脂类型的选择. 有关制备缓蚀剂涂层的树脂和材料选择的其他信息, 请导航到 www.ulprospector.com.

来源:

  1. www.faybutler.com/pdf_files/HowHoseMaterialsAffectGas3、焊接杂志.

引用:

探勘者知识中心 和 搜索引擎

芝诺W. 威克斯小.弗兰克·N. 琼斯,苏格拉底彼得帕帕斯,道格拉斯A. 威克斯. (2007). 有机涂料:科学与技术,第三版.

威利,琼斯e.al. (2017)《腾讯五分彩官网》,《腾讯五分彩官网》第四版.

纳米级高性能保护

最初发表于 欧洲涂料之旅07/08/2019

新一代高交联密度防腐蚀涂层技术. 作者:Atman Fozdar, Ronald Lewar- chik, Raviteja Kommineni,化学动力有限责任公司,美国.

图1:RA Exp1穿透铁锈并与母材结合的机理示意图.

一种能提高性能的创新技术, 节省材料和劳动力成本,并消除了环氧底漆的需要. 单组分聚合物渗透剂与被腐蚀的母材发生反应,形成持久的粘结,增加结构的使用寿命. 这种涂层技术具有深远的潜力, 例如在离岸应用程序中, 化学处理和汽车复饰.

低碳钢由于成本低,是各种应用中最常用的合金之一, 供应充足,制造方便. 但是钢的腐蚀是运输面临的主要问题之一.g. 汽车、飞机、船舶)和基础设施.g. 管道, 建筑, 桥梁, 石油钻井平台, 炼油厂)直接影响其结构完整性的工业, 导致与钢结构的安全和维护相关的问题. 根据NACE国际[2]发表的研究, 腐蚀造成的损失超过2美元.每年5万亿. 有不同的方法来防止腐蚀,例如, 使用缓蚀剂衬里, 电镀, 有机聚合物涂层和化学气相沉积. 在金属基材上应用有机保护层, 特别是铝和钢, 这是保护这些基材免受严重腐蚀环境的有效方法吗. 有机涂层可以通过三种主要机制减少金属基底的腐蚀:屏障, 牺牲和抑制.

由于各种原因,腾讯五分彩官网经常在钢结构上看到腐蚀的早期迹象. 它可能是由于不良的表面准备或应用保护涂层或可能的环境因素,如酸雨, 高湿度, 温度变化, 水气凝结, 化学烟雾, 和溶解气体的情况下,结构淹没在水或土壤. 在上述因素中, 表面处理不当是导致钢结构腐蚀的最重要因素之一,可能导致钢结构在使用寿命结束前失去结构完整性和结构. 在观察到最初的腐蚀迹象后,是否有保护结构的方法, 无需经过劳动密集型的工作,如去除涂层, 清洁——荷兰国际集团(ing), 前处理和重涂应用, 这样可以大大增加它的使用寿命, 更有效率及更经济.

表1:RA Exp1与其他体系的物理化学性质比较.

结果概览

  • 腾讯五分彩官网开发了一种单组分聚合物渗透剂,可以在清洁或轻度腐蚀的钢/铝表面进行或不进行表面处理.
  • 该涂层包含纳米级活性材料,首先渗透到铁锈,然后迁移到未被腐蚀的金属表面, 聚合形成高度交联的保护性网络.
  • 结果超过清洗前处理的钢表面可超过10,000小时的盐雾喷涂,表面涂覆时无水泡或划线蠕变.
  • 新的创新技术提供了更好的性能, 无需涂环氧底漆, 并节省劳动力和材料成本.

实验

用于RA Exp1的低分子量寡聚物的一个独特方面, 是否在树脂骨架和低分子量活性稀释剂上普遍存在三种活性不饱和. 这三种类型的双键提供了一种协同固化机制,导致了辅助固化性能和高交联密度,抑制了可溶性盐和水分的渗透. 该树脂共混物与有机改性锌铝钼水合物、5-硝基间苯二甲酸锌等缓蚀剂颜料和独特的导电颗粒相结合,可进一步提高其耐蚀性. RA Exp1如何穿透铁锈的图示见 图1. 在基材表面穿透后, 低分子量不饱和单体和低聚物, 与其他反应位点的化学键合/交联, 形成一个高度交联的网络,不透水和其他可溶性盐,加重腐蚀.

通过添加超疏水纳米织构二氧化硅[3],制备了RA Exp1的疏水和超疏水变化. 这种添加剂是天然的超疏水的,具有亲水/疏水位点,并产生体积疏水涂层. 因此, 即使固化涂层的表面由于在现场经历的正常磨损而磨损, 下面的层仍然会防潮. 腾讯五分彩官网为RA Exp1(添加和不添加添加剂)和双组分聚氨酯面漆(添加和不添加添加剂)制定了一个单独的实验设计。.

盐雾试验中演示的保护

将添加和不添加添加剂的RA Exp1分别应用于锌镍处理的冷轧钢板基体上, 然后,在每个干膜厚度(DFT)为125 μm的情况下,涂上2k的聚氨酯涂层,加添加剂和不加添加剂. 根据ASTM B117标准,在盐雾箱中进行盐雾试验, 之后,所有面板在室温下固化7天. 有人工缺陷(106 mm × 2 mm划痕)的涂层板, 使用1毫米刻划工具)来加速腐蚀过程. 所有的涂层板被放置在一个45°角的测试室中,并暴露于5.0 wt.% NaCl溶液,40℃. 凝结水收集速率和相对湿度至少为1.0 to 2.0 ml/h / 80cm2(水平采集面积)和95%. 进一步研究了涂层的保护性能,重点研究了涂层表面腐蚀或损伤区域的大小和分布,000小时的盐雾暴露.

图2 显示了10,1000小时的盐雾博览会——当然, 四种系统中的三种以RA Exp 1作为底漆和2K聚氨酯面漆显示没有划痕或面起泡和/或腐蚀. 前四张照片显示了10年后不同的系统,000小时的盐雾和底部的四张照片显示了(同一系统的)涂层下半部用脱漆剂去除后的腐蚀程度.

由于导电纳米颗粒,阻抗低

采用EIS对磷酸锌预处理的冷轧钢板进行屏障防护性能研究, 将所得结果与以常规双组份环氧树脂和湿固化聚氨酯体系为基础的商用涂料进行了比较. 一种三电极涂料测试池(参考电极:饱和甘汞电极(SCE)), 对电极:工作电极:钢样中14.6cm2面积)用于执行EIS测量[1]. 在开路电位(OCP)保持在0的频率范围内进行阻抗定量.1至100 KHz,振幅正弦电压±60毫伏. 四个样本(RA Exp1, 2k环氧树脂和两个湿固化的聚氨酯样品)浸泡在40 mL NaCl溶液中(3.5 wt.%)和EIS测量在40天内进行.

初始Bode和Nyquist图(图3一 & 3b )表明,所有涂层的变化都表现出高阻抗值的电容性. 与其他对照样品相比,RA Exp1的阻抗值相对较低, 这可能是由于添加了导电纳米粒子和添加剂来增强耐蚀性,涂层的导电/防静电特性.

图2:ASTM B117, 10,000小时盐雾暴露.
图3a: RA Exp1, 2K环氧树脂,湿气固化聚氨酯的伯德图 & 2(初始). 图3b: RA Exp1, 2K环氧树脂,湿气固化聚氨酯的Nyquist图 & 2(初始).
图4a: RA Exp1, 2K环氧树脂,湿气固化聚氨酯的伯德图 & 2、暴露50天(1000小时)后.
图4b: RA Exp1, 2K环氧树脂,湿气固化聚氨酯的Nyquist图 & 2、暴露50天(1000小时)后.

更大的抗电解质扩散

图6 展示了半渗透涂层层保护的金属基板的简化等效电路, 忽略可以忽略不计的涂层阻力. 等效电路网络中电路元件的值可以直接表征涂层的性能. 通过拟合等效电路模型得到的孔隙电阻(Rp)值作为曝光时间的函数,可以用来比较各种涂层系统的性能和排序. 图5 图中为孔隙电阻(RP)与. 曝光时间(小时), 说明2K环氧树脂的Rp随着时间的推移而降低,而, RA Exp1, 湿固化聚氨酯1和聚氨酯2对1几乎是恒定的,000小时暴露在3.5% NaCl溶液.

浸泡1000小时后,湿固化聚氨酯样品的阻抗值为1 & 而RA Exp1和2K环氧树脂能够维持它们的阻抗值而不显示出明显的下降. 所示 图4一 & 4b,湿固化聚氨酯2的性能由1常数变为2常数. This could be due to the diffusion of electrolyte to 涂层 和 substrate interface; hence, 涂层层以下可形成双层涂层. 其他样品包括RA Exp1, 没有观察到这种行为,这表明涂层更耐电解质和可溶性盐的扩散.

RA Exp1, 2 k环氧树脂和各种潮气聚氨酯系统喷雾应用清洁预处理的冷轧钢材磷酸锌和沙地的冷轧钢材板在125μm干膜厚度(DFT)和在环境温度下可以治愈一段7天前描述的物理和机械性能. 表1 提供了新技术与其他系统的物理和化学性质的比较.

图5:孔隙阻力对数(Rp) Vs. 曝光时间.
图6 EIS测试等效电路图.
图7:RA Exp1、2K环氧树脂和湿气固化聚氨酯的TGA曲线/分解温度 & 2.

在极端条件下的潜在用途

热重分析(TGA)对RA Exp1, 2K环氧树脂和湿固化聚氨酯1 & 2. 结果表明,RA Exp1的分解温度较高,为463.而其他涂层的分解温度在430-440℃(图7). 这项研究证实,RA Exp1可能用于涂料暴露在极端条件下的环境中,如高温和高温.e. 锅炉、化工加工设备、加压容器等.

高性能双涂层防腐保护

这种新技术显著提高了金属基体的耐蚀性,例如:预处理过的铝, 锌镍处理的冷轧钢板, 轻锈钢和经磷酸锌处理的涂有RA Exp1的冷轧钢板. 结果表明,较好的抗面疱性, 根据ASTM B117的抗蠕变性能和整体抗腐蚀性能优于在此工作范围内测试的所有其他系统. 根据TGA分析,更高的分解温度表明了RA Exp1在高温应用方面的潜在用途. 不同的乙烯基聚合反应和RA Exp1氧化固化的反应动力学还没有完全定义,仍然是一个研究的课题.

该技术的潜在应用包括:用于维护和维修的高性能防护涂料, 汽车再加工, 工业应用, 产品完成, 海上应用,如石油钻机和炼油厂, ACE行业, 还有锅炉, 化工加工设备和加压容器.

总之, 这新一代的创新保护涂层和超疏水保护涂层提供了行业无与伦比的双涂层系统的腐蚀保护.

问阿特曼·福兹达3个问题

你推荐什么温度的固化达到最佳效果? 涂层 能否在环境温度下固化,类似于大多数涂料的固化维护和 修复应用在现场,但固化也可以加速热烘烤. 环境赖斯- 7天后就可以获得全部的属性.

你在现实条件下测试过实验室的结果吗? 课题涂层已经应用 在多种基底上,如冷轧钢板, 磷酸锌冷轧钢材, 热轧钢, 2024 & 7075铝预处理六价铬密封剂,镉处理面板(使用 航空航天中)以及锌镍处理的基板(用于航空航天和汽车). 加速者- - - - - - 如UV-A曝晒,ASTM B117盐雾,克利夫兰冷凝湿度试验 随着现实生活中暴露在一些温暖的气候地区附近的沿海地区,目前 被测试.

你提到的高温加载膜还耐腐蚀吗? 涂层 暴露在温度超过350-400°C但小于450°C的物体,并饱和 经过几周的盐雾暴露(正在进行的测试),蒸汽暴露效果良好。. 然而, 这项试验是在受控的实验室条件下进行的. 现场评估仍是一个研究课题.

[1] MertenB.《腾讯五分彩官网》2015.
[2] NACEInternational-http: / / inspectioneering. com/news/2016-03-08/5202/nace-study-估计全球-成本- 25万亿-腐蚀的安. 2016
[3]辛普森J. 等. 2015年代表. 掠夺. 理论物理. 78 086501.

特色照片:来源:尼古拉·扎布尔达夫-斯托克.adobe.com

显著提高转移效率

最初发表在 欧洲涂料学报11 - 2018

在非导电基片和复杂几何形状上进行静电喷涂的增强型技术. 通过自我Fozdar, 罗纳德·Lewarchik, 腾讯五分彩官网有限责任公司, 美国, 和Vijay Mannari, 东密歇根大学, 美国.

轻型汽车是塑料和聚合物复合材料的重要市场, 一个在过去五十年里显著增长的国家. 在其他原因, 这是因为它比金属的同类产品便宜, 能够塑造复杂的几何图形, 减少体重, 由于减轻了重量,燃油经济性也有所提高. 各种塑料和复合材料用于汽车内饰, 外壳, 电气系统, 动力总成和发动机组件. 其复杂的几何形状和基材的非导电性意味着涂层不能使用静电喷涂, 传统的喷涂方法有哪些限制. 传统的液体涂层喷涂方法会导致传输效率的显著损失(根据基材的几何形状,大约损失40- 60%)。, 所以这里有一个明显的市场机会.

粉末涂料被认为是最适合和环保的塑料涂料,因为, 例如:

  • 无有害挥发性有机化合物(VOCs)
  • 更高的一次传递效率(高达90- 95%),
  • 可重复使用/回收.
  • 优异的涂膜性能(坚韧、耐用、坚硬、耐划伤)
  • 降低工艺时间和能量要求.
  • 一步法加工制程.
  • 然而,粉末涂料塑料和复合材料也带来了一些挑战,如:
  • 使用静电喷涂在非对称材料上喷涂粉末涂料

导电塑料和复合材料.
ą将粉末涂料粘附在表面能低的塑料上.
ą选择合适的在低温下固化的粉末化学

由于塑料和复合材料的热变形温度低.

腾讯五分彩官网已经开发了一种方法来克服这些挑战.
CAPs的使用消除了预热和等离子体处理的需要 和化学蚀刻塑料基板同时改善了这两种薄膜 外观及使用效率.

结果概览

  • 一种适用于连续/输送生产线的新型导电粘附促进剂(CAP)技术, 干的很快.
  • UV固化和低温固化(LTC)粉末和液体涂层现在可以均匀地应用在塑料复合材料的凹面/法拉第笼区域.
  • 在无孔衬底上,薄膜厚度较低时,CAPs工作效率更高.
  • CAPs可以显著提高液体或粉末涂层应用于复杂几何形状的塑料复合材料的转移效率.
图1:导电材料的表面电阻率分类.

表面电阻率是关键

图1 根据表面电阻率对导电材料进行分类. 用于粉末涂料在塑料基体上的成功应用, 衬底的表面电阻率必须小于108欧姆/方(来自腾讯五分彩官网之前发表在 欧洲涂料日报》 20171). 这将其置于导电、静态耗散范围内 图1. (腾讯五分彩官网将成功的应用程序定义为统一的外观, 粉末颗粒在基片上以及在应用时没有直接视线的凹处形成薄膜和沉积.)

表面电阻率分类的量化:

Anti-static
衰减速率(秒衰减),在12%的相对湿度下,5000到50伏
标准:MIL PRF 8705d, NFPA 56A

静态耗散(ESD)
表面电阻率(欧姆/平方)
表面电阻(欧姆)
标准:ASTM D257, ESD STM11.11日,IEC 60079 - 0

导电
体积电阻率(Ohm-cm)
表面电阻率(欧姆/平方)
标准:ASTM D257

EMI / RFI屏蔽
屏蔽效能(衰减分贝)
标准:ASTM D4935

图2: (Left) Uncoated polycarbonate/ABS composite; (Right) polycarbonate/ABS coated with UV curable powder 涂层.

腾讯五分彩官网评估了不同类型的导电剂,如四分之一 三元铵化合物(QAS),炭黑,石墨烯和也 导电纳米粒子. 确定最合适的电导率 在此基础上,腾讯五分彩官网进行了配方试验设计,并涂布了各种涂料 多孔和非多孔、非导电的基材不同 不同载荷下的导电剂. 它们的表面电阻率为 给出了 表1 & 图5 & 6. 这些结果显示很少或没有 差异,因为在所有基质上的变化都非常小.

使用QAS除了具有导电性外,还有几个缺点 是的,因为它们依赖于湿度、工艺和温度. 它们的迁移性质并不能保证足够的灵活性或适应性 面漆到基板的锡. 对于导电炭黑,效果显著 高负载要求得到足够低的表面电阻率,以便 粉末涂层形成一层均匀的薄膜,它们会使我的皮肤变坏 薄膜的力学性能.

表1 还表明,如果腾讯五分彩官网加载导电剂超过某一点,那么表面电阻率的下降不一定是实质性的或线性的. 腾讯五分彩官网需要找到多孔衬底(如MDF)和非多孔衬底(如MDF)的最佳用量.g. 聚碳酸酯、PC/ABS、玻璃、木塑复合材料,多孔性较差).

Figure 3: (Left) Uncoated 木-plastic composite (WPC); (Right) 木-plastic composite coated with UV curable powder 涂层.
图4:木塑复合材料粉末涂层在Positest拉拔粘接试验后的粘结破坏.
图5:地表电阻率对数(欧姆/平方)Vs. 导电性剂在总配方固体中的比重.

塑料粘接涂料

涂料和油墨行业面临着液体和粉末涂料与塑料的粘附性的挑战, 尤其是热塑性烯烃. 传统的方法,如火焰处理, 电晕放电, 气体等离子体, UV曝光和化学氧化可用于氧化基材表面,以促进附着力. 氧化表面增加了表面能的极性贡献,并产生更多的极性位点为键合,而不改变弥散贡献显著. 涂层最好在处理后不久应用,因为氧化会产生短寿命的自由基,并且是部分可逆的. “辐射”技术的一个主要困难是在不过度处理的情况下实现均匀的表面覆盖, 哪一种会导致断链并导致基材表面的内聚破坏.

改性聚合物附着力促进剂中卤素的含量决定了其与各种涂料体系的相容性. 一旦聚合物附着力促进剂与导电纳米颗粒分散, 它通过分散作用与塑料和复合基材结合,并粘附在其上. 卤化材料和接枝官能团增加了CAP的极性,从而促进了其与基板和粉/液面漆的界面附着力.

图6:地表电阻率对数(Ohm/Square) vs. 导电纳米颗粒在总配方固体上的装载百分比.
图7: (Left) Uncoated curved porcelain tile; (Right) curved porcelain tile coated with low temperature cure powder 涂层 with texture finish.
表1:Surfaceresistivityofcoatedsubstrateusingdifferenttypesofconductivityagentatvariousloadings.
表2:可使用的不同塑料和粉末涂料类型的热变形温度.

基质类型非常重要

并不是所有的塑料基材都能承受传统粉末涂料的高温固化, 160-200 °C. 大多数塑料在如此高的温度下会软化、降解甚至熔化. 在基板的热偏转温度以下应用和固化粉末涂层是安全的. 热挠曲温度是聚合物在高温下承受给定负载能力的一种测量.

方法

CAPs应用于PC/ABS和MDF,木塑复合材料上 弯曲瓷砖10-14 μm干膜厚度使用HVLP 喷枪在20 psi的空气压力下. 他们干/治愈 在环境温度下放置3-5分钟.

可UV固化的光滑、白色环氧粉末涂料(图2 & 3)和低温固化织构黑色杂化(环氧/聚酯)粉末涂料(图7)用静电喷枪在涂有CAP的基底上进行喷涂. UV固化粉先在120°C下熔化3-4分钟,然后用中压h泡的传送带UV烘箱固化, 低温固化粉在130°C固化5分钟.

进行Positest拉拔粘附试验以确定界面粘附力. 用20mm的粘连试验机进行了多次粘附试验,以确定涂层失效的界面和发生失效的力/面积. 用Positector B100/ B200测量了CAP和固化粉末涂层的干膜厚度, 超声波薄膜测厚仪(表3, 图4 & 8).

腾讯五分彩官网现在在哪里?

  • CAPs确保静电喷涂设备施加的负电荷粉末颗粒充分消散,并促进界面粘附.
  • 在无孔衬底上,薄膜厚度较低时,CAPs工作效率更高. 在多孔衬底上可能需要更高的薄膜厚度,因为一些材料会被多孔衬底吸收.
  • CAPs使粉末涂层成功应用于各种塑料复合材料(均匀性, 膜的形成, 能够覆盖凹槽区域, 等.).
  • 在复杂几何形状的塑料复合材料上,CAPs可以显著提高液体或粉末涂层的转移效率.
图8:Positest拉离附着力试验的图示, ASTM D4541 -粉末涂层内的粘结失效, 无界面粘结失效.
表3:ASTM D4541 Positest AT-A拉离附着力试验.

问阿特曼·福兹达3个问题

你如何定义“传统”和“非传统”基板?
目前的静电应用技术只允许金属基板(其本身具有导电性,需要接地以消散静电)成功进行粉末喷涂. 导电性附着力促进剂(CAP)技术使粉末涂料能够成功应用于非导电性或非传统基材,如玻璃, 陶瓷, 塑料, 复合材料, 木, 女警官等. 通过使基材表面导电和提高粉末涂层与基材之间的界面附着力, 用传统的季铵盐和其他方法是不可能做到的.

除了轻型车辆的应用,还有什么其他的塑料涂层应用是可行的呢?
汽车中使用的塑料复合材料只是CAP技术的一个例子. 几乎, 任何塑料基板或复合材料(用于家电), 建设, 医疗或工业领域)可以承受120°C(粉末的熔化温度)的粉末涂层. 腾讯五分彩官网认为木塑复合材料市场和再生塑料具有巨大的潜力,具有更高的首次转移效率和零VOC的高效涂料应用.

在这项技术商业化之前,最重要的挑战是什么?
腾讯五分彩官网正在优化多孔基质(如MDF)的配方. 此外,零VOC水性版CAP需要8-10分钟的干燥/固化时间. 腾讯五分彩官网正在评估其他聚合物,以减少干燥/固化时间,从而可以在连续/输送环境中使用,以提高生产率.

参考文献

[1] Fozdar.Mannari V. “低VOC静态耗散涂料的开发,用于非传统基材的粉末涂料.欧洲涂料杂志,2017年4月.

精选照片:来源:德米特里·佩罗夫-股票.adobe.com

汽车涂层失效案例专家证人

汽车涂层失效案例专家证人

挑战:

在一桩涉及一家大型全球涂料供应商的水性汽车翻新涂料生产线涂装故障的诉讼中,原告要求一名专家证人对涂装故障进行调查, 提供专家报告, 宣誓和提供庭审证词.

行动:

腾讯五分彩官网公司进行了广泛的研究和测试,以评估故障是如何发生的,并确定其可重复性. 一旦失败被证明,化学动力提供了彻底的专家证人的支持.

结果:

陪审团裁定被告犯有欺诈罪和对产品性能属性的虚假陈述罪,原告胜诉. 原告得到数百万美元的判决.

油漆原料评价

情境: 一个拥有数十亿美元销售额的全球性公司需要一个 油漆原料评价 从涂料专家的性能和应用潜力方面提出了新的见解 含氟聚合物 他们开发的树脂.

行动: 由于在涂装方面的专业知识 含氟聚合物 涂料, 供应商委托化学动力公司对这种新型树脂化学进行独立评估. 腾讯五分彩官网公司进行了油漆和涂料测试来评估材料.

结果: 腾讯五分彩官网完成了评估,并确定了多种新的应用 含氟聚合物 树脂化学.

汽车涂料产品开发

汽车涂料产品开发 & 油漆咨询

问题: 一家在汽车OEM市场拥有数十亿美元销售额的公司,需要为全球市场提供一种独特的涂料,但却无法找到一家具备开发所需性能的专业技术的涂料公司.

行动: 他们联系了化学动力公司的油漆专家,开发了一种符合REACH标准的涂料, 低挥发性有机化合物, 低摩擦,耐高温和汽车化学品.

结果: 这是很短的一段时间, Chemical Dynamics能够开发出满足所有客户要求的产品.

 

大学涂料咨询/材料评估

大学涂料咨询/纳米添加剂材料评估

情境: 一所大型公立大学正在寻求一个独立的涂料专家的意见,可能应用一种新的水性纳米涂料导电添加剂.

行动: 该大学委托化学动力公司进行这项研究.

结果: 经过广泛的评估, 腾讯五分彩官网研究表明,纳米材料具有取代重金属铬基颜料的缓蚀性能. 该技术的另一个用途是作为水性涂料的增稠剂.

为跨国公司评估涂料原材料

情境:

一家销售额达数十亿美元的全球公司要求一位油漆专家对其开发的一种新型含氟聚合物树脂的性能和应用潜力进行独立的油漆原料评估.

行动/结果:

由于在氟聚合物涂料方面的专业知识, 供应商委托化学动力公司对这种新型树脂化学进行独立评估. 腾讯五分彩官网完成了对含氟聚合物树脂化学的评估,并确定了多种新的应用.

油漆及涂层失效分析

挑战: 一家向建筑行业提供涂层产品的国有钢铁公司收到了多次投诉,称他们提供的涂层产品保修20年,一旦投入商用和工业建筑使用,就会出现严重的污垢污渍.

行动: 腾讯五分彩官网作为油漆失效分析的专家顾问,被要求检查几个有代表性的建筑工地,并在那里取样, 进行了测试,并进行了油漆和涂层失效分析.

结果: 腾讯五分彩官网能够证明,未暴露的涂层在暴露于加速风化时迅速降解,导致对污垢染色和硬度损失的敏感性增加. 根据腾讯五分彩官网的分析和测试,油漆公司接受了失败的责任,为腾讯五分彩官网的客户节省了几十万美元的索赔.