Bij het ontwerpen van coatingformules bepaalt de balans tussen thixotropie en egalisatie direct het constructiegevoel, het anti-uitzakvermogen, het uiterlijk van de coating en het uiteindelijke coatingeffect. Traditionele additieven zoals pyrogeen silica, organische reologiemiddelen en bentoniet kunnen thixotropie verschaffen, maar brengen vaak problemen met zich mee zoals hogere kosten, beperkte compatibiliteit, onvoldoende stabiliteit bij hoge temperaturen en verminderde glans.
Thixotropie en egalisatie zijn een paar belangrijke tegenstrijdige kenmerken die de uiteindelijke filmvormende kwaliteit en constructieprestaties van coatings bepalen. Vertrekkend van de principes van de colloïd- en grensvlakchemie, evenals van de reologie, gaat dit artikel systematisch dieper in op de deeltjesgrootte, morfologie, oppervlakte-eigenschappen en volumefractie van vulstoffen als kerncomponent van coatings, en hun regulerende mechanismen op het afschuifverdunningsgedrag, de vloeigrens, de herstelkinetiek en het stromingsnivelleringsvenster van coatings. Door het micro-interactienetwerk van "vulharsadditief" te deconstrueren, wordt een reeks voorspelbare ontwerpstrategieën voor reologische prestaties, gebaseerd op wetenschappelijke selectie en samenstelling van vulstoffen, aan coatingingenieurs verschaft, met als doel een optimale controle te bereiken over het dynamische proces van opslag met hoge viscositeit tot constructie met lage viscositeit, en vervolgens naar snel structureel herstel om verzakking tegen te gaan.
Thixotropie verwijst naar het afschuifverdunningsgedrag van een coating, waarbij deze onder afschuifkracht dunner wordt en snel zijn consistentie herstelt nadat het afschuiven is gestopt. Het bepaalt of de coating bestand is tegen uitzakken, niet bezinkt, gemakkelijk aan te brengen is en niet spettert.
Afvlakking verwijst naar het vermogen van een coating om de oppervlaktespanning en interne viscositeit na het coaten te overwinnen, en zich automatisch uit te breiden tot een uniform en vlak filmoppervlak. Het bepaalt of de coating geen penseelstreken, sinaasappelschillen, gaatjes en een uniforme glans vertoont.
In traditionele formules zijn thixotropie en egalisatie vaak tegenstrijdig: hoge viscositeit leidt tot slechte egalisatie; De egalisatie is te goed, het is gevoelig voor doorzakken en bezinken.
De kernwaarde van fillers is om deze tegenstrijdigheid te doorbreken en tegelijkertijd voor beide een optimaal resultaat te bereiken.
Vulstoffenzijn niet eenvoudigweg "gevuld", maar vormen drie sleutelstructuren in coatings door middel van deeltjesvorm, deeltjesgrootteverdeling, specifiek oppervlak, oppervlakteactiviteit, olie-absorptiewaarde en dispersietoestand:
Vulstofdeeltjes met een hoge aspectverhouding en een hoog specifiek oppervlak overlappen en adsorberen hars in een statische toestand, waardoor een fysieke netwerkstructuur wordt gevormd om een bepaalde viscositeit van de coating te behouden en pigmentbezinking en doorzakken van de coating te voorkomen.
Bij blootstelling aan schuifkrachten als gevolg van borstelen, spuiten en walsen, ontrafelt de gaasstructuur onmiddellijk, neemt de viscositeit af en is de constructie glad;
Nadat de externe kracht is verdwenen, herstelt de gaasstructuur zich snel en behoudt deze zijn vorm, wat bekend staat als thixotroop herstel.
Vulstofdeeltjes met een bijna bolvorm, regelmatige deeltjesgrootte en een glad oppervlak spelen een rol die vergelijkbaar is met "microkogellagers" in coatings, waardoor de wrijving binnen het systeem wordt verminderd, de vloei-ductiliteit wordt verbeterd, de coating snel wordt geëgaliseerd en penseelstrepen en defecten worden geëlimineerd.
Door vulstoffen met een brede deeltjesgrootteverdeling te compounderen, wordt een strakke pakking gevormd, waardoor het gehalte aan vrije hars wordt verminderd, de viscositeit wordt gestabiliseerd en de vloei niet wordt gehinderd, waardoor een dynamisch evenwicht wordt bereikt tussen hoge thixotropie en optimale egalisatie van de coating.
Simpel gezegd:
Een netwerk opbouwen met vulstoffen=controleren van thixotropie;
Vulstof-smerende deeltjes = verbeter het stroomniveau;
Wetenschappelijk samenstellen van vulstoffen = beide tegelijkertijd bereiken.
Verschillendvulstoffenvertonen totaal verschillende reologische bijdragen in coatings, en bedrijven kunnen nauwkeurig kiezen op basis van het type coating:
Representatief: talkpoeder, micapoeder
Kenmerken: Vormt een gelaagde, overlappende structuur, sterke thixotropie, geschikt voor coatings voor verticale oppervlakteconstructies zoals muurverf, corrosiewerende verf en scheepsverf.
Voordelen: Uitstekend anti-uitzakeffect, terwijl de afdichting en hardheid van de coating worden verbeterd.
Vertegenwoordiger: Wollastoniet, vezelig calciumcarbonaat
Kenmerken: Hoge aspectverhouding, sterke gaasstructuur, geschikt voor coatings die een hoge anti-bezinking en coating met hoge dikte vereisen.
Toepasbaar: heavy-duty anti-corrosie, vloercoating, industriële primer.
Representatief: aluminiumhydroxide, kwartspoeder, bolvormig siliciummicropoeder, neergeslagen bariumsulfaat
Kenmerken: Gladde deeltjes, sterk roleffect, verbeteren de egalisatie, glans en volheid aanzienlijk en verminderen de systeemviscositeit.
Toepasbaar: Topcoat, hoogglansverf, meubelverf, industriële coatings, elektronische coatings.
Representatief: diatomeeënaarde, gasfase silica, microporeus bentoniet
Kenmerk: Sterk thixotroop effect, maar de toegevoegde hoeveelheid moet worden gecontroleerd om de egalisatie niet te beïnvloeden.
Toepasbaar: Plamuur, primer, dikke filmcoating.
Mengsel met talkpoeder, zwaar calcium en micapoeder om thixotropie en verzakking te garanderen, terwijl het ook een goede egalisatie heeft.
Hoofdzakelijk samengesteld uit wollastoniet, micapoeder en bariumsulfaat, met sterke thixotropie, coating met hoge dikte en geen bezinking.
Hoofdzakelijk samengesteld uit bolvormig aluminiumhydroxide, neergeslagen bariumsulfaat en siliciummicropoeder, met ultieme egalisatie, hoge glans en hoge volheid.
Meng vulstoffen met grove en fijne kwaliteiten om egalisatie, drukvastheid en verwerkbaarheid te garanderen.
Voornamelijk gebruik van bladachtigvulstoffen, met sterke thixotropie, anti-verzakking en verbeterde anti-corrosieprestaties.
Onder de trend van de wereldwijde coatingindustrie die zich ontwikkelt naar hoge prestaties, lage kosten, stabiliteit en milieubescherming, is nauwkeurige controle van thixotropie en nivellering door middel van vulstoffen de kerntechnologie geworden van het moderne ontwerp van coatingformules.
Vulstoffen zijn niet alleen vulmaterialen, maar ook reologische modificatoren, prestatieverbeteraars van coatings en middelen voor kostenoptimalisatie. Een redelijke selectie van deeltjesmorfologie, deeltjesgrootte, specifiek oppervlak, oppervlaktemodificatie en samenstellingsschema's kan ervoor zorgen dat coatings tegelijkertijd het volgende bezitten:
-Uitstekende thixotropie: geen bezinking, geen verzakking, gemakkelijk te construeren
-Uitstekende egaliseerprestaties: geen penseelstrepen, hoge glans, perfect filmoppervlak
-Hogere stabiliteit: aanpasbaar aan verschillende klimaten en bouwmethoden wereldwijd
