根据韦氏词典,增强是提高或增加。加强技术开发传授“光亮面”外观胶结和矿物基质。光滑感增强的目的是提供一个持久的,用水浸外观。加强材料加强现有衬底188金宝搏bet官网色彩和美感通过柔和的音调和颜色更明亮。

增强材料是水或溶剂性188金宝搏bet官网。溶剂型材料通常有优越的增强属性,但易188金宝搏bet官网燃,包含高挥发性有机化合物的仪器和其他健康或环境有害的材料。另一方面,水性材料缓解这些担忧,但历史不执行,以及溶剂型的同行188金宝搏bet官网。

增强是主要的期望的性能属性。最简单的方法来确定增强是测量任何颜色的明度的变化空间。¹性能测量与L *或明暗规模使用CIE-L * a * b *颜色空间。“L”规模是100点,零代表绝对的深色或黑色,100代表绝对光或白色。²

其他重要的性能特征是污渍排斥性,风化和耐磨性。这种增强技术旨在穿透表面与衬底和债券,以及渗透基质内提供增加环境保护。染色排斥性是重要的对于任何封口机或增强材料保护的衬底化学攻击。所有数据收集和论文发表在两个单独的41和42年水性座谈。^3、4本文评估相对增强,耐气候性和排斥性染色检测磨损和风化的函数来确定这些有害的环境条件的影响。

一些有机硅增强材料利用amino-functio188金宝搏bet官网nal矽,患有泛黄的存储。的一部分,这种发展的重点是产生耐黄amino-functional-containing聚硅氧烷。这个专利技术产品是通过使用特定的反应,条件和生产技术。⁵聚合物为代表的广义结构如图1所示。这似乎是一个简单的聚硅氧烷,然而它是每个的数量和分布的各种有机取代基组赋予聚合物独特的性质。这项技术的成功在于控制功能的具体比例mono (M), di (D)和三(T)在聚硅氧烷骨干单位,这也有助于聚合物独特的性能特性。

方法和材料188金宝搏bet官网

测试方法

三个主要测试评估协议在本研究利用:

1。增强以L *或明度值的变化。

2。风化所监控的L *或明度值的变化,使用QUV和外部接触板。⁶

3所示。染色排斥性关注家庭食品染色剂:⁷

答:在标准条件下;

b后表面磨损;

加速QUV风化后c。

制造商的标签说明,关于使用的材料数量,数量的外套、涂层(如果有的话)的停留时间,间隔时间re-coats(如果有的话)和最低固化时间。

增强

表1显示了基质的列表包括在这项研究中。模板是用来保证精确定位的色度计测量的可重复性。颜色测量之前被应用后的增强材料和增强材料被允许治疗一段时间的三天。188金宝搏bet官网结果分析绝对改变颜色值和百分比变化颜色值关注L *或明度值在CIE L * a * b *颜色空间。

风化

QUV和外部接触被用来评估的风化特性增强材料。188金宝搏bet官网萨尔提略瓦、石板和骨料混凝土面板选择评价风化性质。模板被用来把pre-enhanced测量,其次是post-enhanced和治愈的测量。最初的颜色测量后,QUV 250 - h增量测量多达2500 h,和外部接触测量在4到12个月。QUV测试骑车4 h 50°C,凝结,灯光关闭和8 h 60°C与冷凝并使用QUV-A灯泡亮着灯。

染色排斥性

相同的三种基质用于风化研究也用于染色抵抗性测试。测试板都涂,可以治愈染色前七天测试。测试类似于ctioa - 72场报告。以下染色剂进行评估:番茄酱、芥末、白葡萄酒醋、红酒、酱油、可乐饮料,豆油植物油、咖啡、水和一个红色的止咳糖浆。染色剂可以驻留在基质为4 h。household-grade喷雾清洁剂使用海绵清洁染色后的瓷砖。污渍都评为0到4的主观量表,与零等于没有污点,和四个相当于一个非常强烈的污点。

饱经风霜的污点排斥性

萨尔提略瓷砖和骨料混凝土板是用于风化研究和加速风化污点抵抗性测试(QUV面板)。板被移除和染色测试暴露在以下时间间隔:250年,500年,1000年和2000年h,所有的值是相对于零小时的暴露。

磨损污点排斥性

骨料混凝土面板涂如前所述,可以治愈磨蚀前七天。面板是用猪鬃毛刷磨损加德纳线性磨损机器上使用修改后的版本的ASTM D2486。⁸Household-grade喷雾清洁剂和水稀释至50%作为液体清洁剂。最初,这个解决方案的50毫升被添加到面板中,添加了25毫升每个数据点增加250个周期。2000年的面板被刮擦的周期。只有一半的一面涂脸上擦伤。面板被允许干24 h, un-abraded和擦伤双方染色检测如前所述。

分析测试

•EPA 24 VOC检测方法;⁹

•红外光谱和FT-NMR基础聚合物表征。样本准备史密斯利用溶剂萃取技术概述。¹⁰

设备

•QUV QUV -天气试验机模型QUV /喷雾

•色度计——BYK Spectro-Guide球体

•设置:D65/10°

•那些时光6700红外傅立叶变换红外-热Nicolet spectrophotomer

•FT-NMR——力量皇冠II 400光谱仪

•费歇尔——一个瑞士万通费歇尔滴定仪,瑞士万通Pt电极

•加德纳线性磨石D10V

样品评估

所有的商业材料购买和盲目的评估188金宝搏bet官网。表2中的描述是基于技术数据表和MSDS和如有必要,红外光谱和FT-NMR (H¹C¹³F¹⁹,如果^29日)。表2还展示了示例名称(a)和基本化学产品的性能比较。

期间留下的一些活性组织固化为水性材料具有相对较低的flash点。188金宝搏bet官网一般来说,聚硅氧烷发展酒精组(甲醇或乙醇)。一些低voc的材料也有相对较低的flas188金宝搏bet官网h点,起初似乎是不协调的。低VOC材料可能188金宝搏bet官网仍然包含闪烁的挥发性有机化合物的仪器,但不会出现基于VOC检测方案。根据热等。¹¹随着材188金宝搏bet官网料变得越来越低VOC,与特定的组件相关联的错误测试方法变得不那么准确,导致错误的VOC的结果。的数据有些zero-VOC材料在组件测试值显示超过100%的材料用固体含188金宝搏bet官网量和水的总和。这就是为什么测试为零VOC的材料,也可能表现出相对较低闪点等样本E。

结果与讨论

SILRES^®30 b是本文的主要目标。为简便起见,它将被称为特殊功能硅氧烷(SFS)。

增强

溶剂型材料一直提供最好的整体188金宝搏bet官网属性。环境问题导致水性材料的发展。溶剂型的样本显示更好的初始整体增强比其他测试。一些水性产品在选择subtrates表现良好。在几乎所有的基质SFS是最好的在提高底物的属性。

基质孔隙度可能影响增强材料的属性,但是具体的影响尚未建立,是不可预测的,它并不是唯一的影响因素。188金宝搏bet官网两个例子:板岩(图9),低孔材料显示了高的增强;和高度多孔砂岩(图2)表明更大的提高。

图2到11强调增强减少L *值的函数。图12显示了平均提高基体的增强剂。SFS展览最大的增强整体,紧随其后的是溶剂型的材料。

植物油(亚麻籽和东)乳剂显示最大的增强水性产品,即使他们只有三分之一的SFS和溶剂型的增强剂。这些是紧随其后的是丙烯酸/硅氧烷/ flouropolymer混合材料。显然丙烯酸和EVA-based材料,都是水性的,想必乳剂,至少表现出188金宝搏bet官网增强。

风化

十三至十八数据显示,QUV三个测试基板的结果。骨料混凝土和萨尔提略瓷砖似乎有250 h的加速风化后变化不大。所示的数据显示了一个类似的趋势在L *值与骨料混凝土和萨尔提略瓷砖增强剂。但是改变的大小大于SFS水性材料和溶剂型产品。188金宝搏bet官网此外,因为所有的样品几乎停止增加L *值250 h后,SFS仍然显示近20% L *值低于大多数水性材料。188金宝搏bet官网

QUV的板岩(图14)显示了两个非常有趣的趋势植物油增强剂。他们最初显示更大的增强记忆力和其他水性产品。随后L *值持续增加,而其他水性产品已经趋于稳定。

密歇根州南部接触样品已经在测试栅栏为12个月。阅读是一个月,四个月和12个月。近年来有机硅材料的总的来说,似乎保持最大的增强作为本研究的出版物188金宝搏bet官网。请注意这将继续收集数据不确定的时间。

16数据是实时图表外暴露测试。请注意样品的石板瓦B曝光架摔下来,被摧毁,所以没有外部暴露数据石板可以报告示例B .外部接触测试似乎在两种类型的关联与QUV风化显示L *值显著增加(减少增强)在早期测试。这发生在第一个250 h QUV前四个月和外部风险。骨料混凝土面板出现趋于稳定的增长在四个月的L *值外暴露的样本,而L *值似乎仍然是增加(失去增强)的一些样品在石板瓦和萨尔提略瓷砖。两个样本聚硅氧烷(SFS)仍然保持最好的增强外部风险。也有趣的丙烯酸材料(样品C, D, F和G)和油(E、H)样品仍在增加L *值在12个月的曝光。188金宝搏bet官网事实上,一些样品的L *值比原来的轻基质,具体样品C, D和E在石板砖,和样品C, D, E, F和G /萨尔提略瓷砖。油脂样品(E、H)似乎泛黄,而acrylic-type-containing样本(C, D, F和G)似乎粉化。聚硅氧烷样本(SFS)既不泛黄,也不粉化。整体polysiloxane-containing材料保持最大的增强曝光188金宝搏bet官网后测试。

染色排斥性

表3显示了污点排斥性数据为每个增强剂和基质。个人染色剂数据没有显示但重要的是要注意,芥末、咖啡、红酒和植物油染色。

三个纯丙烯酸材料显示最佳的初始排斥性染色性能。188金宝搏bet官网这被认为是由于他们形成一个电影。这部电影是降低很快在紫外线照射。亚麻籽油性材料显示最糟糕的排斥性染色性能。含氟聚合物的掺入样品B和H似乎并不提高整体染色排斥性。混凝土是最困难的衬底与大部分的增强剂,以防止染色而石板带来最小的问题。

近年来有机硅材料的每个不同的表现非常相似,显示出类似的伊娃和东油性增强性能。188金宝搏bet官网

饱经风霜的污点排斥性

石板瓦显示最好的(或最低)的分数染色排斥性,因此,他们不是用于加速风化染色测试。图19和20显示每个样本染色排斥性评级值分组,QUV曝光时间。A和B SFS样品,保持相对稳定的排斥性染色性能与曝光时间。

图19显示了污点排斥性骨料混凝土面板数据和时间。三个添加趋势线显示相对污点排斥性性能随曝光时间。样品A, B和SFS相对平坦(一致的排斥性染色),而其余的样品(包括F和H趋势线)都呈上升趋势(不染色排斥性)。亚麻籽油(样本E)开始时相对贫穷的排斥性染色性能,对接触继续恶化。其他材料从相对良好的188金宝搏bet官网抵抗性染色性能恶化随着时间的推移。2000 h后QUV暴露聚硅氧烷材料表现出性能稳定而其他人则恶化。188金宝搏bet官网

图20显示了污点排斥性的趋势与萨尔提略瓷砖的时候了。三个添加趋势线显示相对污点排斥性性能随曝光时间。萨尔提略瓷砖染色排斥性恶化随着时间的推移。然而,样品A, B, D和SFS都会增加以大幅减少的速度比其他样本。基于样本的斜坡趋势C, E, F, G和H所有显示染色(不染色排斥性)率增加了近三倍增加染色的样品,B, D和SFS。2000 h后QUV暴露聚硅氧烷材料表现出性能稳定而其他人则恶化。188金宝搏bet官网

擦洗污点排斥性

萨尔提略瓷砖是基于粘土和相对较软,所以他们没有擦洗测试中使用。擦洗,然后染色骨料混凝土面板数据在图21中绘制为零,2000年和4000年的周期。除了SFS样本,污渍擦洗后排斥性恶化在所有其他材料。188金宝搏bet官网的两个趋势酒吧给这种恶化现象的例子。甚至high-VOC(溶剂型)材料显示严重污渍排斥性与增加擦洗。这强调了这样一个事实,即成膜材料(丙烯酸和伊娃)可能比最初的污点排斥性。188金宝搏bet官网然而他们不穿,从而失去早期有效的抵抗性染色。相反,实际上SFS材料渗透和反应底物和擦洗保持同样的性能。

摄影的例子

图22和23显示两组外部接触板——一个用于萨尔提略,一个石板瓦。瓷砖是12英寸广场。三种增强剂大约三英寸宽度被应用于每个瓷砖。之间的空间是裸露的。注意,SFS (30 SILRES BS)和萨尔提略瓷砖样品表现出最强的增强。在石板提高SFS (30 SILRES BS)丰富了基质的自然美景。请注意这些照片拍摄在仅仅四个月后的外部风险。

图24显示每个提高产品应用于砂岩样品。注意上提高SFS (30 SILRES BS)和一个样品,B和H /丙烯酸和EVA材料(样品C、D、G和F)。188金宝搏bet官网

结论

本文的目的是突出的独特结构的性能优势的硅氧烷化学surface-enhancing材料,特别对提高,耐候性和染色排斥性。

•丙烯酸材料显示良好的初始污188金宝搏bet官网渍排斥性,但不提供最初的增强。染色排斥性遭受(更大的速度)风化和擦洗。

•植物油性能:桐油展品更好比亚麻籽油污渍排斥性。遭受了在接触和擦洗。数据显示,这一趋势将持续下去。

•矽显示最佳初始增强和提高记忆力。虽然首次污点矽并非最好的抵抗性,它们的属性成为明显的暴露和擦洗。

•SFS材料的耐候性和擦洗性能相当于或优于其他测试产品。这是最好的保持染色排斥性和增强产品性能的测试。

确认

许多人都支持这个项目。我想感谢他们的贡献,而不是任何特定的顺序:戴安娜Omycinski,史蒂夫·罗斯,克里斯·里夫斯,罗兰阮和伯尼•理查德他们所有的分析工作。我还想感谢这个产品的合作开发者,哈特穆特•阿克曼博士迈克科菲和理查德·柯克帕特里克。我还想感谢马克威斯特法帮助为此发表两篇论文合并成一个。最后,但肯定不是最不重要的是,我要感谢艾丽卡维拉,里克·科菲和卢卡斯麦迪逊帮助加速老化,磨损测试和染色抵抗性测试。没有他们的支持的,这篇文章不能够及时完成。

引用

1厅,j .“小说水性技术湿密封材料”,Reichhold,发表于2012年涂料对混凝土ACS显示在拉斯维加斯,内华达州。

2表示爱色丽公司公司,名为“理解颜色沟通指南”,大急流城,MI (2007)。

D.J.新3狂热,低voc,提高聚硅氧烷技术,第41届年度水性,高固体含量和粉末涂料会议(2013年),新奥尔良,洛杉矶,南密西西比大学哈蒂斯堡,女士。

4狂热,D.J.从第42届水性,高固体含量和粉末涂料会议(2014年),新奥尔良,洛杉矶,南密西西比大学哈蒂斯堡,2014年2月。

5克曼,h;躁狂,D.J.;柯克帕特里克,R.L.;科菲,m .专利技术、低voc矿物表面增强剂,我们的专利,我们8470949 B2, 2013年6月25日。

6 ASTM G 154 - 12:标准实践操作荧光紫外(UV)灯无金属材料的接触器,体积14.04。188金宝搏bet官网

7 CTIOA场报告t - 72 (R-02),染色排斥性测试方法,http://www.ctioa.org,瓷砖研究所的美国。

8 ASTM D 2486 - 06:耐擦洗墙漆的标准测试方法,体积6.02。

9 Brezinski, J.J.手册在挥发性有机化合物(VOC)含量测定油漆,油墨,和相关涂料产品:第二版,ASTM,费城,宾夕法尼亚州,1993年。

史密斯10 A.L.硅树脂的分析化学,威利,纽约,1991年。

11狂热,D.J.;勃拉克,马丁;Fezzey,美国;弗洛伊德,F.L. VOC决心通过EPA方法误差来源24日涂料技术的杂志,2001年8月,73卷,919年问题,pg。111 - 117。