clariant提供的内容

在水性涂料中只使用少量的中和剂。然而,它们可以产生显著的效果。它们不仅调节了pH值,还通过减少涂料成分之间的相互作用,对涂料的储存稳定性做出了积极的贡献。如果中和剂也符合健康和环境相关方面的要求,例如无挥发性有机化合物和无危险标签,那么它们对获得生态标签认证的涂料尤为重要。

据估计,在人的一生中,90%的时间是在室内度过的。随着人们渴望生活在更健康的室内环境中,他们越来越需要不含空气污染物、有害物质和过敏原的水性涂料。对于消费者来说,很难跟踪不同的关键物质,因此他们在购买决定时依赖于生态标签。

利用现有的原材料和添加剂,对于涂料配方师来说,开发出具有性188金宝搏bet官网能优势,易于使用,同时满足严格的生态标签标准的高质量涂料并非易事。因此,在选择涂料成分时,配方商不仅要考虑功能,还要考虑环境状况。添加剂应该是多功能的和普遍适用的,以降低配方的复杂性,原材料处理和物流成本。此外,它们还需要符合法规要求、安全和环境相关方面的要求。

本文介绍了一种新型的糖基胺(葡萄糖胺)Genamin®葡糖苷50是专为环保水性涂料的多功能性能添加剂而开发的。在本文的过程中,与市场上常见的中和剂进行比较,详细讨论了应用和性能概况。

标准中和剂与多功能中和剂

中和剂一般可分为标准中和剂和多功能中和剂。标准中和剂仅用于将pH值调整到8-10的范围,从而提供一个稳定的涂料体系,不同配方成分(如增稠剂、粘合剂、填料和杀菌剂)之间几乎没有相互作用。

多功能中和剂还提供其他性能,通常由涂料配方中的其他添加剂提供。例如,它们可以作为颜料浆料的润湿剂或相容剂,或者可以显著提高涂料的储存稳定性。因此,它们使涂料具有优越的质量和性能。减少配方中涂料成分的数量对制造商来说是一个很大的优势,因为这意味着更低的配方复杂性,更少的原材料处理和更低的物流成本。

油漆工业中有各种各样的中和剂。市场上最常见的中和剂是标准产品,如烧碱(NaOH)、氨或多功能添加剂氨甲基丙醇(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)。科莱恩开发了一种新的糖基特种胺。为了对这些中和剂进行全面评估,除了性能特征外,还考虑了环境、健康和安全方面。

中和剂的可持续性如何?

在选择合适的原料时,环境、健康和安全方面发挥着越来越大的作用。要全面评估产品的可持续性,需要考虑多个方面。

为了支持这一点,科莱恩开发了EcoTain®标签几年前。EcoTain是产品层面的可持续性概念,有助于评估产品在三个维度上的影响:人、地球和性能。因此,产品根据36项可持续性标准进行筛选,涵盖整个产品生命周期,并以市场标准为基准。表1列出了一些重要的可持续性方面。

基于环境、健康和安全方面的中和剂评价

表1:基于环境、健康和安全方面的中和剂评价。

由于其有害物质标签和VOC/SVOC含量,许多常见的中和剂在现代和具有环保意识的配方中使用时具有局限性。

标签或VOCs等事项发挥着重要作用,特别是考虑到德国蓝天使、欧盟生态之花、北欧天鹅和法国Décret印章等生态标签。对于涂料配方商来说,开发出符合严格生态标签标准的高质量涂料并非易事。例如,德国蓝天使的VOC/SVOC限制是一个真正的挑战。即使使用低voc /SVOC成分,配方也可能超过室内涂料的1克/升或漆的2 wt.%的限制。

在评估中和剂对生态标签的适用性时,葡萄糖胺作为一种多功能中和剂脱颖而出,因为它是唯一一种在获得蓝天使、北欧天鹅、法国Décret和欧盟Ecoflower认证的涂料中可以无限用量使用的中和剂。虽然可再生含量还不是生态标签的标准,但葡萄糖胺的另一个优点是它由高达75%的葡萄糖组成,因此非常符合可再生原料的趋势。188金宝搏bet官网

另一方面,氨基甲基丙醇多功能中和剂只允许在标有蓝天使的漆中<1%,在标有蓝天使的内饰漆中<0.07%。对于北欧天鹅,使用浓度限制为光泽漆4.5%,哑光漆仅1.1%。EU生态花更严格,A、B、C类用量应在0.5%以下。

标准中和剂的情况各不相同。氨气完全不能用于带有蓝天使密封的室内涂料中,或用于漆的氨气限制在<1%。对于欧盟生态花,根据涂料类别的不同,最大剂量浓度在0.5%-1%之间。另一方面,烧碱可以无限浓度地用于欧盟生态花,但由于标签的原因,蓝天使漆和北欧天鹅漆的烧碱浓度也被限制在<1%和<2%。

测试中和剂

除了环境、健康和安全方面,还对产品的性能进行了评估。因此,中和剂被配制成标准丙烯酸光漆和半光漆,低聚氯乙烯涂料,以及高聚氯乙烯室内和室外涂料,以及颜料制剂。

在本文的图表中,主要显示了低pvc丙烯酸漆的结果,因为在这里,各种中和剂的影响是最明显的,因此是视觉表现的理想选择。研究了中和剂对液体涂料和所涂干燥漆膜的影响。

贮存稳定性

图1表明,有可能用所有中和剂配制稳定的涂料。在50°C下储存28天,相当于中欧气候下室温下的保质期两年,所有漆都没有出现脱水或更明显的沉淀现象。同样,pH值也保持稳定。在流变性方面,有明显的区别,特别是在半光体系中。在制造完漆后,不同中和剂之间的粘度几乎保持相同。然而,经过28天的保温后,与其他中和剂相比,含葡萄糖胺漆的粘度仅略有增加。

储存稳定性-脱水,沉淀,pH值和粘度

图1:储存稳定性-脱水,沉淀,pH值和粘度。

除了在室温和高温下储存外,霜是影响涂料的另一个因素,在最坏的情况下,会使涂料无法使用。

为了评估冻融稳定性,涂料首先在-18℃冷冻12小时,然后在室温下解冻12小时。之后,还要评估这些颜料在技术上是否仍然完美无缺。

图2显示,葡萄糖胺和氨基甲基丙醇都经受住了5次循环的最大次数,并为涂料贡献了额外的稳定性能。以NaOH和氨为中和剂的涂层在循环三次后不稳定。

储存稳定性-抗冻性

图2:储存稳定性-抗冻性。

干燥和硬干燥涂料

除了影响液体涂料的稳定性外,这些成分还会影响干膜,从而影响涂料的装饰和保护功能。

众所周知,含voc的涂料成分会从涂料中迁移,因此会对涂料的干燥行为产生影响。König摆硬度测试(根据DIN EN ISO 1522),以评估漆膜的干燥行为和硬度。

图3显示了在1-4周的时间内,经过不同的干燥时间后,以秒为单位测量的摆锤硬度测试结果,这在实践中对应于涂层的干燥和完全干燥。

最初和完全干燥后的摆硬度

图3:最初和完全干燥后的摆硬度。

两种多功能中和剂-含VOC的氨基甲基丙醇和不含VOC/ svoc的葡胺的比较表明,产品对干燥速度没有显著影响,无论是达到最终的膜硬度还是对膜硬度本身。因此,用不迁移的葡胺中和剂取代配方中的氨甲基丙醇对干燥过程没有负面影响。

闪锈

对于金属基材上的干燥行为,中和剂在锈蚀形成和涂料变色方面表现出不同的行为。

在金属板(Q-Panel type S-46)上涂上120 μ m的湿薄膜,然后立即在23°C和50%相对湿度下储存24小时,以便干燥。如图4和图5所示,锈蚀膜呈现棕色锈斑,整个漆膜出现变色。

闪锈

图4:Flash生锈。

生锈变色

图5:生锈变色。

葡萄糖胺显示出最低的趋势,开始生锈和创建一个变色的薄膜。

着色系统中色调的变化

油漆目前不仅用作白色或无色涂料,而且在建筑和专业市场中被着色为各种色调。并评价了中和剂对染色的影响。

在评估过程中,氨气中和的丙烯酸光泽涂料以蓝色、绿色、红色和黑色色调作为标准,并与替代方案进行比较。图6显示,传统和葡胺多功能中和剂在所有使用的颜料糊的L轴和+b轴上都有相当的色度变化,因此允许这些产品在混合系统中可互换。(注:阴影0.1-0.2的偏移仍在测量公差范围内,不视为显著偏差。)

阴影的变化

图6:变换阴影。

色素的兼容性

据最初描述,多功能中和剂也可以作为润湿剂或相容剂,例如在用颜料膏着色高pvc乳液涂料时。

在测试中,将含有各种中和剂的标准低voc乳胶漆调整到pH值8.5,然后用水性氧化铁红色素膏(每种3%)着色。用摇漆机均质后,保存24小时;然后应用200µm并进行擦除测试。

从图7中可以看出,葡胺在水性涂料体系中的着色强度提高了50%以上。

颜料在水基体系中的相容性

图7:颜料在水基体系中的相容性。

总结

在水性涂料中只少量使用中和剂。然而,它们的作用是非常重要的。它们不仅调节pH值,还与涂料成分相互作用,影响涂料在储存期间的稳定性。有许多中和剂用于油漆和涂料工业。188BET竞彩

科莱恩的葡萄糖胺是市场上的新产品。它由高达75%的可再生原材料组成,不需要标签,不含VOC/SVOC,因此特别适188金宝搏bet官网用于生态标签认证的涂料。从性能上看,葡胺作为多功能添加剂提高了贮藏和冻融稳定性,减少了闪锈变色,增强了与颜料的相容性。这些性能可以在低pvc丙烯酸涂料、高pvc室内外乳液涂料和颜料膏制剂中实现。由于这种多功能,葡萄糖胺Genamin Gluco 50有助于减少涂料配方中的成分数量,从而有助于节省工艺和物流成本。

本文也已发表在《欧洲涂料杂志》2017年第03期;Farbe und Lack, 2017年第03期;PPCJ 2017年9月。

本文最初发表于《欧洲涂料杂志》2017年2月号。