使用含氟涂料增加了多年来由于其性能和效率。他们提供各种各样的理想涂料性能特性:低表面张力/能源、抗化学腐蚀等。此外,含往往是高效的,允许使用低水平,尽管他们的费用,他们提出一个合理的成本在涂料配方设计师的使用价值。
然而,近年来,监管压力增加了在各种行业中使用含氟。
应对不断变化的监管环境在使用含氟的替代技术,与特定的关注水性地板涂料,由于这是一个细分市场可能显著影响。目的是为潜在的过渡奠定了基础配方远离含氟的使用。
地板护理行业的专门用于低固含,低粘度水性配方提供流量和水准,从而使电影形象具有良好的光泽和光滑的外观。这尤其重要,因为这些涂料通常应用一层一层地低能衬底。这里,表面活性剂必须提供足够的降低涂料的表面张力,使第一层最初湿透每个连续层的衬底,然后上一层湿了。所有这一切都必须达到,同时提供良好的水准这最小的结构特点是发达在地板护理应用过程中。目标是有一个光滑、相对表面没有缺陷,如图1所示。
此外,涂层不得有重大滑组件。从安全的角度来看,这是极其重要的涂料最终会看到行人步行。在一个理想的应用程序中,涂层通常会表现出不够平整性能在某些中间层,然后传播与后续层的应用程序。这可能是与其他网站进一步复杂不够平整过程中发生的层(图2)。最后,结果是一个涂料应用程序显示不可接受的表面纹理或缺乏光滑。的光泽也可能受到影响。
一个假设来解释的现象是表面能与每个连续层应用程序可能会减少。如果这是真的,它可能会影响矫正效果,导致所需时间长在每一层平整过程完成。这将是蒸发和固化,这可能发生在更快的时间轴。因此,涂层的不完整的水准将会被锁定。
实验设计
选择表面活性剂
各种表面活性剂的化学反应,提供良好的润湿和水准属性筛选作为潜在的替代含(表1)。潜在的协同混合表面活性剂的还包括作为筛查组的一部分。
配方
每个表面活性剂在水性评估floor-care-coating出发点基于商业丙烯酸树脂的配方。相比,这是一个商业fluorosurfactant(控制)常用于地板护理涂料、活动内容加载0.01%按重量(表2)。
最初的表面活性剂的筛选和基准测试
基准测试是使用动态表面张力(DST)比较的性能控制配方为0.01% fluorosurfactant对表面活性剂的候选人在三个浓度水平侦察性能空间:0.01%,0.10%,和0.50%活性物重量在总配方。
VCT应用性能评价与优化水平的最佳候选人
从这个工作,那些证明表面活性剂最一致的性能相当于或优于fluorosurfactant控制被先进的实验室应用试验乙烯基复合瓷砖(VCT):阿姆斯特朗®标准Excelon®帝国纹理51910021 C132B。这里的应用程序包括五个连续层应用粗棉布,允许每层干燥接触(通常30分钟,取决于湿度和温度条件)。VCT应用程序随后被视觉评估和排名。顶级配方被表面活性剂浓度与流量和平整性能的进一步优化。
额外的因素探讨
此外,表现最好的表面活性剂配方进行不同方面/因素:
- 交替应用方法:使用清洁刷或纤维拖把,更代表一个真正的商业地板应用程序。
结果
初始动态表面张力的筛选
DST不仅提供了一个有用的测量静态表面张力,也是衡量溶液表面张力的稳定更动态的情况下。随着泡沫的频率增加,解决方案就会变得更加剧烈,表面张力就会上升。前提,每个表面活性剂在给定的浓度将产生特有的DST曲线作为比较的好的基础能力不同的表面活性剂抑制在涂层表面张力提供的解决方案和表面张力稳定的程度。图3显示了0.01%的比较fluorosurfactant表面活性剂候选人在0.01%。
表面活性剂被评为基于他们的DST结果基于以下标准相比fluorosurfactant:
- 静态表面张力相等或更低。
- 在动态条件下相同或更好的表面张力稳定。
根据浓度水平,各种表面活性剂候选人符合这些标准。这项工作的结果在表3中做了总结。
在上面的结果中可以看到,sulfosuccinate,改性有机硅(无滑动)hydropalat我们3225年和sulfosuccinate / modified-alkoxylate混合是最多才多艺的(“最佳演员”)表面张力抑制和动态稳定。
乙烯基复合瓷砖应用试验和表面活性剂的优化水平
在图4中,照片记录显示所选涂料应用程序与给定的表面活性剂。涂料的选择早期实验显示应用程序设置,与视觉排名(1 =最好的;12 =最差)。包括比较的涂料配方含有fluorosurfactant和一个空白的配方不含表面活性剂。这里的配方含有0.1%的sulfosuccinate和modified-alkoxylate表面活性剂混合提供最好的涂料经验,接近fluorosurfactant控件的外观。进入每个涂层的评级标准包括:平整(光滑的薄膜外观),火山口,和不寻常的流动形态。注意,一些工件中看到一些照片实际上从粗棉布纤维残留,沉积在涂料中的应用。这些没有进入视觉评估。此外,视觉评估是由不止一个人规范化评估结果,减少个人偏见的影响。
优化了最佳人选表面活性剂由DST浓度最佳流和水平的性能。此外,一个新的表面活性剂类型,双子表面活性剂,是包括在评估。从这个过程中,四名候选人被选为最佳的总体性能相对于fluorosurfactant控制。这些表面活性剂及其浓度的照片如图5所示。
在每张照片的VCT面板有一个一半应用fluorosurfactant配方(左)和表面活性剂的另一半候选人配方(右侧)。这允许容易控制比较的候选人,同时消除衬底面板差异的实验变量,应用时间,涂料固化时间,等。在这里,阿姆斯特朗®标准Excelon®帝国纹理51910021 C132B VCT使用。最好的表面活性剂候选人,光泽测量证明是类似20°和60°相对于fluorosurfactant控制,如图6所示。
额外的因素探讨
刮刀/纤维拖把的应用程序
图7显示了结果应用不同的表面活性剂的地板护理涂料使用刮刀或纤维拖把,更具代表性的商业应用程序。这里,阿姆斯特朗标准Excelon帝国纹理51910021 C132B VCT使用。指出,一些候选人离开更多材质的涂层比显示当使用粗棉布。最显著的是0.1% sulfosuccinate / modified-alkoxylate有明显的漩涡模式明显的涂层。一个较小的程度上,0.07%超分支2表面活性剂还显示这种现象。0.07%的改性有机硅(无滑动),hydropalat我们3225,表面活性剂产生流畅的外观表面活性剂候选人选择和接近fluorosurfactant控制,性能最好的整体外观。
从这一点,很明显,从粗棉布时涂层的性能可能不同(实验室)刮刀(现实世界)应用程序。注意到这种差异,建议总是试验候选配方通过刮刀使用方法最后对配方性能检查。
结论
更换地板护理的含氟涂料已被证明是非常具有挑战性的。几类表面活性剂已经显示出不错的效果与性能接近five-coat地板护理的含氟涂料的应用程序。3225年特别是hydropalat我们防滑改性有机硅表面活性剂,证明收益最好的涂层外观(流和水平)的替代化学检查。
虽然这工作是水性地板护理相关的涂料,它很可能对木材和工业涂料的应用程序可以利用,。这项工作的结果证明替代含氟的可能性。与含周围的关注持续增长,这工作是特殊的相关性为未来涂料的发展。
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