虽然涂料二氧化钛颜料带来的好处是显著的,在一些情况下二氧化钛可以有害最终漆膜的重要属性。也许最熟悉的例子很多油漆构建——特别是那些在工业和/或OEM工作完成,二氧化钛在涂料耐久性的不利影响。这种效果,通常被称为“二氧化钛耐久性”(其实是一个误称,由于二氧化钛本身完全是持久的,因此本文的标题中的引号),涂料行业的认可。188BET竞彩让人不太理解的是二氧化钛涂料耐久性的影响方面,好的和坏的。在本文中,我们回顾二氧化钛可以影响涂料耐久性的许多方面,以及如何相互作用最终决定漆膜的长寿。
光催化降解
二氧化钛是一种极好的吸收紫外线,和一个单一的、quarter-micron二氧化钛粒子将吸收超过99%的太阳紫外辐射的罢工。紫外线能量暂时转换为电子能量形式的电子激发二氧化钛粒子,然后绝大多数的能量会很快转化成热能。然后从漆膜消散的热能。然而,对于每百万光吸收事件,从1到10将通过不同的途径进行。激动的二氧化钛粒子中包含的能量被运送到颜料表面,可以遇到吸收水和氧气。由此产生的反应再次转换能量,这一次进入活性化学能量形式的羟基和过氧化物自由基(图1)。这些激进分子是免费的从颜料表面迁移并与聚合物树脂分子反应,最终导致破坏漆膜的有机组成部分。
光催化降解的有机粘结剂可以防止利用它通过一系列的化学反应——接下来,只通过阻止这些反应之一,整个序列将被停止。涂料制造商可以使用添加剂,防止紫外线的吸附在二氧化钛(e . g。,紫外线吸收剂)或防止photogenerated羟基的反应和超氧化物自由基与粘结剂(例如,受阻胺光稳定剂-哈尔斯)。
虽然有效,但这些补救措施成本添加到涂料、和首选途径降低催化活性是颜料制造商改变颜料之前进入涂层。他们这样做完全氧化颜料表面覆盖着一层惰性(硅或铝),吸收水和氧气分离从二氧化钛晶体(图2)。
有益的二氧化钛对耐久性的影响
构建最熟悉有害光催化二氧化钛对树脂耐候性的影响。然而,二氧化钛也可以有一个非常有利的影响。这是因为有另一组降解反应,包括紫外线,和二氧化钛可以影响这些反应的速度。这组反应,称为直接降解,包括直接吸收的紫外线树脂聚合物。紫外线吸收光子如此精力充沛,这事件常常引起弱化学键在树脂打破(e . g。碳氢键)。每个光子的产生这些反应通常是许多数量级大于收益/光子光催化退化——也就是说,紫外线光子直接吸收树脂聚合物更容易造成损害比被二氧化钛粒子吸收。
二氧化钛颜料不直接参与在第二组反应,但它的利率有显著的影响。这是因为,正如上面提到的,二氧化钛是一种优良的紫外线吸收剂。通过消除阳光的紫外线成分,二氧化钛粒子盾脚下粘合剂分子从直接退化。这有效地限制直接降解粘合剂的上层分子。
一个平衡
二氧化钛具有正面和负面影响漆膜耐久性。一个合理的问题是:哪个更强?到底是添加二氧化钛颜料,改善其耐久性(由于二氧化钛保护粘结剂),或伤害其耐久性(由于光催化降解)?答案很简单,除了最持久的绑定(即。的固有的耐直接降解),二氧化钛的积极影响耐久性超过超过其负面影响。一个戏剧性的例子可以在塑料工业中找到有益的影响。中使用的乙烯乙烯站通常是很容易退化通过直接吸收紫外线,和乙烯站没有二氧化钛将持续不超过一个或两个夏天。然而,公司只有几个百分点二氧化钛进入乙烯允许这个产品被批准10,20,在某些情况下,甚至30年。虽然树脂分子中使用的油漆不近这容易直接退化,这是事实,在大多数情况下,二氧化钛色素有净有益的影响,特别是当一个持久或superdurable年级如Ti-Pure®r - 960或Ti-Select®ts - 6200使用。
其他的考虑
二氧化钛对涂料耐久性的影响是更复杂的比它对树脂降解率的影响。油漆消费者通常解释持久性的保留外观,,而不是必然,耐化学反应。而后者通常影响前者,影响的程度取决于二氧化钛的品位。另一种方式说,一个现实的耐久性油漆制造商的目标是让这部电影“优雅的时代,”而不是完全防止退化(这是不可能的)。优雅地年龄,我们意味着对于一个给定的退化量(以,比如说,减肥),薄膜外观变化的程度应该小。这种关系的退化和外观变化程度不同从一个二氧化钛品位到另一个。这是示意图见图3两只描绘不同年级的二氧化钛使用。在一个典型的耐久性研究我们测量光泽损失曝光时间的函数,而是在理想化的图在图3中,我们跟随它的单位面积上的减肥。在给定的减肥,描绘了一幅不如油漆光泽损失。在此基础上,消费者会说,描绘了一幅更耐用,即使油漆都经历了相同数量的下降。
是什么原因导致这个方差,涂料配方设计师如何利用它呢?的光泽,方差是由于增加的影响色素浓度在膜表面的树脂降解。如上所述,大多数树脂降解、光催化还是直接发生在膜表面附近。随着树脂降解它侵蚀了油漆,主要由被冲毁在清洗或暴露于雨。二氧化钛颜料是惰性,仍然在这部电影。净效应是增加颜料体积浓度(PVC)薄膜表面的附近(图4)。
油漆光泽度一般随增加PVC,这减少尤其严重如上PVC通过关键(CPVC)。因此,任何财产的二氧化钛或漆膜达到影响CPVC的点之间的关系也会影响数量的退化和外观变化的程度。涂料性能影响CPVC之前所需的退化是违反了包括初始PVC (CPVC附近的油漆配方将显示更快比油漆光泽的损失制定较低的PVC)和non-TiO2色素和/或填料。二氧化钛颜料性质最影响CPVC分散度。一般来说,一个更差分散二氧化钛(或更难以驱散的年级)将有较低的CPVC,从而表现出更多的外观改变随着时间的推移,比一个更好/更容易分散。因此,涂料制造商应该选择,其他条件不变的情况下,更容易分散颜料的耐久涂料的应用程序。
好的颜料分散在另一个方面也减少光泽的速度损失,这可以被认为是一个“冰山一角”效应。光泽是衡量电影光滑光学规模——大约1/2微米。二氧化钛颜料团聚体超过这个尺寸,和他们最顶层膜表面附近存在伤害光泽。在新刷的油漆,这种负面影响最小化水准以上的树脂聚结。最多的聚集将会导致一个小肿块或波纹实际油漆表面。然而,一旦树脂开始降低,曾经是一个小肿块可以迅速成为一个大的表面缺陷。最初只是“冰山一角”是影响表面光学——现在整个冰山暴露!如果色素最初分散,不过,这种影响将是最小的因为没有大型对象暴露(图5),即使树脂损失的总量是一样的。所以我们再次发现所有其他条件相同的情况下,会出现一个更容易分散颜料更持久(减少痛苦改变外观)比没有很好的分散。
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