像传统的绑定,hlp旨在作为唯一的涂料配方中的成膜组件,并且可以用于制造油漆与电影类似由传统的绑定属性。此外,像传统的光散射颜料,他们提供不透明涂料。因为粘合剂本身的漆用HLP提供了一些透明度漆膜,涂料可以在给定水平的隐藏使用低量的常规二氧化钛等色素。反过来,这可能导致油漆配方降低原材料成本。
HLP的结构相似的传统不透明颜料颗粒封装在成膜聚合物粘结剂。因为它是必要考虑hlp的颜料和粘合剂方面,通常认为方便的组合不透明聚合物粘结剂,和语言将使用频繁的讨论。然而,将看到,HLP表现相当不同于一个简单的物理混合粘结剂的一个不透明聚合物和允许的制定,而独特的描绘。
中空乳胶粒子结构
典型的形态学HLP示意图见图1;干膜的TEM图像由HLP如图2所示。
对PVC的贡献
许多电影属性如耐擦洗、防沾污性,耐开裂,等等,相关油漆的部分关键PVC (FCPVC)。1因为效用的关键PVC的分数的概念,它是有用的考虑是否hlp导致油漆的PVC。hlp都绑定和颜料;它们包含两种成膜和non-film-forming组件。虽然non-film-forming聚苯乙烯壳由成膜粘结剂完全封装,事实证明,它仍然有用认为聚苯乙烯壳导致整体油漆PVC,即。,如果不指定一个PVC HLP的贡献,然后从传统计算FCPVC颜料和填充剂将预测油漆性能比在实验室里一个措施。然而,如果一个分配的所有卷的坚硬外壳和空隙导致PVC,然后结果计算FCPVC预测油漆属性比在实验室测量。看来,最好的方法是假定只有一小部分占用的体积色素HLP对PVC的一部分。尚不完全清楚为什么发生这种情况,但是人们认为完整的封装色素的粘结剂,防止任何pigment-pigment干膜接触,导致一个更好的粘结剂和色素分布(extender)在电影中比会发生随机分布,在传统漆一样。
对于传统的颜料和填充剂,油漆的FCPVC可以估计为:
FCPVC =Σ(PVCi / CPVCi) (1)
其中CPVCi是至关重要的“i”色素或extender的PVC,并和结束所有的油漆颜料和填充剂。色素的CPVC或extender通常是由测量一些油漆房地产作为PVC的函数和寻找一个转折点在生成的阴谋。1与HLP有必要确定CPVC和PVC的颜料体积分数的贡献。方程(1)可以写成:
FCPVC =Σ(PVCi / CPVCi) +α* VHLP / CPVCHLP (2)
其中α是部分贡献的颜料体积HLP PVC、和VHLP占用的体积百分比油漆颜料HLP的一部分。不幸的是,α和CPVCHLP不能确定独立;需要赋值的一个参数,然后测量。我们发现它最方便分配CPVC值测量400纳米固体聚苯乙烯珠HLP (CPVC = 60),然后测量α通过一系列的油漆在提高水平的一些色素或extender和测量一些油漆属性与FCPVC extender PVC的函数。情节给了颜料的拐点或extender PVC FCPVC = 1.0,和方程(2)可以解决α。
这样的情节的一个例子,使用二氧化钛作为色素和磨料擦洗电阻测量,如图5所示。
众所周知,色素的CPVC获得的价值(或在这种情况下的α值HLP)将取决于油漆属性是用于测定。在上面的示例中,磨料擦洗电阻是用来确定α;这种方式获得的值是非常接近的数字获得使用其他一些属性如防沾污性、光泽和透明度。然而,如果抗裂度为外部油漆用于确定α则获得更高的数量。例如,对于一个HLP 60 nm活页夹壳α发现是0.55,0.50的值相比使用磨料擦洗阻力试验获得。
HLP光学特性
干藏中间的水聚苯乙烯壳HLP非常相似的结构不透明聚合物作为乳浊出售为水性颜料色素。不必惊讶,HLP的光散射遵循相同的规则不透明聚合物的光散射。2光散射是由不同折射率之间的空隙的中心HLP(η= 1.00)和聚合物周围的空隙(η= 1.48丙烯酸粘合剂和聚苯乙烯壳η= 1.60)。由单一HLP分散的光量的大小取决于聚合物的折射率差和孔隙率(较大的差异导致更高的散射)和孔隙率的大小。孔隙率的最佳规模大约是1/2散射光的波长,对可见光约280海里。3孔隙更小或更大比这个最佳尺寸散射光单位体积的空气,少少和传递不透明漆;这是图6所示。
S = * T * (1 - B * T⅓) (3)
S是Kubelka-Munk散射系数,T是二氧化钛PVC, A和B是常数,其值取决于二氧化钛的年级和乳胶粒子的大小和折射率。然而,在油漆由HLP方程(3)必须修改为:
S = (A0 + A1 * F(λ))* T * (1 - B * T⅓) + C * VHLP (4)
A0取代了在方程(3),A1和C是常数依赖HLP的结构,F(λ)是一个复杂的函数的油漆FCPVC VHLP是色素的体积百分率HLP的干膜的一部分。C * VHLP术语指定数量的光散射的气孔hlp的中心和A1 * F(λ)术语指定数量的增加二氧化钛粒子的光散射由于降低的平均折射率。
尽管C * VHLP的相对大小和A1 * F(λ)取决于准确的HLP和二氧化钛使用,以及油漆的FCPVC,典型的油漆FCPVC值大约0.8两项几乎是相等的。这意味着在油漆配方HLP或传统的粘结剂和不透明聚合物的结合,这样两个颜料有相同数量的封装气孔,油漆由HLP将大约两倍的增加躲避HLP比传统涂料的不透明聚合物。
制定与hlp
HLP提供的数量的不透明度和对FCPVC依赖粘合剂凝固壳厚度;薄活页夹壳是首选的最大化不透明而厚的活页夹壳是倾向于减少FCPVC HLP的贡献。与减少二氧化钛薄活页夹壳需要实现一个给定水平的透明度,但少extender还可用于制定和获得一个给定水平的电影质量。二氧化钛去除之间的平衡和容许extender PVC粘合剂凝固壳厚度的函数是一个典型的HLP如图10所示,二氧化钛和extender水平调整不透明度和磨料擦洗电阻常数作为粘合剂凝固壳厚度是不同的。虽然这些曲线的具体形状取决于油漆配方的确切性质和使用的原材料价格,结果在图10是典型的和展示一个最优值约60纳米的活页夹壳。188金宝搏bet官网因为这一结果,在考虑如何制定hlp和由此产生的电影HLP-based描绘我们将限制讨论的性质与300 nm直径hlp空洞,50纳米聚苯乙烯壳和60纳米粘合剂贝壳。这样HLP的色素部分HLP粒子总数的一半体积,和一个一半的颜料体积有助于FCPVC,即。,其部分贡献PVC(α)是0.5。制定一个油漆HLP的上述结构非常类似于制定与传统粘结剂涂料。HLP的透明度增强通过添加二氧化钛是隐藏的配方,直到所需的水平。添加填充剂填充油漆所需的电影质量。增稠剂等配方佐剂、合并、消泡器,等等,以正常的方式被使用。
因为油漆透明度的一部分是由乳胶粒子,减少二氧化钛必须达到一个给定的水平HLP-based涂料的遮盖力比类似传统的活页夹,里面装的油漆。降低二氧化钛的大小将取决于多种因素,其中最重要的是二氧化钛和大粒度填充剂的配方。二氧化钛,减少配方中可以使用HLP有效(参见下面的部分油漆属性),将会是惊人的。这样减少二氧化钛使用可以明显节省原材料。一般来说,油漆二氧化钛高水平和高extender pvc,即。、油漆的二氧化钛相对拥挤,将导致更大的减少二氧化钛含量以HLP -基于油漆。
了解HLP-based油漆比较传统涂料,它是有用的考虑调整传统油漆HLP同时匹配干不透明度和电影质量。和HLP 0.5的分数对PVC的贡献,通常情况下,减少油漆的FCPVC减少造成的二氧化钛使用在取代传统的粘结剂HLP几乎完全抵消的增加造成的油漆的FCPVC PVC HLP的贡献。在这些情况下,extender水平HLP油漆将同他们在传统binder-based油漆保留最初的电影质量。然而,当特别大二氧化钛匹配是必要的透明度,减少HLP-based描绘有时可以制定更比传统binder-based同行extender抵消二氧化钛PVC的损失,而相反的是真的与一个特别小的二氧化钛颜料的减少。在这些情况下,常常需要调整大小粒度填充剂的混合,或调整专业消光的水平延伸部分(如硅藻土稀土)匹配的光泽级别初始油漆用传统的粘结剂。
电影的属性
室内油漆房子HLP的丙烯酸粘合剂组件可以具有相同的组成、分子量、等,传统的绑定。因此,同样可以使传统乳胶具有广泛的电影属性的绑定,可以使hlp与广泛的电影属性。除了少数例外,调整基于传统涂料粘合剂/色素结合HLP将复制一个油漆类似电影的属性如果HLP的粘合剂相类似传统的粘结剂。表2显示了一些典型的电影属性的再形成使用HLP 60 nm活页夹壳;油漆配方表3中给出。如上所述,二氧化钛和extender水平HLP油漆一直调整不透明度和磨料的耐擦洗涂料基于传统的粘结剂。的其他电影属性两个颜料也相同,在噪声的实验。
有一些异常的观察与hlp新处方生产颜料与电影属性类似于最初的传统绘画。其中一个干漆膜的光泽程度的担忧。因为HLP直径大约需要500海里优化不透明度和绑定能力,不会希望能够取代小粒径在高光泽涂料乳液HLP的光泽和匹配最初的电影,这是事实上的情况。然而,光泽的中间/低PVC涂料由hlp甚至低于人会预测仅仅基于hlp的大粒度;这不是目前理解的原因。计算光泽会发生预期的变化通过修改影片的折射率在地表附近预测只有几个百分点的丧失将孔隙100 nm左右在薄膜表面,HLP一样。因此,似乎不太可能单独效应引起的折射率变化。
除了一些属性感兴趣的房子室内油漆、建筑外墙涂料必须接受的开裂,污垢拾音器,和粉化性能,以及良好的色彩保留和湿附着力。建筑外墙油漆与室内油漆一样,基于hlp倾向于执行类似的基于传统油漆绑定,只有一个例外。典型的结果如表5所示。外的一个区别在性能与色彩保留基于hlp房子油漆。
有色颜料,只包含二氧化钛作为白色颜料将减轻的颜色随着时间的光敏二氧化钛颜料引起粉化膜表面。众所周知,油漆含有二氧化钛和不透明聚合物的混合物最初将变黑略外接触,然后将扭转开始减轻二氧化钛粉化的开始占据主导地位。
油漆由hlp有效含有高水平的不透明聚合物,通常比传统涂料含有低水平的二氧化钛。外部暴露他们像不透明聚合物包含油漆只与一个更大的初始变暗和延迟反转颜色变化由于粉化。这种影响的大小取决于涂料的整体PVC和二氧化钛层,以及粘结剂组成和二氧化钛光敏度。
结论
中空乳胶粒子是一个新类的原材料作为粘结剂和颜料的涂料。188金宝搏bet官网粘合剂HLP的一部分功能类似传统绑定相同的成分和结构。色素HLP的一部分,就像一个不透明聚合物色素粒子,而是因为它所提供的独特形态HLP两倍的不透明PVC,传统在一个一半的贡献不透明聚合物提供。这允许HLP作为唯一的粘合剂在涂料,有效地引入大量的色素颗粒没有大量增加PVC配方。油漆的HLP的不透明度贡献允许使用大降低二氧化钛对于一个给定的隐藏,大量的原材料成本节约潜力。HLP制成的颜料的光泽潜力较低,低PVC涂料的光泽阻力是由HLP,这可能限制了当前代HLP平颜料使用。然而,平颜料用hlp提供与传统由绑定属性。本文提出了在水性研讨会由南密西西比大学聚合物和高性能材料和涂层技术的南方社会,2008年,新奥尔良,洛杉矶。188金宝搏bet官网
报告的评论