介绍
随着不断增加的环保法规,使用涂料的挥发性有机化合物的仪器系统是在恒压。涂料行业目前采用新技术,调整其产品满足预定的最后期限VOC立法。VOC规定50 g / L在加利福尼亚的南海岸空气质量管理地区(SCAQMD)正在推动的再形成油基混凝土涂料水性涂料。构建是一个挑战和树脂生产商带来用户友好的产品,满足市场需求的性能水平。
有各种技术用于提供混凝土涂料,包括丙烯酸(solventborne和水性)、环氧、聚氨酯、聚脲和混合动力车。近年来,混凝土获得了声望和装饰涂料主要是基于丙烯酸乳液。然而,许多市场上水性混凝土涂料挥发量> 100 g / L,这不能满足西海岸50 g / L VOC的要求。弹性acrylic-type绑定可以很容易地满足VOC需求,但倾向于高水平的污垢拾音器。
在技术报告中对混凝土外墙涂料,美国陆军工兵部队已经鉴定了五个特点,涂层应具备抵御户外元素:紫外线(UV)稳定性;透气性;抵抗风力雨水;灵活性;和抗碱和真菌。(1)本文将专注于一种新型含氟聚合物的性能属性(氟碳)水性混合材料基于聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂,(2)提供一个量子改善性能在所有这些领域,在配方严格的西海岸50 g / L VOC要求。188金宝搏bet官网
新的混凝土涂料PVDF-Based混合胶乳技术
PVDF是半晶状的含氟聚合物的独特之处在于其能力加上一定的丙烯酸树脂,如聚(甲基丙烯酸甲酯)。(3)这个属性几十年来一直利用金属涂料行业;事实上,最初的PVDF年级涂料、聚偏氟乙烯500®PVDF,一直在持续的商业生产自1965年引入Pennwalt公司。(4)PVDF-based可用氟聚合物涂料历来几乎只作为溶剂型,factory-applied金属基板上完成。商业涂料基于70 - 80 wt % PVDF / 20 - 30%丙烯酸是出了名的优秀的室外耐候性兼容,这在很大程度上是基于优秀的PVDF树脂水阻力,紫外线辐射,其他形式的光化学和环境的攻击。当制定高度color-stable无机颜料,这些PVDF-based绑定通常满足10年南佛罗里达“优越”风化最耐用的要求烤建筑金属装饰。(5)基于这种技术的测试面板早期,现在已经在连续暴露在南佛罗里达州长达40年,继续显示最少的颜色褪色和出色的保持干净,属性。现在这种性能同样证实了世界各地的成千上万的建筑物。
近年来,PVDF混合乳液技术的新发展已经使人们有可能延长烤solventborne PVDF的耐候性性能完成低voc,水性涂料。新技术许可使用PVDF-based涂料领域的应用,在热敏性基质,不能烤——所有不使用大量溶剂。(6)达到风化性能与溶剂PVDF-acrylic系统、水基系统使用专有技术来创建一个亲密融合了PVDF和丙烯酸树脂在每个乳胶粒子,这一过程称为杂交。这些anionically了乳胶聚合物乳液稳定,可以结合水性颜料分散体和制定常见涂料添加剂用于水性涂料,类似于丙烯酸酯乳液的配方。
力学性能和最低成膜温度(MFFT)这些分散体可以根据特定的应用程序的需要调整。为混凝土涂料,可获得极好的平衡的属性在整洁的乳胶MFFT 5 - 10°c的范围(7)根据这些材料配方,VOC含量低于50 g / L,具有良好的断裂伸长率(> 200%)和良好的低温成膜到40°F,(8),同时保持很好的保持干净,属性,以及杰出的保色性属性。188金宝搏bet官网
优秀的耐风化
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混凝土涂料耐粉化是一个重要的要求。混凝土表面往往是高度碱性新鲜时,或者当潮湿或湿水的入侵,他们容易粉化。抗风化的油漆的抑制能力迁移从一个碱性水溶性盐基质通过涂料最终沉积在油漆表面。干的时候,盐是观察白变色的漆膜。
提供的优越的耐碱性水性PVDF涂料大大明显代表比较研究中比较低voc涂料配方应用于Blockaid™胶结电池板。(9)Blockaid胶结干粉块填料用于创建模拟新鲜砌体表面的接触板,具有高pH值(~ 12)。这个表面是理想的测试涂层的能力停止开花,表面活性剂浸出和其他失败带来的涂层和碱度的水解底物(即。,颜色褪色,引起水泡)。图1显示了一个加速Blockaid板上测试比较,比较两个商用优质丙烯酸乳胶涂料水性PVDF-based跟油漆。
不同配方的外套的应用于部分高度碱性测试板和允许干7天,之后他们放置在一个潮湿箱48 h。水性PVDF-based完成已经容忍高度碱性表面比所有的acrylic-based油漆。没有明显的水溶性盐是观察到的水性PVDF-based涂料即使在湿度室暴露扩展到三个星期。凝思结合循环冻融试验也跑,面板运行5周期条件下的冻结(16 h在0°F),融化在75°F (16 h)和16 h在湿度室104°F。在这种更积极测试,观察到相同的结果——PVDF橡胶涂层显示比优质丙烯酸乳胶涂料更好的耐风化可比VOC的< 50 g / L。
优秀的颜色褪色和粉笔在纤维水泥电阻
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另一个关键性能要求外部混凝土涂料耐久性—也就是说,曝光后保留的属性。装饰耐久性是指油漆保留其审美的能力出现在暴露在自然环境。户外曝晒会分解几乎所有涂料,从而导致他们粉笔,褪色和变色。传统油漆,颜色褪色由于聚合物的漆粉化发生在一起——也称为粘合剂退化到紫外线的作用,水,氧气,等油漆,像其他类型的涂料(如聚酯、聚氨酯),可以显示出颜色褪色的高度和粉化后5 - 7年的佛罗里达曝光。的优越的耐候性涂料用高水平的PVDF树脂是基于氟碳树脂的能力抵抗紫外线,水、极端温度、氧和大气污染物。结果,类似风化性能是对传统的烤溶剂PVDF涂料、新型水性乳胶材料,使用类似的PVDF树脂级别时。188金宝搏bet官网
图2显示的颜色褪色比较优质丙烯酸乳胶涂料和跟PVDF水性涂料在影射纤维水泥面板,后2500 h与咄咄逼人uvb照射- 313灯泡辐射。图3显示了颜色变化数据作为内阁曝光时间的函数。在600 h,丙烯酸控制显著改变了颜色。跟人家说的水性PVDF混合涂料,颜色仍然几乎不变,即使2500 h。深色油漆的颜色褪色,通常与粉化。在uvb - 313年内阁,丙烯酸颜料被发现显著粉笔,而PVDF混合漆不粉化。
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图4和图5显示另一个加速测试比较纤维水泥董事会,比较一个半透明的丙烯酸污点跟水性PVDF-based污渍。
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左边是一个商业优质腈纶染色,右边是一个PVDF混合型污点。6000 h后QUV-B(313海里),丙烯酸样本的总颜色变化(左)被测量大约四倍的PVDF混合型油漆(右)。
水上升阻力和PVDF混合型涂料的透气性
对于许多应用程序在透气基质像混凝土一样,重要的是涂层抵制或排斥液态水然而是水蒸气的渗透。外部混凝土涂料应该能够承受风力雨水渗透,防止水进入混凝土和防止污染物如空气中的微粒和酸进行底物与水。同时,水应该能够离开衬底,因为裹入水分会导致从循环冻融损伤,并能导致涂层失效。
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像PVDF氟聚合物树脂混合产品固有的疏水性,与丙烯酸树脂相比显示水接低很多。轻便外套不吸收水分的能力会提高的机会保持基质干。图6显示了PVDF水吸收行为混合分散乳胶涂料配方相比,一些商业贸易销售乳胶涂料。PVDF的稳态吸水级别混合分散乳胶涂料在1 - 3 wt %范围,非常低的all-acrylic乳胶涂料相比,具有长期水搭讪8-20 wt %的范围内。
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混凝土涂料的透气性(水蒸气渗透率)可以相差很大取决于特定的成分和材料涂层产品的比例。涂层pigment-to-binder比例较低(通常是一个光滑的涂层)蒸汽渗透往往低于涂层具有更高pigment-to-binder比率(通常是哑光或平面涂层),和一个solventborne渗透涂层会低于相同的水性涂料pigment-to-binder比和光泽的水平。此外,不同的聚合物或树脂作为粘结剂在涂料有不同的固有的渗透率值,从而影响透气性的涂料产品中使用它们。
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我们发现PVDF-acrylic分散乳胶涂料,可以调整水蒸气渗透速率在一个大范围,只需调整颜料体积浓度(PVC)的涂层。图7显示了一个例子。PVDF的水性涂料,提高PVC的水平从12%提高到30%,渗透率变化从10到80烫发而本系列的平衡水皮卡几乎不变的PVC值测试,1.3 - -2.5 wt %的范围内(没有显示)。因此,根据应用程序的需求,油漆的透湿性属性可以独立调整大范围,通过改变色素水平,同时仍然保持很低的水上升。
泥土拾音器和PVDF混合型防霉涂料
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基于PVDF涂料树脂显示很好的抵抗污垢拾音器,霉菌的增长和其他生物有机体,在加速实验室测试和演示也在现实生活领域的性能。图8显示了PVDF混合型的并排比较白色涂层和传统的白色丙烯酸涂料后8个月在佛罗里达南部面临5°角接触。这些特殊的配方是没有防霉剂,以免掩盖树脂粘结剂的影响在这些重要的属性。左边的面板,用PVDF混合胶乳分散配方,一直保持非常干净,但右边的面板,这是一个传统的丙烯酸屋顶涂料配方(但没有添加杀虫剂),展示了大量灰尘传感器和生物生长。
实验室测试的泥土上升阻力也跑了。在该测试中,油漆干了一个星期,然后一个氧化铁颜料浆应用3 h。干燥成膜干燥氧化铁然后用水冲洗掉漆和轻擦用一块湿粗棉布。面板清洗,直到没有更多的氧化铁在粗棉布,然后色差(δE)读之间的区域涂上氧化铁泥浆和一个控制区域没有氧化铁悬浮液。在该测试中,大δE数字表明,更多的氧化铁颜料表面的油漆。在这个实验室灰尘传感器电阻测试如图9所示,PVDF混合型油漆δE数字显示显著低于acrylic-based白色油漆,再次强调“保持干净”属性的氟碳涂料。
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“保持干净”属性是特别重要的混凝土屋顶涂料。的抗灰尘拾音器PVDF混合乳胶涂料有助于保持最高水平的太阳能屋顶涂料反射率。表面显著降低屋面温度,建筑空调成本降低。(10)丙烯酸乳胶涂料的可怜的积尘随着时间的推移会导致总太阳能反射率明显下降。对于一些白色acrylic-based涂料领域,一个初始TSR的超过70%,下降了TSR(总太阳能反射)2 - 3年至20 - 30%的报告。(11)新PVDF混合水性技术可以提供很高的TSR保留。测试板有一个非常高的初始TSR 0.80左右的,更重要的是保持超过95%的南佛罗里达这个值经过六年风险。(6)
结论
PVDF混合乳液技术的发展现在允许涂料行业利用PVDF氟聚合物的属性字段和factory-applied涂料对混凝土和其他胶结188BET竞彩基质。一年级MFFT价值5 - 10°C范围可以制定为高性能、低VOC涂料会议南加州VOC严苛的监管规定。因为这些涂料低VOC首先,非常持久,不需要重新绘制那样频繁。有更长的使用寿命,减少VOC的累积量代更多,从而提供一个非常“绿色”涂料解决方案。PVDF-based涂料抵抗紫外线的能力退化,水和化学侵蚀,使这些涂料更容易抵抗污垢,染色和霉菌/藻类的生长。高性能、低voc水性涂料基于PVDF胶乳分散体打开新的机会进一步延长寿命,和性能,混凝土建筑和结构。
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