最近价格激增的二氧化钛和高价格预测到2015年(图1)引发了新一轮利益,构建和重新审视它的使用在一个广泛的配方以及增加其在当前的不透明polymer-containing配方使用。去年,揽胜pre-composite聚合物是一个新引进的技术减少二氧化钛增加湿和干燥的二氧化钛的光散射效率。在本文中,我们专注于过去一年所取得的进展与这个令人兴奋的新技术从最初于2011年初到2012年全面商业化。
TiO2拥挤以及散射效率的损失
在我们谈论pre-composite聚合物之前,让我们来讨论使用TiO的根本问题之一2在白色和彩色配方−拥挤。2拥挤时TiO的间距2减少,粒子光散射成为依赖TiO的浓度2。拥挤减少TiO的散射效率2构建,导致使用更多的昂贵的原材料。在实践中,这种效果远低于10 PVC TiO的开始2,导致效率低下TiO的使用2在大多数建筑涂料。到目前为止,几乎没有可以克服拥挤效应。使用足够TiO的低水平2在白色和彩色油漆不是一个选择。Small-particle-size填充剂和粘结剂可以减少但不能消除,拥挤。因此构建被迫使用TiO的更高层次2并承担相关的原材料成本。TiO的成本上升2在过去的18个月中,TiO的低效率使用2不再是涂料行业的可持续发展。188BET竞彩揽胜pre-composite聚合物提供了一种新的实用解决这个老问题提供一个更TiO的均匀分布2漆膜,导致散射效率提高。
揽胜是如何工作的
描述拥挤效应的一种方法是依赖于散射。3这一理论描述了有效散射直径,或TiO的散射区,2颗粒直径是大于实际。这些散射区域重叠TiO的浓度2增加,减少散射效率,导致拥挤的效果。揽胜聚合物强烈与TiO交互2表面形成pigment-polymer复合。这种复合TiO之间保持更大的分离2粒子,导致TiO的均匀分布2,进而减少散射的重叠区。因此导致更大的散射效率,如图2所示。
TiO影响因素2拥挤
让我们看起来更密切关注TiO2拥挤,会影响它的因素。作为传统TiO的用量2增加一个油漆配方,增量散射的数量减少,从而导致散射效率降低,冲蓝线如图3所示。TiO的浓度2增加,大大减少粒子之间的分离,如示意图所示图4 a和4 b。许多构建使用small-particle-size填充剂,以减少拥挤。事实上,small-particle-size延伸部分仍然TiO人群2但程度较轻比large-particle-size填充剂,示意图如图4 c和d。这对散射的影响如图5所示。水平参考线的散射控制配方TiO的190英镑2。
十一填充剂的不同组成和粒度15岁就被用来制定PVC,同时保持TiO2水平和体积固体。控制配方和一个extender配方表1中给出。很明显,最大的填充剂对散射最负面的影响。失去了多达20%的散射效率与12µm碳酸钙extender。更令人吃惊的是,即使是最小的亚微米填充剂不增加上述散射的控制公式,表明某种程度的拥挤。虽然small-particle-size延伸部分人群不到large-particle-size延伸部分,他们不TiO的空间2和他们不增加其散射效率。相比之下,ROPAQUE应该人群TiO最小2类似大小的扩展器,但我们观察的整体散射增加油漆。散射的增加是由于封装的空隙,作为光散射色素。散射和最小拥挤导致的共同使用这在涂料配方和原料,与今天的TiO上升2价格,这是在更大范围的配方生产新值在增加使用水平。
像填充剂,乳胶粒子绑定也。因此,他们可以人群TiO2并减少其散射效率,如图6所示。几个商业乳胶绑定被替换成一个extender-containing制定类似于表1所示;extender PVC被调整至6 PVC。与两个例外散射随粒径增大而减小。在苯丙乳液粘合剂的情况下,散射基于其粒径小于预期,因为苯丙胶乳的折射率大于其他乳胶的绑定。散射成正比的不同折射率的平方之间的色素和周围介质。所以提高乳胶折射率下降,相对于TiO的高折射率的差异2(~ 2.8)。TiO的独特的高折射率2是什么使它这么好的隐藏色素。第二个例外是揽胜pre-composite聚合物。它都比预期更高的散射粒子大小和折射率。散射的改善是由于更TiO的均匀分布2漆膜。对散射的影响在一个广泛的TiO2水平固体红线所示图3所示。
扫描电子显微图的描绘与常规乳胶绑定和揽胜图7 a和7 b所示。TiO的更均匀分布2在图7 b。显微图的另一个特点是TiO的亮度2粒子在图7中,这表明TiO2颗粒表面的电影,而在图7 b TiO2定义粒子少,表明他们满了聚合物,pre-composite pigment-polymer复合形成的聚合物。TiO的更均匀分布2粒子和事实他们是膜表面以下推断,更严格的电影结构是可能的。
散射和颜色/色的力量
当调整TiO减少2散射特性匹配的水平,重要的是要确保透明度是相同的。同样重要的是匹配色彩的力量属性。大多数新处方需要完成,同时保持相同的调色板原漆。与聚合物隐藏技术,如果新配方的散射漆匹配原来的油漆和没有颜色验收问题,颜色可以匹配。新处方的例子使用ROPAQUE和揽胜有色的2盎司COLORTREND 888行没有配方的调整,如图8所示。公式给出了表2和3。揽胜pre-composite聚合物新处方有∆E (CIELab颜色空间)小于1。∆E的所有ROPAQUE不透明聚合物比较是小于或等于2,大∆E主要来自发黄(+∆b)中使用的消光extender再形成。优秀的配色和色彩强度可能与聚合物隐藏技术,即使有重大TiO2减少。
完整的商业地位
当我们第一次推出了揽胜pre-composite聚合物技术平台在2011年初,我们在完成最后阶段的产品开发和生产扩大。商业生产开始于2011年的后半部分。我们现在有三个商业产品专为北美市场的需求(表4)。商业涂料包含揽胜在北美正在出售。在世界的其他地方,油漆用揽胜为他们的特定需求设计享受类似的商业上的成功。
制定协议
制定建筑房子油漆揽胜,我们已经开发出一种协议,它突出显示在表5。在高质量平配方在表6中,我们开始与现有常规控制油漆已经包含ROPAQUE。关注的主要成分为整体的PVC涂料,我们删除TiO的15%2,取而代之的是ROPAQUE保持PVC常数。你可以选择使用更经济的填充剂或ROPAQUE和填充剂保持PVC复合涂料,但我们发现使用当re-formulating ROPAQUE是最好的方法,特别是这两个隐藏技术工作相辅相成的。揽胜的加入,我们会建议添加pre-composite聚合物的水平≥1.4湿磅(46.5%固体)每磅TiO干燥2剩下完全饱和TiO的表面2和促进pigment-polymer复合的好稳定。
至于分散剂的水平,最好是保持水平不变基于矿物颜料和填充剂的总量在配方。至于合并的需求,同样重要的是要保持恒定的基于总聚合物固体配方促进良好的膜的形成。此外,大多数复合颜料需要更少的增稠剂的流体力学体积pigment-polymer复合涂料的特性黏度增加由于表面结合水。
取决于您使用什么测试来确定油漆透明度或色彩强度,TiO的进一步调整2可能需要水平。消光材料也可以添加或调整基于您188金宝搏bet官网的辛需求。至于其他性能特征,复合涂料是约等于或略优于传统漆磨料磨砂膏、去污和醇酸树脂附着力。
油漆制作过程
涂料生产与揽胜pre-composite技术是几乎相同的常规粉刷过程。油漆生产选择几件物品已经被确认为揽胜使用干燥和泥浆等级的钛二氧化碳。
我们曾与一个油漆制造商运行几个250加仑的油漆批量试验。商业数量的高质量的平面和半光泽的配方都用揽胜和universal-grade TiO干燥2下面列出的流程如图9所示。复合材料的形成——这就是揽胜的组合pre-composite聚合物和TiO2——油漆生产过程中是至关重要的。
在我们的油漆工厂试验,磨了分散在一个单独的坦克在正常情况下。所有液体轧机基础材料被添加第一个当混合在1188金宝搏bet官网000 rpm。干extender色素添加下,搅拌速度增加到1500 rpm。干TiO2添加,同时调节搅拌速度1500 - 2000 rpm和混合至少15分钟。在一个单独的容器或混合槽,我们收取的揽胜pre-composite聚合物,水和消泡剂在搅拌。磨被添加到混合槽和充分搅拌至少10分钟。这是在这个阶段即TiO2被添加到揽胜pre-composite聚合物的复合形成和混合10分钟时间确保复合反应完成。其余的失望材料被添加到批处理混合时1000 - 188金宝搏bet官网1500 rpm和调整与所需的水和增稠剂的高位低切粘度最终的油漆。
性能特性
虽然揽胜的关键优势是隐藏效率,可能有其他的性能优势,这种技术由于其改善色素分布。室内油漆家庭防沾污性和删除等属性的例子。在图10中,我们删除TiO 10%2在一个高质量的TiO半光泽的和15%2在一个高质量的平面调整与揽胜pre-composite聚合物。传统涂料的并排撤军和新配方复合版本相同的油漆。茶、咖啡和葡萄汁应用于干漆膜和被允许进入电影60分钟之前他们用自来水冲洗。测试面板然后洗200次的研磨性清洁剂使用加德纳擦洗机器。看到在这个例子中,复合涂料看起来清洁相比传统控制油漆。
其他值得注意的改进与揽胜在我们外耐久性测试,如单宁污点阻塞和锈斑阻力。中使用相同的高质量平油漆污点清除测试放在暴露在各种基质,研究了18个月后我们的测试栅栏位于春天的房子,爸爸。丹宁酸染色阻塞测试,我们应用测试的两层油漆直接在红杉面板。面板水平被试脸暴露架。如照片从图11所示,复合涂料,虽然略显黄色由于一些单宁流血,看起来比传统的控制。相同的两个颜料也画在冷轧钢材面板,干通宵,然后暴露北垂直的架子上。18个月后,复合涂料显示了一些轻微的锈点,但比传统更好的控制。这些性能增强观察揽胜可以归因于更好的形成严格的电影,因为TiO的分布2漆膜的粒子。至于其他外部属性,我们继续监视,但期望等于提高性能。
生命周期评估和环境的影响
我们进行一个比较生命周期评估(LCA)内部和外墙水性涂料的保护和装饰在欧洲涂料市场的背景下,为了更好地理解ROPAQUE的使用引发的环境影响和揽胜。LCA的目标是获得一个客观的评估环境绩效与我们生产的水性颜料不透明聚合物和pre-composite技术和许多已有的传统粘结剂技术和比较结果,帮助推进我们行业的理解情况。
LCA的符合国际标准的要求执行(ISO 14040和ISO 14044)。第三方评审和同行评审由LCA,业内专家提供独立的意见。几个水性涂料配方反映典型的LCA pvc进行了评估。
ROPAQUE和揽胜技术提供了一个更好Eco-Profile由于TiO的减少2水平制定油漆系统测试。一般来说,油漆基于ROPAQUE不透明聚合物和揽胜pre-composite聚合物产生最低的影响在类别学习生命周期阶段——生产、应用、维护和后的生活。
结论
ROPAQUE不透明聚合物和揽胜pre-composite聚合物提供了两种截然不同的和免费的方法以减少TiO的使用水平2在内部和外部配方,同时保持平等的隐藏。或者,他们也可以用来显著提高隐藏在TiO相等2的水平。其他福利,如降低配方成本,改善屏障膜性质,以及更好的内部和外部都Eco-Profile水性油漆,也是可能的。
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引用
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