При разработке формул покрытия баланс между тиксотропией и выравниванием напрямую определяет ощущение конструкции, способность противостоять провисанию, внешний вид покрытия и конечный эффект покрытия. Традиционные добавки, такие как коллоидный диоксид кремния, органические реологические агенты и бентонит, могут обеспечить тиксотропию, но часто приносят такие проблемы, как повышенная стоимость, ограниченная совместимость, недостаточная высокотемпературная стабильность и снижение блеска.
Тиксотропия и выравнивание — это пара ключевых противоречивых характеристик, определяющих конечное качество пленкообразования и конструкционные характеристики покрытий. Начиная с принципов коллоидной и межфазной химии, а также реологии, в этой статье систематически рассматриваются размер частиц, морфология, поверхностные свойства и объемная доля наполнителей как основного компонента покрытий, а также их механизмы регуляции, влияющие на поведение утончения при сдвиге, предел текучести, кинетику восстановления и окно выравнивания текучести покрытий. Путем деконструкции сети микровзаимодействия «добавки смолы-наполнителя» инженерам по покрытиям предоставляется набор прогнозируемых стратегий проектирования реологических характеристик, основанных на научном выборе и составлении рецептур наполнителей, с целью достижения оптимального управления динамическим процессом от хранения с высокой вязкостью до создания конструкции с низкой вязкостью, а затем к быстрому структурному восстановлению для предотвращения провисания.
Тиксотропия означает истончение покрытия при сдвиге, при котором оно становится тоньше под действием сдвига и быстро восстанавливает свою консистенцию после прекращения сдвига. От него зависит, устойчиво ли покрытие к провисанию, не оседает, легко наносится, не разбрызгивается.
Выравнивание означает способность покрытия преодолевать поверхностное натяжение и внутреннюю вязкость после нанесения покрытия и автоматически растягиваться до однородной и плоской поверхности пленки. Он определяет, нет ли на покрытии следов кисти, апельсиновой корки, дырочек и равномерного блеска.
В традиционных рецептурах тиксотропность и выравнивание часто противоречат друг другу: высокая вязкость приводит к плохому выравниванию; Выравнивание слишком хорошее, склонно к провисанию и оседанию.
Основная ценность филлеров – преодолеть это противоречие и достичь оптимальных результатов для обоих одновременно.
Наполнителине просто «наполнены», но образуют три ключевые структуры в покрытиях за счет формы частиц, распределения частиц по размерам, удельной площади поверхности, поверхностной активности, степени маслопоглощения и состояния дисперсии:
Частицы наполнителя с высоким соотношением сторон и высокой удельной поверхностью перекрываются и адсорбируют смолу в статическом состоянии, образуя физическую сетчатую структуру для поддержания определенной вязкости покрытия и предотвращения оседания пигмента и провисания покрытия.
Под воздействием сдвигающих сил при нанесении кистью, распылением и валиком структура сетки мгновенно распутывается, вязкость снижается, а конструкция становится гладкой;
После исчезновения внешней силы структура сетки быстро восстанавливается и сохраняет свою форму, что известно как тиксотропное восстановление.
Частицы наполнителя почти сферической формы, регулярного размера и гладкой поверхности играют в покрытиях роль, аналогичную «микрошарикоподшипникам», снижая трение внутри системы, улучшая пластичность течения, помогая покрытию быстро выравниваться, устраняя следы кисти и дефекты.
За счет смешивания наполнителей с широким гранулометрическим составом формируется плотная упаковка, снижающая содержание свободной смолы, стабилизирующая вязкость и не препятствующая растеканию, достигая динамического баланса между высокой тиксотропией и оптимальным выравниванием покрытия.
Проще говоря:
Построение сетки с наполнителями = контроль тиксотропии;
Смазочные частицы наполнителя = улучшают уровень текучести;
Научное составление наполнителей = достижение того и другого одновременно.
ДругойнаполнителиВ покрытиях наблюдается совершенно разный реологический вклад, и компании могут точно выбирать в зависимости от типа покрытия:
Представитель: тальк, слюдяная пудра.
Особенности: Формирует многослойную перекрывающуюся структуру, сильную тиксотропию, подходит для строительных покрытий на вертикальных поверхностях, таких как краска для стен, антикоррозийная краска и корабельная краска.
Преимущества: Отличный эффект против провисания, одновременно улучшая герметичность и твердость покрытия.
Представитель: волластонит, волокнистый карбонат кальция.
Особенности: Высокое соотношение сторон, прочная сетчатая структура, подходит для покрытий, требующих высокой защиты от осаждения и покрытия большой толщины.
Применимо: сверхпрочная антикоррозийная защита, напольное покрытие, промышленная грунтовка.
Представитель: гидроксид алюминия, кварцевый порошок, сферический микропорошок кремния, осажденный сульфат бария.
Особенности: Гладкие частицы, сильный эффект скатывания, значительно улучшают выравнивание, блеск, полноту и снижают вязкость системы.
Применимо: верхнее покрытие, глянцевая краска, мебельная краска, промышленные покрытия, электронные покрытия.
Представитель: Кизельгур, газофазный кремнезем, микропористый бентонит.
Характеристика: Сильный тиксотропный эффект, но количество добавляемого материала необходимо контролировать, чтобы не повлиять на выравнивание.
Применимо: Шпаклевка, грунтовка, толстопленочное покрытие.
Соединение с тальком, тяжелым кальцием и порошком слюды для обеспечения тиксотропии и предотвращения провисания, а также хорошего выравнивания.
В основном состоит из волластонита, порошка слюды и сульфата бария, с сильной тиксотропией, покрытием большой толщины и без оседания.
В основном состоит из сферического гидроксида алюминия, осажденного сульфата бария и микропорошка кремния, обладает превосходным выравниванием, высоким блеском и высокой полнотой.
Смешайте наполнители с крупными и мелкими фракциями, чтобы обеспечить выравнивание, устойчивость к сжатию и удобоукладываемость.
В основном с использованием листового типанаполнители, с сильной тиксотропией, защитой от провисания и улучшенными антикоррозионными характеристиками.
В соответствии с тенденцией развития мировой индустрии покрытий в сторону высоких характеристик, низкой стоимости, стабильности и защиты окружающей среды, точный контроль тиксотропии и выравнивание с помощью наполнителей стали основной технологией разработки современных формул покрытий.
Наполнители — это не только наполнители, но и реологические модификаторы, усилители характеристик покрытия и средства оптимизации затрат. Разумный выбор морфологии частиц, размера частиц, удельной площади поверхности, модификации поверхности и схем рецептуры может позволить покрытиям одновременно обладать:
-Отличная тиксотропность: не оседает, не провисает, легко изготавливается.
-Отличное выравнивание: отсутствие следов кисти, высокий глянец, идеальная поверхность пленки.
-Высокая стабильность: адаптируется к различным климатическим условиям и методам строительства по всему миру.
