Title of the presentation optional second line · Происхождение природных...

Вильгельм Вессельс , руководитель направления «Архитектурные краски»

Октябрь 2013

Восковые добавки

Области применения восковых добавок

Воски . Основные технологические понятия

Температура плавления не менее 40°C

в отличие от жиров и масел

Относительно низкая вязкость расплава (каплепадения)

в отличие от большинства смол и полимеров

Нет химического разложения при высоких температурах

в отличие от природных смол

Классификация: природные, полусинтетические, синтетические

Происхождение природных восков

Природные

организмы ископаемые

животные

Пчелиный

воск

растительные

Карнаубский

воск

нефтяные

Парафиновый

воск

Получение синтетических восков

Полусинтетические

Амидный воск

Этилен-бис-

стерамидный

(EBS)

Синтетические

Гомополимеры Сополимеры

Полиэтиленовый воск

(LDPE, HDPE,

оксидированный HDPE)

Фишер-Тропш воск

Полипропиленовый воск

Этилена и винилацетата

(EVA)

Этилена и акриловой к-ты

(EAA)

Почему необходима подготовка восков ?

Хлопья

Гранулы

Кусочки

Порошок ...

= не пригодны

к использованию

в ЛКМ,

слишком крупные

Группы продуктов

Воск

Вода Растворитель

Эмульгирование диспергирование осаждение

диспергирование

Микронизация

AQUACER AQUAMAT

CERAFAK

CERATIX

CERACOL

CERAMAT

AQUAFLOUR

CERAFLOUR

Механизм действия восковых добавок

восковая частица

свойства поверхности зависят от :

• природы воска

• размера частиц

воск

подложка

пленка ЛКМ

0,05 0,1 0,3 1 5 10 25

Размер частиц (µm)

CERAFLOUR

AQUACER AQUAMAT

CERACOL / CERAMAT

CERAFAK / CERATIX

100

воднодисперсионные

органодисперсионные

микронизированные

Текстура Высокий блеск Матирование

Восковые добавки – размер частиц

AQUACER 513 Распределение частиц по размеру

Размер (нм)

по о

бъ

ем

у (

%)

D(10) 26 нм

D(50) 38 нм

D(90) 61 нм Распределение частиц по размерам (объемн.)

по Malvern Zetasizer Nano ZS

* не является спецификацией , представлены типичные данные

эффект приятного

прикосновения

(soft-feel)

уменьшение блеска

матирование

структура

Эффекты поверхности в зависимости от размеров частиц восковых добавок

Свойства восков

Противодействие

слипанию

Гидрофобность

Противодействие скольжению

Механическая стойкость

Поверхностное скольжение

ниже Полярность выше

130

110

90

70

150

170

50

Температура плавления °C

Свойства восков

ниже Полярность выше

130

110

90

70

150

Противодействие слипанию

Гидрофобизация

Противодействие скольжению

Механическая стойкость

Скольжение поверхности

170

50

Температура плавления °C

Полипропиленовый воск

EBS Амидный воск

HDPE воск

LDPE воск

Карнаубский воск Парафиновый

воск

Фишер-Тропш воск

Восковые добавки для водных систем

ниже полярность выше

130

110

90

70

150

противодействие слипанию

гидрофобизация

противодействие скольжению

механическая стойкость

скольжение поверхности

170

50

температура плавления °C

AQUACER 498

AQUACER 539

AQUACER 537

AQUACER 513

CERAFLOUR 929 AQUAMAT 272

AQUACER 531

CERAFLOUR 913 / 914 / 915

CERAFLOUR 916 Структура

AQUACER 593

CERAFLOUR 920

AQUACER 2650

CERAFLOUR 1000

Гидрофобизация 100% акрилового наружного покрытия

контактный угол

капли воды

дозировка

AQUACER 539

0.5%

1%

(% твердого воска в общей рецептуре )

86°

103°

0% 76°

0° < 90° 90° > 90° 180°

Измерение контактного угла

Противодействие слипанию в дисперсионной системе

проба сравнения 1,5% AQUACER 501 1,5% AQUACER 539

неполярный воск

противодейс-

твует слипанию

полярный воск

не противодейс-

твует слипанию

дозировка: сухого воска

Скольжение поверхности в водном акриловом паркетном лаке

-10

0

10

20

30

40

AQUACER 593 температура плавления

воска: 160°C

AQUACER 539 температура плавления

воска: 90°C

увеличение скольжения

поверхности [%]

Дозировка:

1% твердого воск

скольжение

противодействие

скольжению

Измерение стойкости к истиранию на приборе Табера (Taber Abraser)

Taber стойкость к истиранию : 1K паркетный лак (ароматический уретан/акрилатный сополимер)

потеря массы

после 1000 оборотов

без восковой добавки 30,5 мг

2% AQUACER 513 18,0 мг

2% AQUAMAT 272 13,0 мг

2% CERAFLOUR 929 12,0 мг

средн.значение 3-х измерений

Дозировка: твердого воска

Снижение блеска с восковыми добавками в воднодисперсионном паркетном лаке

% сухого воска

блеск 60°

100

80

60

40

20

0

0 1 2 4

AQUACER 513

3

AQUAMAT 272

CERAFLOUR 929

CERAFLOUR 1000

CERAFLOUR 920

,

снижение блеска при высокой

прозрачности

тактильные ощущения,тонкий,

воскоподобный soft touch

улучшение свойств покрытия

УФ-отверждение водные безраство

рительные

органораство

римые

CERAFLOUR 1000

Новая добавка на основе биополимера

легкость введения

нет влияния на вязкость

не стабилизирует пену

стандартная

матирующая добавка

CERAFLOUR 1000

CERAFLOUR 1000 замечательная прозрачность

мод.

HDPE

воск

SiO2 CERAFLOUR

1000

100% УФ система после 4 недель хранения

дозировка : 5 % добавки

CERAFLOUR 1000 : однородное распределение

и замечательная стабильность при хранении

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

no additive silica synth.

polymer

HDPE w ax CERAFLOUR

1000

silica synth.

Polymer

HDPE w ax CERAFLOUR

1000

УФ-система, дисперсия уретан-акрилата

30 µm толщина сухой пленки

дозировка : 1 % дозировка : 2 %

блеск, 60°

CERAFLOUR 1000 : эффективность матирования в водной УФ-системе

0

10

20

30

40

50

silica organic treated silica CERAFLOUR 1000

Polyesterакрилат Epoxyакрилат Urethanакрилат

*значительное увеличение вязкости с SiO2

CERAFLOUR 1000 - замечательное снижение блеска в различных 100 % УФ-системах

дозировка: 5%

20 µm толщина сухой пленки

блеск, 60°

*

*

*

organisch nach-

behandeltes SiO2

ниже полярность выше

130

110

90

70

150

противодействие

слипанию

гидрофобизация

противодействие

скольжению

механическая стойкость

скольжение поверхности

170

50

температура плавления °C

*содержит

PTFE

CERAFLOUR 970

CERAFLOUR 994

CERAFLOUR 950 CERAMAT 258

CERAFLOUR 929

CERAFLOUR 991 / 996* / 998*

CERACOL 604 CERACOL 609 N

Восковые добавки для органорастворимых систем

CERAFLOUR 913 / 914 / 915

CERAFLOUR 916 структура

CERAFLOUR 981*

CERAFLOUR 1000

Технология легирования (прививки) восковых добавок CERAFLOUR

смесь восков

CERAFLOUR 929 привитой воск

RCA прибор для определения стойкости к истиранию

прижимной валик мотор

абразивная бумага моток бумаги

CERAFLOUR 929 Органорастворимая 2K ПУ система

RCA стойкость к истиранию: давление 3,5 N; 300 см бумага

2% SiO2 1% SiO2 + 1% CERAFLOUR 929

Снижение блеска с помощью восковых добавок в органорастворимом 2K ПУ ЛКМ

блеск 60°

0

20

40

60

80

100

0% 2% 4% 6%

CERAMAT 258

CERAFLOUR 929

CERAFLOUR 996

CERAFLOUR 913

дозировка (сухой воск)

Ориентация эффектных пигментов в водных системах Поведение после нанесения .

Мокрая пленка: высокое поверхностное натяжение

Медленное высыхание при испарения воды :

высокая подвижность пигментных частиц

Различные характеристики течения

вязкая

жидкость

вязкоэластичная

жидкость

G” > G’

G’ = коэффициент

сохранения

G” = коэффициент

потерь

G’ > G”

Осцилляционные измерения

проба сравнения

акрилатный загуститель

AQUATIX 8421

0.2

0.0

0.4

0.8

0.6

1.2

1.0

1.4

G‘

G‘‘

Влияние характеристик течения на ориентацию

EVA-восковые

частицы алюминиевый

пигмент

подложка

Фиксация эффектных пигментов цепочкообразным

рапределением воска EVA

AQUATIX 8421: Ориентация эффектных пигментов

проба

сравнения

AQUATIX 8421

вид сверху

поперечный

срез

,

проба сравнения

цепочкообразные восковые структуры EVA

с AQUATIX 8421

AQUATIX 8421: Ориентация эффектных пигментов

Свойства восковых добавок

Защита поверхности

в зависимости от точки плавления

Гидрофобизация/Противодействие слипанию

в зависимости от полярности

Матирование/Текстура

в зависимости от размера частиц

Реология

зависит от типа воска

Октябрь 2013

Поверхностные добавки силиконы - силиконовые ПАВ - акрилаты

Различия: органорастворимые – водные системы

• плохое смачивание подложки

• кратеры

• метки кипения

• стабилизация пены

• неровная поверхность

• кратеры

• недостаточный розлив при малой толщине слоя

органорастворимые системы:

низкое поверхностное

натяжение

добавки для

тонкой настройки

добавки , без которых

не обойтись

водные системы:

высокое поверхностное

натяжение

Что влияет на розлив ?

Реология

дефлоккулирующие смачивающие и

диспергирующие добавки

Время

растворитель (высококипящий)

Поверхностное натяжение

поверхностные добавки для устранения локальных

различий поверхностного натяжения

Дефекты поверхности

Обусловлены локальными различиями поверхностного натяжения

• между подложкой / ЛКМ

смачивание подложки

• в слое ЛКМ

загрязнения , испарение растворителя , красочный туман ...

небольшие различия акрилаты

большие различия силиконы

Решение:

Page 42

Forename Surname

Company or Department

Title of the Presentation

Полидиметилсилоксаны

(CH3)3 Si O Si O Si (CH3)3

CH3

CH3

x

молотковый

эффект

розлив скольжение

поверхности

пеногашение

x 2 - 27 45 - 230 380 - 1500 1800 - 2900

соместимые несовместимые

Page 43

Forename Surname

Company or Department

Title of the Presentation

(CH3)3 Si O Si O Si O Si (CH3)3

CH3 CH3

y x

алкил мН/м

CH3

CH2CH3

(CH2)9CH3

21

26

32

Органомодифицированные полисилоксаны

Ор

гани

че

ски

й

мод

иф

ика

тор

ал

кил

• полиэфир (EO / PO)

• аралкил

• полиэфир

• реактивн.

- акрилат

- COOH

- OH

Снижение поверхностного натяжения при помощи силиконов

дозировка

мН/м

BYK-300

BYK-320

BYK-331

30

29

28

27

26

25

BYK-310

BYK-333

Силиконовые добавки

низкое полярность высокое

ни

зкое

в

ысоко

е

сн

иж

ен

ие п

ов

ер

хн

остн

ого

натя

жен

ия

BYK-306

BYK-333

BYK-331

BYK-320

BYK-315 BYK-322

BYK-300

BYK-310

Силиконовые добавки

эти добавки ...

• органически модифицированные полисилоксаны

• выходят на границу раздела поверхностей

• снижают поверхностное натяжение

• увеличивают скольжение поверхности

Уменьшение поверхностного натяжения в воде

40

35

30

25

20

15

силиконовый полимер

силиконовый ПАВ

фторированный ПАВ

дозировка

мН/м

Page 48

Forename Surname

Company or Department

Title of the Presentation

полярный неполярный

простой п/эфир (CH2)m Si CH3

CH3

Si(CH3)3 CH3 O

O

Si

O CH3

CH3

Si Si(CH3)3

O

Силиконовые ПАВ для водных систем

Смачивание низкоэнергетических подложек водными ЛКМ

без добавки с силиконовым ПАВ

Стабилизация пены

дозировка (%) система : ПУ лак

0 0,1 0,2 0,3 0,4

фториро-

ванное ПАВ

BYK-348

BYK-346

объем пены (%)

50

25

0

Силиконовые ПАВ – Области применения

0% 5% 15%

BYK-347

содержание органического сорастворителя в смеси растворителей

BYK-333

BYK-307

BYK-341

BYK-348

BYK-345

BYK-346

BYK-3455 Силиконовая добавка для улучшения смачивания подложки и выравнивания в воднодисперсионных и безрастворительных УФ-отверждаемых ЛКМ . Не содержит фтора Wilhelm Wessels, Enduse-Manger строительные Paints

стандартный

фторированный ПАВ

стандартный силиконовый

ПАВ

стандартный силиконовый

полимер

стандартный алкоксилат

BYK-3455

снижение статического поверхностного натяжение

сильное

сильное

низкое-среднее

низкое-среднее

сильное

снижение динамического поверхностного натяжения

низкое-среднее

низкое-среднее

низкое

сильное

среднее-сильное

смачивание

подложки

хорошее хорошее слабое среднее хорошее

стабилизация пены

сильное низкое-среднее

среднее-сильное

нулевое-низкое нулевое-низкое

выравнивание слабое слабое хорошее хорошее хорошее

увеличение скольжения

нет нет среднее-сильное

нет нет

междуслойная адгезия / перекрываемость

не влияет

не влияет

среднее-сильное влияние

не влияет

не влияет

Только BYK-3455 сочетает улучшение смачивания подложки и выравнивания

без стабилизации пены и без влияния на скольжение

Свойства поверхностных добавок различной химии

в воднодисперсионных системах

BYK-3455: профиль продукта

полидиметилсилоксан , модифицированный простым полиэфиром

плотность при 20°C [г/см3]: 1,02

активное в-во [%]: > 94

температура вспышки [°C]: > 100

не содержит фтора

высокая гидрофобность по сравнению с стандартным

силиконовым ПАВ

лучшая гидролитическая стабильность ,

меньшее пенообразование, лучшая ориентация к поверхности

поверхностное натяжение [мН/м] (метод отрыва кольца)

0,2% добавки

в воде

Статическое поверхностное натяжение в воде BYK-3455 в сравнении с обычно используемыми добавками

BYK-3455 Область применения

рекомендуется

промышлен ные

ЛКМ

строительные

ЛКМ

печатные

краски

ЛКМ для дерева и мебели

кожевен ные ЛКМ

BYK-3455

пригоден

Преимущества в водно-дисперсионных ЛКМ

• улучшение смачивания подложки, розлива и выравнивания • минимальное пенообразование • высокая гидролитическая стабильность

• не содержит фтора

• сильное снижение статического и динамического поверхностного

натяжения • улучшенное смачивание пор дерева • не влияет на междуслойную адгезию • уменьшает эффект рамки / рыбих глаз • нет увеличения скольжения • высокая совместимость с широким кругом пленкообразующих • замечательно подходит для современных ЛКМ без сорастворителей

Преимущества в безрастворительных УФ-ЛКМ • улучшение смачивания подложки, розлива и выравнивания • не стабилизирует пену

BYK-3455 Преимущества

BYK-3455 меньше пены и хорошее выравнивание в 1K воднодисперсионном лаке

нанесение валиком Moltopren

фторированный стандартный силиконовый ПАВ BYK-3455

ПАВ без выравнивающей добавки

Стратегии улучшения поверхности

Как улучшить поверхность с помощью добавок ?

Розлив

смачивание

подложки

защита поверхности

от механических

воздействий

минимизация

различий поверх-

ностного натяжения

полиакрилаты

снижение

поверхностного

натяжения

полисилоксаны

правильная реология смачивающие и диспер-

гирующие добавки

наноразмерные Al2O3 , SiO2 повышение твердости

постоянный

защитный слой восковые добавки

ANTI-TERRA®, ATEPAS®, BYK®, BYK®-DYNWET®, BYK®-SILCLEAN®,

BYKANOL®, BYKETOL®, BYKJET®, BYKOPLAST®, BYKUMEN®, DISPERBYK®,

DISPERPLAST®, ISAROL®, LACTIMON®, NANOBYK®, SCONA®, SILBYK® и

VISCOBYK® - зарегистрированные товарные знаки компании BYK-Chemie.

AQUACER®, AQUAMAT®, AQUATIX®, CERACOL®, CERAFAK®, CERAFLOUR®,

CERAMAT®, CERATIX®, HORDAMER® и MINERPOL® -зарегистрированные

товарные знаки компании BYK-Cera.

Данная информация соответствует самому современному уровню наших знаний.

В связи с разнообразием рецептур, условий производства и переработки все

вышеупомянутые рекомендации должны быть скорректированны с учетом

специфических особенностей каждого производства. Данная информация не

гарантирует свойств продукта в каждом отдельном случае. Мы не несем

ответственности в случаях использования продукта за пределами

рекомендуемых областей применения, включая случаи нарушения патентных

прав.