Acasă / Știri / Știri din industrie / Ce sunt aditivii de acoperire și cum îmbunătățesc performanța vopselei
Știri din industrie
Perspectiva industriei · Chimia acoperirii
Aditivii de acoperire explicați: Chimia funcțională din spatele acoperirilor de înaltă performanță
Fiecare acoperire de înaltă performanță se bazează pe un grup mic, dar puternic de substanțe, cunoscut sub numele de aditivi de acoperire . Aceste ingrediente funcționale rareori depășesc câteva puncte procentuale din greutatea totală a unei formule, dar determină dacă un strat finit rezistă la coroziune, își menține culoarea sub lumina soarelui, se răspândește uniform pe un substrat sau supraviețuiește ani de expunere în aer liber fără crăpare. Pentru producătorii care produc acoperiri la scară, înțelegerea modului în care acești aditivi se comportă în cadrul unui lot de producție este la fel de importantă ca și selectarea sistemului de rășină potrivit.
De ce contează aditivii de acoperire pe etajul de producție
Pe o linie de producție, rășina brută, pasta de pigment și solventul singure produc rareori o acoperire care îndeplinește specificațiile comerciale. Vâscozitatea variază în timpul depozitării, pigmenții se depun în tamburi, se formează spumă în timpul dispersării cu viteză mare, iar defecte ale peliculei apar în timpul încercărilor de aplicare. Pachetele de aditivi sunt concepute special pentru a corecta aceste probleme din faza de producție înainte ca un produs să ajungă vreodată la pistolul sau rola de pulverizare a clientului.
Un pachet de aditivi bine conceput este testat nu numai în pahare de laborator, ci și în condiții reale de amestecare, inclusiv dispersie cu forfecare ridicată, colorare, ambalare și depozitare extinsă la raft la temperaturi variabile. Aici experiența formulării separă o acoperire care funcționează constant lot după lot de una care eșuează în mod imprevizibil pe teren.
Patru sisteme de acoperire fabricate la scară
Acoperirile sunt în general produse în patru sisteme majore, fiecare necesitând o strategie distinctă de aditivi. Tabelul de mai jos prezintă modul în care aceste sisteme diferă în ceea ce privește comportamentul de întărire, profilul de mediu și producția tipică.
| Sistem de acoperire | Mecanism de întărire | Timp de vindecare tipic | Profil VOC | Nevoi primare de aditivi |
| Acoperire pe bază de solvenți | Evaporarea solventului | 30 de minute – 2 ore | Înalt | Agenți de nivelare, agenți de decantare |
| Acoperire pe bază de apă | Coalescența prin evaporare a apei | 1 – 4 ore | Scăzut | Agenți de îngroșare, antispumanți, agenți de coalescere |
| Acoperire cu pulbere | Fluxul de topire termică și reticulare | 10 – 20 minute (coacere) | Zero | Promotori de curgere, agenți de degazare |
| Acoperire cu întărire UV | Polimerizare fotoiniţiată | De la secunde la zeci de secunde | Foarte scăzut | Fotoinițiatoare, agenți de nivelare |
Producătorii care produc în mai multe sisteme mențin în mod obișnuit inventare separate de aditivi, deoarece un antispumant optimizat pentru o emulsie pe bază de apă se va comporta diferit într-o matrice alchidă pe bază de solvent sau într-o matrice de rășină pulbere.
Categoriile de aditivi de bază utilizate în formulele de producție
Dispersanții
Reduceți energia de suprafață a particulelor de pigment, astfel încât acestea să rămână separate, mai degrabă decât să se aglomereze la loc după măcinare. Dispersanții pe bază de policarboxilați și poliuretan sunt obișnuiți, în funcție de polaritatea pigmentului și compatibilitatea cu rășinile.
Modificatori de reologie
Controlați modul în care o acoperire se comportă în repaus față de forfecare. Agenții de îngroșare poliuretanici asociativi și agenții reologici organo-argile mențin pigmenții suspendați în cutie, permițând în același timp aplicarea lină.
Antispumante
Descompuneți bulele de aer generate în timpul amestecării și aplicării de mare viteză. Antispumante pe bază de silicon acționează rapid, dar pot provoca cratere de suprafață dacă sunt supradozate; Antispumante cu uleiuri minerale sunt mai blânde și mai compatibile într-o gamă mai largă de rășini.
Biocid și conservanți
Protejați formulele pe bază de apă de contaminarea bacteriană și fungică în timpul depozitării. Conservanții pe bază de izotiazolinonă sunt printre cei mai folosiți activi de conservare în conserve.
Stabilizatori UV
Încetiniți degradarea filmului cauzată de expunerea prelungită la lumina soarelui. Stabilizatorii de lumină cu amine împiedicate sunt adesea combinați cu absorbanți UV pentru a oferi protecție stratificată împotriva cretarii și pierderii luciului.
Agenți de nivelare
Reduceți tensiunea superficială, astfel încât filmul umed să se întindă uniform, eliminând urmele de pensulă și textura de coajă de portocală. Polisiloxanul și agenții de nivelare acrilici produc caracteristici de curgere diferite în funcție de substrat.
Agenți coalescenți
Permiteți particulelor de polimer din sistemele de latex pe bază de apă să se topească într-o peliculă continuă la temperaturi de aplicare mai scăzute, ceea ce este esențial pentru acoperirile aplicate în condiții de producție mai reci sau la locul de muncă.
Agenți de umectare
Îmbunătățiți umezirea substratului pe suprafețe dificile, cum ar fi oțelul galvanizat sau metalul uleios, reducând șansa de apariție a ochilor de pește și a aderenței slabe în timpul primei treceri a acoperirii.
Intervalele tipice de dozare a aditivilor în formulele de producție
| Tip de aditiv | Dozaj tipic | S-a adăugat etapa de formulă | Verificarea funcției comune |
| Dispersant | 0,3% – 1,5% | Etapa de măcinare a pigmentului | Finețea particulelor (gabaritul Hegman) |
| Îngroșător | 0,2% – 1,0% | Etapa de dezamăgire | Vâscozitate (Brookfield / ICI) |
| Antispumant | 0,05% – 0,5% | Etapa de măcinare și de lasare | Înălțimea spumei după testul de forfecare |
| Biocide | 0,1% – 0,3% | Etapa finală de amestecare | Test de provocare microbiană |
| Stabilizator UV | 0,5% – 2,0% | Etapa de premix al rășinii | Intemperii accelerate QUV |
| Agent de nivelare | 0,1% – 0,8% | Etapa finală de amestecare | Inspecția panoului de degajare |
Aceste intervale variază în funcție de chimia rășinii, nivelul țintă de luciu și metoda de aplicare, motiv pentru care testele de formulare pe mixere la scară de producție sunt esențiale înainte ca un lot să fie aprobat pentru ambalare.
În interiorul procesului de producție
Aprovizionarea cu materii prime
Rășinile, pigmenții și substanțele chimice aditive sunt obținute în funcție de foile de specificații fixe, cu loturile primite verificate pentru vâscozitate, pH și conținutul de solide înainte de a intra în producție.
Dispersie cu forfecare ridicată
Pastele de pigment sunt măcinate la viteză de forfecare și temperatură controlate pentru a atinge finețea particulelor țintă, evitând în același timp acumularea excesivă de căldură care poate degrada aditivii sensibili.
Dezamăgire și amestecare
Rășina rămasă, solventul sau apa și aditivii funcționali sunt introduși treptat sub amestecare cu forfecare scăzută pentru a proteja antispumanții și modificatorii reologici de a nu se pierde din eficacitate.
Testarea controlului calității
Fiecare lot este verificat în raport cu vâscozitatea, luciul, potrivirea culorilor, timpul de uscare și criteriile de aderență înainte de eliberare, cu mostre păstrate stocate pentru referințe viitoare.
Umplere și Ambalare
Loturile aprobate se deplasează către linii de umplere automate, unde precizia greutății de umplere și etanșarea containerelor sunt monitorizate pentru a preveni pătrunderea umezelii sau jupuirea prematură.
Trasabilitatea lotului
Fiecare container este codificat într-un anumit lot de producție, permițând trasabilitatea completă înapoi la loturile de materii prime în cazul unei anchete tehnice sau a unei investigații de performanță.
Suport de formulare pentru proiecte personalizate de acoperire
Dincolo de liniile standard de produse, echipele de formulare lucrează frecvent cu inginerii de proiect pentru a ajusta pachetele de aditivi pentru condiții specifice de aplicare - medii de coastă umede, echipamente industriale cu temperaturi ridicate sau substraturi care sunt greu de umezit, cum ar fi aluminiul anodizat sau materialele plastice reciclate. Acest proces implică, de obicei, mai multe runde de încercări în loturi mici înainte de scalarea la volumul total de producție, permițând reglarea fină a nivelului de luciu, a vitezei de uscare și a durității filmului în raport cu specificațiile țintă.
Fișele tehnice, fișele cu date de securitate și liniile directoare de aplicare sunt de obicei publicate alături de fiecare formulă finalizată, oferind aplicatorilor din aval îndrumări clare cu privire la grosimea filmului recomandat, intervalele de acoperire și cerințele de pregătire a suprafeței.
Industrii care se bazează pe formule avansate de acoperire
Constructii Arhitecturale
Acoperiri pentru pereți exteriori formulate pentru rezistența la intemperii, rezistența la alcali și păstrarea pe termen lung a culorii.
Componente auto
Sisteme cu întărire rapidă concepute pentru reținerea înaltă a luciului și rezistența la așchii de piatră pe piesele metalice și din plastic.
Structuri marine și offshore
Acoperiri anticorozive concepute pentru a rezista pulverizarii continue de sare și abraziunii mecanice.
Echipamente industriale
Acoperiri de protecție formulate pentru rezistență chimică și toleranță la căldură pe suprafețele mașinilor.
Lemn si Mobila
Finisaje clare și pigmentate care echilibrează flexibilitatea filmului cu rezistența la zgârieturi și pete.
Substraturi de ambalare
Acoperiri cu uscare rapidă, cu miros scăzut, potrivite pentru liniile de imprimare și ambalare de mare viteză.
Întrebări frecvente de formulare
Cum afectează aditivii de acoperire durata de valabilitate?
Modificatorii reologici și conservanții sunt cele două tipuri de aditivi cel mai direct legate de stabilitatea la raft. Selectarea corectă a agentului de îngroșare previne depunerea pigmentului în timpul depozitării, în timp ce dozarea biocidului previne alterarea microbiană în formulele pe bază de apă păstrate în condiții de depozit pentru perioade lungi de timp.
De ce două acoperiri cu aceeași rășină funcționează diferit?
Chimia rășinii stabilește proprietățile filmului de bază, dar selecția aditivilor determină cât de consistent sunt atinse aceste proprietăți în timpul aplicării. Două formule construite pe rășină identică pot prezenta rate diferite de curgere, luciu și defect, bazate exclusiv pe tipul de aditiv și dozaj.
Pachetele de aditivi pot fi ajustate pentru diferite climate?
Da. Nivelurile agentului coalescent, modificatorii vitezei de uscare și încărcarea stabilizatorului UV sunt de obicei ajustate în funcție de clima țintă, deoarece umiditatea și intensitatea luminii solare afectează direct formarea peliculei și durabilitatea pe termen lung.
Ce cauzează defecte legate de spumă în timpul producției?
Amestecarea cu forfecare ridicată, în special în sistemele pe bază de apă, introduce aer în formulă. Fără un antispumant dozat corespunzător, acesta a prins suprafețele de aer în timpul aplicării sub formă de găuri sau cratere în pelicula uscată.
Cum este testată compatibilitatea aditivilor înainte de producția în masă?
Testele cu loturi mici sunt efectuate mai întâi, cu panouri trase evaluate pentru luciu, nivelare și aderență. Numai după ce aceste încercări confirmă performanța stabilă, formula este scalată la volumul total de producție.
Asigurarea calității în spatele fiecărui lot
Performanța constantă a aditivilor depinde de depozitarea controlată a aditivilor chimici bruti, de măsurarea precisă în timpul producției și de procedurile de amestecare repetabile în schimburi. Laboratoarele care susțin producția întrețin în mod obișnuit echipamente pentru măsurarea viscozității, testarea luciului, intemperii accelerate și testarea aderenței încrucișate, permițând ca fiecare formulă să fie validată față de specificațiile sale originale înainte de expediere.
Această combinație de control precis al materiilor prime și testare sistematică este ceea ce permite unei formule de acoperire să ofere aceleași performanțe de film, indiferent dacă este aplicată pe un panou de testare mic sau pe o serie de producție completă.
