У розробці формул покриття баланс між тиксотропністю та вирівнюванням безпосередньо визначає відчуття конструкції, здатність проти провисання, зовнішній вигляд покриття та остаточний ефект покриття. Традиційні добавки, такі як діоксид кремнію, органічні реологічні агенти та бентоніт, можуть забезпечити тиксотропію, але часто спричиняють такі проблеми, як підвищення вартості, обмежена сумісність, недостатня стабільність при високій температурі та зниження блиску.
Тиксотропність і вирівнювання — це пара ключових суперечливих характеристик, які визначають кінцеву якість плівкоутворення та конструктивні характеристики покриттів. Починаючи з принципів колоїдної хімії та хімії розділу, а також реології, у цій статті систематично розглядаються розмір частинок, морфологія, властивості поверхні та об’ємна частка наповнювачів як основного компонента покриттів, а також їхні механізми регулювання на поведінку розрідження при зсуві, значення текучості, кінетику відновлення та вікно вирівнювання потоку покриттів. Деконструюючи мережу мікровзаємодії «добавки наповнювача смоли», набір передбачуваних стратегій проектування реологічних характеристик, заснованих на науковому виборі та компаундуванні наповнювачів, надається для інженерів з покриття, спрямованих на досягнення оптимального контролю динамічного процесу від зберігання з високою в’язкістю до створення з низькою в’язкістю, а потім до швидкого структурного відновлення, щоб протистояти провисанню.
Тиксотропія стосується розрідження покриття при зсуві, коли воно стає тоншим під дією сили зсуву та швидко відновлює свою консистенцію після припинення зсуву. Він визначає, чи стійке покриття до просідання, чи не сідає, чи легко наноситься, чи не розбризкується.
Розрівнювання означає здатність покриття долати поверхневий натяг і внутрішню в’язкість після нанесення покриття та автоматично розширюватися до однорідної та рівної поверхні плівки. Він визначає, чи немає на покритті слідів від пензля, апельсинової кірки, точкових дірок і рівномірного блиску.
У традиційних формулах тиксотропія і вирівнювання часто суперечать один одному: висока в'язкість призводить до поганого вирівнювання; Вирівнювання занадто хороше, воно схильне до провисання та осідання.
Основна цінність наповнювачів полягає в тому, щоб подолати це протиріччя та досягти оптимальних результатів для обох одночасно.
Наповнювачіне просто «наповнені», а утворюють три ключові структури в покриттях через форму частинок, розподіл частинок за розміром, питому площу поверхні, поверхневу активність, ступінь поглинання масла та стан дисперсії:
Частинки наповнювача з високим співвідношенням сторін і високою питомою поверхнею перекриваються та адсорбують смолу в статичному стані, утворюючи фізичну сітчасту структуру для підтримки певної в’язкості покриття та запобігання осіданню пігменту та провисанню покриття.
Під дією зсувних зусиль від нанесення пензлем, розпиленням і валиком сітчаста структура миттєво розплутується, в’язкість зменшується, а конструкція стає гладкою;
Після зникнення зовнішньої сили сітчаста структура швидко відновлюється і зберігає свою форму, що називається тиксотропним відновленням.
Частинки наповнювача з майже сферичною формою, регулярним розміром частинок і гладкою поверхнею відіграють роль, подібну до «мікрокулькових підшипників» у покриттях, зменшуючи тертя всередині системи, покращуючи пластичність потоку, допомагаючи швидкому вирівнюванню покриття, усуваючи сліди від кисті та дефекти.
Завдяки поєднанню наповнювачів із широким гранулометричним складом утворюється щільне ущільнення, що зменшує вміст вільної смоли, стабілізує в’язкість і не перешкоджає плинності, досягаючи динамічного балансу між високою тиксотропією та оптимальним вирівнюванням покриття.
Простіше кажучи:
Побудова мережі з наповнювачами = контроль тиксотропії;
Мастильні частинки наповнювача=покращують рівень потоку;
Наукове компаундування наповнювачів = досягнення обох одночасно.
Різнінаповнювачідемонструють абсолютно різні реологічні внески в покриттях, і компанії можуть точно вибирати відповідно до типу покриття:
Представник: тальк, слюда
Характеристики: утворює шарувату структуру, що перекривається, сильна тиксотропія, підходить для будівельних покриттів вертикальних поверхонь, таких як фарба для стін, антикорозійна фарба та корабельна фарба.
Переваги: Чудовий ефект проти провисання, одночасно покращуючи герметичність і твердість покриття.
Представник: воластоніт, волокнистий карбонат кальцію
Характеристики: Високе співвідношення сторін, міцна сітчаста структура, підходить для покриттів, які вимагають високого антиосідаючого покриття та високої товщини.
Застосовується: міцна антикорозійна, підлогове покриття, промислова грунтовка.
Представник: гідроксид алюмінію, кварцовий порошок, мікропорошок сферичного кремнію, осаджений сульфат барію
Характеристики: гладкі частинки, сильний ефект скочування, значно покращують вирівнювання, блиск, повноту та зменшують в’язкість системи.
Застосовується: верхнє покриття, глянцева фарба, фарба для меблів, промислові покриття, електронні покриття.
Представник: діатомова земля, газофазний кремнезем, мікропористий бентоніт
Характеристика: Сильний тиксотропний ефект, але кількість доданої суміші необхідно контролювати, щоб уникнути впливу на вирівнювання.
Застосовується: шпаклівка, грунтовка, товста плівка.
Поєднання з тальком, важким кальцієм і порошком слюди для забезпечення тиксотропії та запобігання провисанню, а також має гарне вирівнювання.
В основному складається з воластоніту, порошку слюди та сульфату барію, має сильну тиксотропію, покриття високої товщини та відсутність осідання.
В основному складається зі сферичного гідроксиду алюмінію, осадженого сульфату барію та мікропорошку кремнію, що забезпечує максимальне вирівнювання, високий глянець і повноту.
Змішуйте наповнювачі з грубими та дрібними сортами, щоб забезпечити вирівнювання, стійкість до стиснення та придатність до обробки.
Переважно використовують листовінаповнювачі, з сильною тиксотропією, проти провисання та покращеними антикорозійними характеристиками.
Відповідно до тенденції глобальної індустрії покриттів, що розвивається до високої продуктивності, низької вартості, стабільності та захисту навколишнього середовища, точний контроль тиксотропії та вирівнювання за допомогою наповнювачів став основною технологією розробки сучасної формули покриття.
Наповнювачі — це не тільки наповнювачі, а й реологічні модифікатори, підсилювачі характеристик покриття та засоби оптимізації витрат. Розумний вибір морфології частинок, розміру частинок, питомої поверхні, модифікації поверхні та схем компаундування може дозволити покриттям одночасно мати:
- Відмінна тиксотропія: без осідання, без провисання, легко конструювати
- Чудова ефективність вирівнювання: відсутність слідів від пензля, високий глянець, ідеальна поверхня плівки
- Більш висока стабільність: адаптація до різних кліматичних умов і методів будівництва в усьому світі
