„Primul pas este întotdeauna cel mai greu”. Acest lucru se aplică și la formularea unui strat de acoperire. Aplicarea finisajului final determină selectarea materiilor prime. Nu numai proprietățile mecanice precum rezistența la abraziune și aderența sunt importante, ci și atributele optice precum culoarea, luciul și opacitatea; de asemenea, nu se pot uita costurile globale ale formulării. Pentru a garanta o calitate consecventă, trebuie stabilit un sistem de control de calitate de rutină chiar în prima etapă de producție.
Vopseaua este un strat lichid sau pulverulent care se aplică pe obiecte ca un strat foarte subțire. Prin intermediul proceselor chimice sau fizice, acesta se transformă într-un film aderent. Vopseaua constă în mod normal din următoarele componente:
- Pigmenți
- Liant
- Umpluturi
- Aditivi
- Solvenți / apă (nu în acoperiri cu pulbere)
Liant
Liantul sau rășina combină toate componentele solide ale stratului de acoperire și acționează ca filmul de formare. Oferă proprietăți mecanice precum duritatea, flexibilitatea și aderența. Liantul în sine este clar și lucios.
Sistemele de rășină sunt supuse degradării prin oxidare termică și fotoindusă. Prin urmare, trebuie asigurată rezistența la intemperii și radiații UV. Acest lucru este extrem de important pentru straturile de coroziune care protejează obiecte precum poduri, rezervoare de stocare sau structuri din oțel împotriva influențelor mediului. Testele se fac fie folosind camere de degradare accelerate, fie în condiții reale. Cele mai populare zone meteorologice se află în Arizona și Florida de Sud.
În acest exemplu, au fost expuse două tipuri diferite de rășini silicon-epoxidice. După cum este afișat în grafic, tipul 2 a început cu un luciu inițial mai mare de 60° și chiar și după 42 de luni de expunere în Florida continuă să mențină un nivel de luciu mult mai mare decât tipul 1.
Păstrarea culorii a fost excelentă pentru ambele sisteme. După 42 de luni de expunere în exterior, acestea prezintă o ΔE * mai mică de 1 comparativ cu martorul.
Fillere
Materialele de umplutură sunt particule solide, care sunt practic insolubile în vehicul. Acestea servesc la creșterea volumului vopselei și la îmbunătățirea proprietăților mecanice și optice. Ele sunt de obicei mai puțin costisitoare decât alți pigmenți și reduc costurile totale ale unei formulări de vopsea. Dintre toate, umpluturile cu carbonat de calciu sunt cantitativ cea mai importantă clasă. Ele prezintă un ton neutru și o luminozitate ridicată (L* ≥ 95) și, prin urmare, pot fi utilizate pentru a înlocui TiO2. Deoarece dimensiunea medie a particulelor este mai mare și indicele lor de refracție este mai mic, trebuie să se acorde atenție pentru a obține puterea de ascundere necesară. Sunt disponibile noi tipuri de carbonat de calciu produse sintetic, care iau în considerare cele menționate anterior. Într-o formulare de vopsea interioară de clasă medie cu 12,5% TiO2 și un PVC (concentrația volumului pigmentului) de 76%, cantitatea de TiO2 a fost substituită 1:1 cu noul tip de carbonat de calciu. Acest grafic arată rezultatele: Opacitatea, precum și luminozitatea în comparație cu formularea standard nu s-au modificat până la o substituție TiO2 de 60% .1)
În acest experiment a fost monitorizată doar o creștere a luciului de 85° de la 4 la 7 unități de luciu.
1) Dr. Petra Fritzen; Solvay Chemicals GmbH: Ein gut gefülltes Paket; Farbe und Lack (iunie 2015); pagina 58 – 62
Aditivi
Aditivii sunt substanțe care sunt adăugate în stratul de acoperire în cantități foarte mici pentru a îmbunătăți proprietățile cum ar fi umectarea și dispersarea, curgerea și nivelarea, spumarea sau pot acționa ca agent de maturare.
Umezirea și dispersarea aditivilor
Unul dintre cei mai importanți pași în producția de straturi de acoperire pigmentate este distribuția omogenă și stabilizarea pigmenților și a materialelor de umplutură în soluția de liant lichid. Dacă acest pas nu este optimizat, pot apărea o varietate de defecte: de ex. flocularea, reducerea luciului, schimbarea culorii și decantarea. Aditivii pentru umectare și dispersare sunt substanțe active la suprafață care îmbunătățesc umectarea solidelor și previn flocularea particulelor. Diagrama arată influența aditivilor de umectare/dispersare asupra calității dispersiei. Doi aditivi diferiți utilizați într-un sistem de acoperire fără solvenți sunt comparați cu același sistem fără aditiv (= control). Noul produs stabilizează perfect pigmenții, rezultând o valoare crescută a luciului cu 20° și o reducere semnificativă a nuanței.
Aditivi reologici
Aditivii reologici sunt utilizați pentru a regla comportamentul de curgere a stratului de acoperire. De exemplu, cerurile sunt utilizate pentru a îmbunătăți orientarea pigmenților de efect. În exemplul următor, un sistem pe bază de apă a fost evaluat folosind trei aditivi reologici diferiți: un sistem standard, un agent de îngroșare acrilic și aditivul de ceară AQUATIX®. Vizual, cele trei panouri arată la fel în condiții de iluminare directă într-un unghi abrupt. Atunci când se compară la un unghi mai mic, sistemul care utilizează aditivul de ceară prezintă mai puțină sclipire.
Datele de măsurare BYK-mac i se corelează cu o judecată vizuală. Zona de sclipire pentru sistemul cu aditiv de ceară la 75° este mai mică decât pentru celelalte două sisteme. Deoarece Sparkle 75° evaluează fulgii care nu sunt orientați în paralel, acest lucru arată clar că prin utilizarea aditivului de ceară AQUATIX®, orientarea fulgilor de aluminiu este îmbunătățită.
