При проектирането на формулите за покритие, балансът между тиксотропията и изравняването директно определя усещането за конструкцията, способността против увисване, външния вид на покритието и крайния ефект на покритието. Традиционните добавки като пирогенен силициев диоксид, органични реологични агенти и бентонит могат да осигурят тиксотропия, но често водят до проблеми като повишена цена, ограничена съвместимост, недостатъчна стабилност при висока температура и намален гланц.
Тиксотропията и изравняването са двойка ключови противоречиви характеристики, които определят окончателното качество на образуване на филм и конструктивните характеристики на покритията. Започвайки от принципите на колоидната и интерфейсната химия, както и реологията, тази статия систематично разработва размера на частиците, морфологията, повърхностните свойства и обемната фракция на пълнителите като основен компонент на покритията и техните регулаторни механизми върху поведението на изтъняване при срязване, стойността на добива, кинетиката на възстановяване и прозореца за изравняване на потока на покритията. Чрез деконструиране на мрежата за микровзаимодействие на „добавка за пълнителна смола“ се предоставя набор от стратегии за проектиране на предсказуеми реологични характеристики, базирани на научен подбор и смесване на пълнители, за инженерите по нанасяне на покрития, с цел постигане на оптимален контрол на динамичния процес от съхранение при висок вискозитет до изграждане с нисък вискозитет и след това до бързо структурно възстановяване, за да се устои на увисване.
Тиксотропията се отнася до изтъняването на покритието при срязване, при което то става по-тънко под силата на срязване и бързо възстановява своята консистенция след спиране на срязването. Той определя дали покритието е устойчиво на увисване, не се утаява, лесно се нанася и не пръска.
Сплескването се отнася до способността на покритието да преодолее повърхностното напрежение и вътрешния вискозитет след нанасяне на покритието и автоматично да се удължи в равномерна и плоска повърхност на филма. Той определя дали покритието няма следи от четка, портокалова кора, дупки и равномерен гланц.
В традиционните формули тиксотропията и нивелирането често си противоречат: високият вискозитет води до лошо нивелиране; Изравняването е твърде добро, склонно е към увисване и слягане.
Основната стойност на филърите е да разчупят това противоречие и да постигнат оптимални резултати и за двете едновременно.
Пълнителине са просто „запълнени“, а образуват три ключови структури в покритията чрез формата на частиците, разпределението на размера на частиците, специфичната повърхностна площ, повърхностната активност, стойността на абсорбция на масло и състоянието на дисперсия:
Частиците на пълнителя с високо аспектно съотношение и висока специфична повърхност се припокриват и адсорбират смолата в статично състояние, образувайки физическа мрежеста структура за поддържане на определен вискозитет на покритието и предотвратяване на утаяването на пигмента и увисването на покритието.
Когато е подложена на сили на срязване от четкане, пръскане и нанасяне с валяк, мрежестата структура незабавно се разплита, вискозитетът намалява и конструкцията е гладка;
След като външната сила изчезне, мрежестата структура бързо се възстановява и поддържа формата си, което е известно като тиксотропно възстановяване.
Частиците на пълнителя с почти сферична форма, правилен размер на частиците и гладка повърхност играят роля, подобна на "микро сачмени лагери" в покритията, намалявайки триенето в системата, подобрявайки пластичността на потока, помагайки на покритието да се изравни бързо, елиминира следи от четка и дефекти.
Чрез комбиниране на пълнители с широко разпределение на размера на частиците се образува плътно уплътняване, което намалява съдържанието на свободна смола, стабилизира вискозитета и не пречи на течливостта, постигайки динамичен баланс между висока тиксотропия и оптимално изравняване на покритието.
Просто казано:
Изграждане на мрежа с пълнители=контролиране на тиксотропията;
Смазващи частици на пълнителя=подобряват нивото на потока;
Научно комбиниране на пълнители=постигане и на двете едновременно.
различнипълнителипоказват напълно различни реологични приноси в покритията и компаниите могат точно да избират според вида на покритието:
Представител: талк, слюда на прах
Характеристики: Образуване на слоеста припокриваща се структура, силна тиксотропия, подходяща за покрития за вертикални повърхностни конструкции като боя за стени, антикорозионна боя и корабна боя.
Предимства: Отличен ефект против увисване, като същевременно подобрява уплътняването и твърдостта на покритието.
Представител: Wollastonite, влакнест калциев карбонат
Характеристики: Високо аспектно съотношение, здрава мрежеста структура, подходяща за покрития, които изискват високо антиутаяване и покритие с голяма дебелина.
Приложимо: тежко антикорозионно покритие, подово покритие, индустриален грунд.
Представител: Алуминиев хидроксид, кварцов прах, сферичен силициев микро прах, утаен бариев сулфат
Характеристики: Гладки частици, силен ефект на търкаляне, значително подобряват изравняването, блясъка, пълнотата и намаляват вискозитета на системата.
Приложимо: горно покритие, боя с висок гланц, боя за мебели, промишлени покрития, електронни покрития.
Представител: Диатомит, силициев диоксид в газова фаза, микропорест бентонит
Характеристика: Силен тиксотропен ефект, но добавеното количество трябва да се контролира, за да се избегне повлияване на изравняването.
Приложими: Шпакловка, грунд, дебелослойно покритие.
Съчетание с талк, тежък калций и слюда на прах, за да се осигури тиксотропия и против увисване, като същевременно има добро изравняване.
Основно съставен от воластонит, слюда на прах и бариев сулфат, със силна тиксотропия, покритие с голяма дебелина и без утаяване.
Състои се главно от сферичен алуминиев хидроксид, утаен бариев сулфат и силициев микропрах, с максимално изравняване, висок гланц и голяма пълнота.
Смесете пълнители с груби и фини степени, за да осигурите изравняване, устойчивост на натиск и обработваемост.
Основно с помощта на листовиднипълнители, със силна тиксотропия, против увисване и подобрени антикорозионни характеристики.
Съгласно тенденцията на глобалната индустрия за покрития, развиваща се към висока производителност, ниска цена, стабилност и опазване на околната среда, прецизният контрол на тиксотропията и изравняването чрез пълнители се превърна в основната технология на съвременния дизайн на формулата за покритие.
Пълнителите са не само пълнежни материали, но и реологични модификатори, подобрители на покритието и агенти за оптимизиране на разходите. Разумният избор на морфология на частиците, размер на частиците, специфична повърхностна площ, повърхностна модификация и схеми на смесване могат да позволят на покритията едновременно да притежават:
-Отлична тиксотропия: без улягане, без увисване, лесен за конструиране
- Отлично изравняване: без следи от четка, висок гланц, перфектна филмова повърхност
-По-висока стабилност: адаптивна към различни климатични условия и строителни методи по целия свят
