Добавки для акриловых материалов - ЗАО ЕВРОХИМ-1
advertisement
Substance for Success. Информация по применению CC-A 6 Добавки для акриловых материалов Информация по применению CC-A 6 Добавки для акриловых материалов Содержание Знакомство с акриловыми материалами, стр. 2 Деаэрация / пеногашение, стр. 3 Улучшение механических / химических свойств, стр. 3-4 Снижение вязкости, стр. 4-5 Предотвращение оседания / предотвращение всплывания, стр. 5 Стабилизация пигментов, стр. 6 Ускорение реакции отверждения, стр. 6 Снижение эмиссии метилметакрилата, стр. 7 Общие рекомендации по добавкам, стр. 7 Знакомство с акриловыми материалами Под «акриловыми материалами» подразумеваются растворы полиметилметакрилата (ПММА) в мономере метилметакрилата (ММА) при стандартном содержании примерно 20% ПММА. Эта смесь (которую часто называют «сиропом») смешивается с наполнителями, например, ATH (тригидратом алюминия) или кварцем (кварцевым песком) и затем затвердевает при температуре окружающей среды или повышенных температурах с применением пероксида – ускорителя. Для получения специальных декоративных эффектов используются не только наполнители, но и пигменты (белые или цветные), а также различные чипсы в дополнение к наполнителю. Различная продукция может быть произведена с помощью акрилового сиропа например высококачественные ванны, раковины и другие изделия санитарного назначения. Еще одна группа изделий – это плиты и панели различного назначения, отличающиеся высокой устойчивостью к истиранию. Правильный подбор добавок улучшает технологический процесс и повышает качество изготовленных с использованием акрилового сиропа изделий: •снижение вовлечения воздуха; • улучшение механической и химической стойкости; •уменьшение вязкости сиропа и, как следствие, увеличение наполняемости смеси; •уменьшение осаждения и всплывания наполнителя, пигмента и чипсов; •стабилизация пигмента, отсутствие флокуляции; •ускорение реакции отверждения и более равномерное отверждение; •уменьшение эмиссии мономера метилметакрилата. Примеры применения акриловых материалов Рис. 1 2 Информация по применению CC-A 6 Деаэрация / пеногашение Воздух легко проникает в акриловый сироп при перемешивании и при диспергации наполнителей и других твердых частиц (пигментов, чипсов). Если эти пузырьки воздуха не полностью удалены из системы перед отверждением, они отрицательно сказываются на оптических и механических характеристиках готовых изделий. Для деаэрации часто применяется вакуум. Добавки в значительной степени ускоряют процесс и до минимума сокращают необходимое для удаления воздуха время. Действие добавок – деаэраторов проходит за три этапа. Этап 1: при снижении межфазного поверхностного натяжения между акриловым сиропом и твердыми частицами (наполнителем, пигментами) воздух с поверхности частиц перемещается в раствор смолы. Этап 2: вещества, стабилизирующие воздушные пузырьки, вытесняются деаэратором. В результате маленькие пузырьки объединяются, образуя большие, и эти большие пузырьки, на которые, по закону Стокса, действует более высокая выталкивающая сила, поднимаются к поверхности быстрее. Этап 3: достигая поверхности, воздушные пузырьки лопаются. Этап 2 Этап 3 Механизм деаэрации Этап 1 Рис. 2 Добавки – деаэраторы BYK-070 BYK-A 515 Тип добавки Рекомендуемая дозировка Силиконы / полимеры – смесь Полимеры не содержащие силикон 0,3-1 % в пересчете на сироп 0,3-1 % в пересчете на сироп Рис. 3 Улучшение механических / химических свойств Как правило, частицы наполнителя только механически внедряются в матрицу акриловых смол, и изготовленные с применением наполнителя детали при механическом воздействии обычно ломаются на границе наполнителя /смолы. Смачивающие агенты (аппреты) усиливают прочность соединения между частицами наполнителя и акриловой смолы, образуя химические связи, что, в свою очередь, улучшает механические и/или химические свойства. Механизм действия аппретов Двойная связь Полимерная группа, совместимая со смолой Активные группы, взаимодействующие с наполнителем Наполнитель Смола Образование связей Рис. 4 3 Информация по применению CC-A 6 Испытания с погружением в горячую воду (200 ч) 10 мкм В качестве примера, применение аппретов может увеличивать прочность на изгиб на 10-50 %. При этом значительно улучшаются устойчивость к химическому воздействию и водостойкость, особенно в системах с кварцевым наполнителем. На Рис. 5 показан результат испытаний с погружением в горячую воду. 10 мкм без BYK-C 8000 с BYK-C 8000 Рис. 5 Аппреты BYK-C 8000 BYK-C 8002 Рекомендуется для Рекомендуемая дозировка Кварцевые и стеклянные хлопья ATH (алюминий тригидрат) 0,5-1,5 % в пересчете на сироп 0,5-1,5 % в пересчете на сироп Рис. 6 Уменьшение вязкости Количество наполнителя в высоконаполненных акриловых системах должно быть максимальным; в то же время вязкость должна быть достаточно низкой, чтобы гарантировать беспроблемную работу и обработку. Смачивающие и диспергирующие добавки могут быть полезными для совмещения большого наполнения и низкой вязкости. Эти добавки адсорбируются на поверхности наполнителя и минимизируют взаимодействие полярных частиц, что позволяет добиться значительного снижения вязкости. Механизм уменьшения вязкости Смачивающие и диспергирующие добавки уменьшают силы взаимодействия между твердыми частицами, что приводит к снижению вязкости Высокая вязкость является результатом взаимодействия между собой частиц наполнителя Рис. 7 Смачивающие и диспергирующие добавки для снижения вязкости BYK-W 969 BYK-W 980 Рекомендуется для Рекомендуемая дозировка ATH, обработанный силаном кварцевый песок Кварцевый песок 0,3-1,5 % в пересчете на сироп 0,3-1,5 % в пересчете на сироп 4 Рис. 8 Информация по применению CC-A 6 Вязкость [мПа·с] Снижение вязкости в акриловой системе, наполненной ATH 1400 1200 1000 800 600 400 Контрольный образец Сироп: 20 % ПММА в ММА; 60 % ATH BYK-W 980 BYK-W 969 Рис. 9 Дозировка добавки: 1 % от массы наполнителя Предотвращение оседания / предотвращение всплывания В акриловых литьевых системах для получения хорошей текучести в формах необходима низкая вязкость. Соответственно, при использовании твердых частиц (наполнителя, хлопьев) во многих системах возникают проблемы, вызванные осаждением (выпадением осадка) или всплыванием. Чтобы обеспечить хорошие свойства текучести и не создавать проблем осаждения или всплывания, следует применять специально разработанные смачивающие и диспергирующие добавки или аппреты, способствующие формированию таких характеристик. Эти многофункциональные добавки адсорбируются на поверхности частиц и образуют мостики между несколькими частицами. Такая сетевая структура эффективно снижает осаждение и всплывание. Противодействие всплыванию Механизм действия многофункциональных смачивающих и диспергирующих добавок Рис. 10 Противодействие осаждению Слева: всплывание без добавки Справа:отсутствие всплывания при введении 0,3 % BYK-C 8002 (в пересчете на наполнитель) Осаждение без добавки Отсутствие осаждения при введении 0,5 % BYK-P 105 (в пересчете на наполнитель) Рис. 11 Рис. 12 Смачивающие и диспергирующие добавки для предотвращения осаждения и всплывания Тип добавки ANTI-TERRA-204 BYK-C 8002 BYK-P 105 Рекомендуемая дозировка Многофункциональная смачивающая и диспергирующая добавка 0,3-1 % в пересчете на сироп Аппрет с многофункциональными группами 0,3-1 % в пересчете на сироп Многофункциональная смачивающая и диспергирующая добавка 0,3-1 % в пересчете на сироп Рис. 13 5 Информация по применению CC-A 6 Стабилизация пигмента Во многих применениях получение оптимального внешнего вида предусматривает пигментацию акрилового сиропа. Часто используются белые пигменты (диоксид титана), а для получения особых декоративных эффектов применяются цветные пигменты (неорганические и органические). Пигменты имеют тенденцию к флокуляции друг с другом, с другими пигментами или частицами наполнителя. Такая флокуляция отрицательно сказывается на равномерности цвета, оттенке и укрывистости поверхности. Флокуляцию можно свести до минимума введением соответствующих смачивающих – диспергирующих добавок. Эти добавки стабилизируют дефлокулированные частицы и препятствуют рефлокуляции. При этом гарантируется получение равномерного цветного эффекта. Дозировка добавки во многом зависит от размера частиц пигментов. Для частиц малых размеров с большой удельной площадью поверхности требуется большее количество смачивающих и диспергирующих добавок, чем для более крупных частиц с меньшей удельной площадью поверхности. Стабилизация пигмента с помощью смачивающих и диспергирующих добавок без добавки со смачивающей и диспергирующей добавкой без добавки со смачивающей и диспергирующей добавкой Рис. 14 Добавки для стабилизации пигмента Тип добавки BYK-W 940 DISPERPLAST-1142 Рекомендуемая дозировка Многофункциональная смачивающая и диспергирующая добавка 1-5 % в пересчете на пигмент / наполнитель Дефлокулирующая смачивающая и диспергирующая добавка 1-10 % в пересчете на пигмент Рис. 15 Ускорение реакции отверждения Ускорить отверждение акриловой системы можно с помощью ионов Ca2+ ions. Для этой цели в смесь сиропа и наполнителя часто добавляют сухой Ca(OH)2 или суспензию Ca(OH)2 в метилметакрилате (MMA), но обе формы имеют собственные недостатки: Суспензия Ca(OH)2 в MMA: •Сложности в обращении с сухим Ca(OH)2 для получения суспензии •Аггломерация и осаждение Ca(OH)2 Сухой Ca(OH)2: •Сложности в обращении (агрессивное вещество) •Сложности с дозированием материалов в порошковой форме • Неравномерное распределение в смеси •Поглощение влаги и CO2 со временем приводит к изменению реактивности Применение Ca(OH)2 в порошковой форме или в виде суспензии связано со сложностями в обращении и может приводить к неравномерному отверждению. Это отрицательно сказывается на качестве готовых изделий. Добавка BYK-2616, представляющая собой пасту CaO с содержанием 74 % CaO, позволяет гораздо эффективнее решать задачу ускорения отверждения акрилового сиропа: •Пасту можно вводить с помощью насоса •При обращении не образуется пыль •Мелкофракционные частицы распределяются равномерно •Быстрый эффект благодаря большой удельной площади поверхности •Отличная стабильность при хранении В целом, BYK-2616 обеспечивает устойчивость и гомогенность при ускоренном отверждении и позволяет произвести высококачественные изделия. Ускоритель отверждения BYK-2616 Тип добавки Рекомендуемая дозировка Суспензия CaO 0,5-2 % в пересчете на сироп 6 Рис. 16 Информация по применению CC-A 6 Снижение эмиссии MMA Типичный акриловый сироп содержит примерно 80 % мономера метилметакрилата (MMA), имеющего высокое давление пара 40 гПа и очень легко испаряющегося. Поэтому в рабочих эмиссия ММА должна быть минимальной. Добавки, способствующие снижению выбросов, BYK-S 780 и BYK-S 782 значительно снижают эмиссию MMA; возможно уменьшение выбросов на 80 % и более. помещениях присутствует значительное количество ММА, если акриловый сироп вступает в контакт с воздухом. Для предотвращения появления неприятного запаха ММА и защиты работников Эмиссия MMA [г/м2] Эмиссия MMA в наполненной акриловой системе 500 400 300 200 100 0 0 10 BYK-S 782 на основе смолы: 20 X0% X0.5% 30 X1% 40 X1.5% 50 60 Время [мин] Рис. 17 Сироп: 20 % ПММА в ММА; наполненность: 60 % ATH Добавки для снижения эмиссии Рекомендуемая дозировка BYK-S 782 BYK-S 780 Рекомендуется в первую очередь Альтернатива BYK-S 782 0,5-1,5 % в пересчете на сироп 0,5-1,5 % в пересчете на сироп Рис. 18 Краткие рекомендации по применению добавок Рекомендуемые добавки для акриловых систем Первая рекомендация Вторая рекомендация Деаэрация, пеногашение Улучшение механических и химических свойств BYK-A 515 BYK-C 8000 BYK-C 8002 BYK-070 Уменьшение вязкости Предотвращение оседания / предотвращение всплывания BYK-W 969 BYK-P 105 BYK-W 980 BYK-C 8002 Стабилизация пигмента BYK-W 940 DISPERPLAST-1142 Ускорение реакции отверждения Снижение эмиссии MMA BYK-2616 BYK-S 782 BYK-S 780 Рис. 19 7 Информация по применению CC-A 6 Продукция и области применения Добавки производства компании BYK Ассортимент добавок: Области применения: • • • • • • • • • Лакокрасочная промышленность • Фасадные краски • Автоэмали • Промышленные покрытия • Лаки для консервных банок • Койлкоутинги • Покрытия по дереву и для мебели • Порошковые краски • Финишное покрытие кож • Защитные покрытия и корабельные лаки Производство печатных красок • Флексографические краски • Краски для глубокой печати • Краски для струйной печати • Краски для шелкотрафаретной печати • Краски для офсетной печати • Покровные лаки Производство пластмасс • Системы, отверждающиеся при комнатной температуре • ПВХ-пластизоли • SMC/BMC • Термопласты Конструкционная химия Добавки для улучшения скольжения поверхности, розлива и смачивания подложки Усилители адгезии Пеногасители и деаэраторы Процессинговые добавки Реологические добавки УФ-абсорберы Регуляторы вязкости Восковые добавки Смачиватели и диспергаторы для пигментов и наполнителей BYK-Chemie GmbH п/я 10 02 45 46462 Везель Германия Тел +49 281 670-0 Факс +49 281 65735 Покрытия для бумаги • Пропитка • Покрытия Адгезивы & герметики Пигментные концентраты Сырье для производства разделительных составов info@byk.com www.byk.com/additives BYK Instruments Компания BYK предлагает полный ассортимент измерительных приборов, которые удовлетворят ваши потребности во многих областях применения: • Глянец /внешний вид • Цвет Переносное или стационарное лабораторное оборудование – в том числе простое в использовании программное обеспечение для контроля качества. BYK-Gardner GmbH п/я 970 82534 Геретсрид Германия Тел +49 8171 3493-0 +49 800 427-3637 Факс +49 8171 3493-140 info.byk.gardner@altana.com www.byk.com/instruments Приборы компании BYK – это комплексное решение для лакокрасочной и пластмассовой промышленности. ANTI-TERRA®, BYK®, BYK®-DYNWET®, BYK®-SILCLEAN®, BYKANOL®, BYKETOL®, BYKJET®, BYKOPLAST®, BYKUMEN®, CARBOBYK®, DISPERBYK®, DISPERPLAST®, LACTIMON®, NANOBYK®, PAPERBYK®, SILBYK®, VISCOBYK® и Greenability® – зарегистрированные товарные знаки компании BYK-Chemie. AQUACER®, AQUAMAT®, AQUATIX®, CERACOL®, CERAFAK®, CERAFLOUR®, CERAMAT®, CERATIX®, HORDAMER® и MINERPOL® – зарегистрированные товарные знаки компании BYK-Cera. SCONA® является зарегистрированным товарным знаком BYK Kometra. 04/2012 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. Мы не несем ответственности в случаях использования продукта за пределами рекомендуемых областей применения, включая случаи нарушения патентных прав. Настоящая редакция заменяет все предыдущие выпуски. Напечатано в Германии
