PowerPoint-Präsentation - ЗАО ЕВРОХИМ-1
advertisement
Смачивающие и диспергирующие добавки Обзор и теория Москва, Октябрь 2013, Stephan Remme Смачивающие и диспергирующие добавки: содержание Базовая информация Wetting & Dispersing Процесс смачивания и диспергации Механизм стабилизации Методы тестирования Смачивающие и диспергирующие добавки для смол холодного отверждения Критерии отбора Slide 2, Stephan Remme, Plastics Additives Смачивающие и диспергирующие добавки: основы Наполнители и пигменты: размер частицы в сравнении с площадью поверхности Частица Наполнитель <1 10 - 250 Красный железоокисный 12 0.250 Пламенная сажа 20 0.095 Фталоцианиновый синий 64 0.070 460 0.013 Сажа (FW200) Slide 3, Stephan Remme, Plastics Additives Площадь Размер частицы Прочность сил сцепления поверхности (m2/g) (µm) Смачивающие и диспергирующие добавки: основы Наполнитель и пигмент: полярность N N N N N Cu N N N CaCO3 • MgCO3 Органические (напр. Фталоцианиновый синий) Поверхность с низкой полярностью Slide 4, Stephan Remme, Plastics Additives Неорганические (напр. Доломит) Поверхность с высокой полярностью Смачивающие и диспергирующие добавки: основы Распределение пигмента и наполнителя, агломераты Сухой материал (агломерация) Slide 5, Stephan Remme, Plastics Additives Перемешивание/распределение Идеальная дисперсия Оптимальные параметры диспергирования диссольвером Для хорошего диспергирования материала необходимо выполнение следующих параметров: - Диаметр фрезы диссольвера: - Диаметр дежи: 2–3d 2–3d - Высота смеси в деже: 1–2d - Расстояние дно-фреза: 0.5 – 1 d - Окружная скорость: 18 – 25 m/s Расчет скорости: v = (d*π*n)/60 [m/s] d = диаметр фрезы [m] n = об/мин. 1-2d d Slide 6, Stephan Remme, Plastics Additives d 0.5 –1 d Кривая вязкости в зависимости от количества наполнителя 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0 0 Slide 7, Stephan Remme, Plastics Additives 10 20 30 40 50 60 % Наполнителя 70 80 Структура дефлокулирующих, монофункциональных смачивающих и диспергирующих добавок Гидрофильная, полярная Гидрофобная, неполярная Группа родственная наполнителю Slide 8, Stephan Remme, Plastics Additives Группа родственная смоле Монофункциональные смачивающие и диспергирующие добавки снижают силы взаимодействия между частицами наполнителя Снижение вязкости за счет снижения сил взаимодействия Slide 9, Stephan Remme, Plastics Additives Эффект дефлокулирующих, монофункциональных смачивающих и диспергирующих добавок 10.000 without Additive 8000 with Additive Вязкость [mPa s] 6000 4000 2000 0 0 10 20 30 40 50 60 % Наполнителя Slide 10, Stephan Remme, Plastics Additives 70 80 Смачивающие и диспергирующие добавки: основы Зачем дефлокуляция наполнителя и пигментов? Снижение вязкости o Снижение вязкости при переработке o Увеличение наполнения Пигменты: Кроющая способность Пигменты: Цвет/ оттенок Slide 11, Stephan Remme, Plastics Additives Смачивающие и диспергирующие добавки: основы Распределение и стабилизация агломератов Агломераты Процесс перемешивания Флокуляция Slide 12, Stephan Remme, Plastics Additives Идеальная дисперсия Стабилизация Процесс смачивания и диспергирования 1 Смачивание Slide 13, Stephan Remme, Plastics Additives 2 Диспергация 3 Стабилизация Процесс смачивания и диспергирования 1 Смачивание Фталоцианиновый синий в воде: Нет (очень медленное) смачивание Со смачивающей и диспергирующей добавкой: Спонтанное смачивание Slide 14, Stephan Remme, Plastics Additives Процесс смачивания и диспергирования ∆ в поверхностном натяжении между пигментом/наполнителем и смолой 1 Смачивание Чем выше различие, тем медленнее процесс смачивания и диспергации Смачивающие и диспергирующие добавки минимизируют разницу в поверхностном натяжении Связующий совместитель цепи Пигмент с низкой полярностью поверхности Slide 15, Stephan Remme, Plastics Additives Процесс смачивания и диспергирования Механизм разрушения агломератов наполнителя/пигмента 2 Диспергирование Энергия, введенная в систему, повышает ее энергетический уровень Система стремится к минимально возможному энергетическому уровню o Рефлокуляция наполнителя/пигментов Стабилизация помогает предотвратить рефлокуляцию Slide 16, Stephan Remme, Plastics Additives Процесс смачивания и диспергирования 3 Стабилизация Флокуляция Slide 17, Stephan Remme, Plastics Additives Дефлокуляция Механизм стабилизации Электростатическое отталкивание Большинством в водных системах Чувствительно к • концентрации ионов • изменением уровня pH Стерическая стабилизация Для водных и органорастворимых систем –– – – – – – Slide 18, Stephan Remme, Plastics Additives Электростерическая стабилизация Комбинация между электростатическим отталкиванием и стерической стабилизацией Механизм стабилизации Флокуляция Slide 19, Stephan Remme, Plastics Additives Контролируемая флокуляция Дефлокуляция Контролируемая флокуляция в сравнении с дефлокуляцией Вязкость [Pa∙s] Реологические свойства 3.0 Deflocculating wetting & dispersing additive Controlled flocculating wetting & dispersing additive 2.0 1.0 0.0 1 10 100 1000 Скорость сдвига [1s-1] Slide 20, Stephan Remme, Plastics Additives Контролируемая флокуляция в сравнении с дефлокуляцией Осаждение Флокулированные частицы Рыхлый осадок Дефлокулированные частицы Твердый осадок Дефлокуляция наполнителя/пигментов может привезти к образованию плотного, твердого осадка → Необходимо применять реологические добавки Slide 21, Stephan Remme, Plastics Additives Как определить качество дисперсии? Методика тестирования: измерение размера частицы µm Недостаточная стабилизация Система: Глинозем перетертый под проточной водой / 25 % Paliogen Marroon L 3920 Slide 22, Stephan Remme, Plastics Additives µm Хорошая стабилизация Как определить качество дисперсии? Рекомендуемая методика: измерение вязкости Вязкость [Pa∙s] (Brookfield RVT-DV II, spindle 6, 10 rpm) 80 70 System: Filled Epoxy-Gelcoat; 1.5% additive as delivered on filler 60 50 40 30 20 10 0 Without Additive Slide 23, Stephan Remme, Plastics Additives Additive 1 Additive 2 Additive 3 Additive 4 Смачивающие и диспергирующие добавки Низкомолекулярные Сильное Снижение вязкости снижение вязкости Предотвращение осаждения Дефлокуляция Slide 24, Stephan Remme, Plastics Additives Дефлокуляция Стерическая изоляция Высокомолекулярные Предотвращение осаждения Цветостабилизация Контролируемая Флокуляция Снижение вязкости Стабилизация цвета Стабилизация Смачивающие и диспергирующие добавки: Химия Низкомолекулярные Высокомолекулярные Родственные пигментам группы Боковые цепи совместимые со смолой кислотные (анионные) кислотные (анионные) Полиакрилаты Полиуретаны основные (катионные) Простые полиэфиры нейтрализованные (соли) Сложные полиэфиры Акрилаты нейтральные (неионные) Slide 25, Stephan Remme, Plastics Additives Смачивающие и диспергирующие добавки для смол холодного отверждения Полиуретаны Сверхразветвленные полиамины Другие Химия жирных кислот Эфиры фосфорной кислоты ANTI-TERRA-204 BYK-W 903 BYK-9077 BYK-9076 BYK-W 909 BYK-220S BYK-W 969 DISPERBYK171 DISPERBYK-142 BYK-P 105 BYK-W 985 BYK-W 940 BYK-W 996 BYK-W 961 BYK-W 9010 BYK-W 966 DISPERBYK-118 BYK-W 980 DISPERBYK-192 DISPERPLAST1142 Slide 26, Stephan Remme, Plastics Additives DISPERBYK-2152 Смачивающие и диспергирующие добавки для смол холодного отверждения Химия жирных кислот Эфиры фосфорной кислоты Полиуретаны Сверхразветвленные полиамины Другие s ANTI-TERRA-204 BYK-W 903 BYK-9077 BYK-9076 BYK-W 909 BYK-220S BYK-W 969 DISPERBYK-171 DISPERBYK-142 BYK-P 105 BYK-W 985 BYK-W 940 BYK-W 996 BYK-W 961 BYK-W 9010 BYK-W 966 DISPERBYK-118 DISPERBYK-2152 BYK-W 980 DISPERBYK-192 DISPERPLAST-1142 кислотные дефлокулирующие нейтрализованные контролируемая флокуляция основные сильно контролируемая флокуляция неионные Slide 27, Stephan Remme, Plastics Additives Смачивающие и диспергирующие добавки: критерии отбора Наполнители/неорг. пигменты Органические пигменты Относительно полярные поверхности (аппретирование) Относительно неполярная поверхность Более мелкие частицы Более грубые частицы Большая площадь поверхности Маленькая площадь поверхности Продукты низкой молекулярной массы Продукты высокомолекулярные Меньше групп родственных пигментам Много родственных пигментам групп Системы с растворителем: в основном кислотно-основное взаимодействие Slide 28, Stephan Remme, Plastics Additives Смачивающие и диспергирующие добавки: критерии отбора Для выбора лучшего продукта, следующие правила должны быть учтены: Наполнитель / Пигмент o Органический или неорганический o Поверхностная химия (кислотная или основная) o Площадь поверхности Система o Ненасыщенный полиэфир НП o Полиуретан ПУ o Эпоксид ЭП o Акрилат Slide 29, Stephan Remme, Plastics Additives Дозировка добавки Зависит от пигмента или наполнителя Каждый пигмент/наполнитель рассчитывается отдельно Степень перетира адоптируется под индивидуальную твердую частицу Тип частицы Оптимальные уровни* Наполнитель 1-2 % Диоксид титана 2-4 % Цветной неорг. пигмент 5-8 % Органический пигмент 15-25 % Сажа 30-80 % • = активной субстанции на наполнитель/пигмент Slide 30, Stephan Remme, Plastics Additives Смачивающие и диспергирующие добавки: Заключение Смачивающие и диспергирующие добавки предлагают различные механизмы стабилизации o Электростатическое отталкивание o Стерическая стабилизация o Электростерическая стабилизация Смачивающие и диспергирующие добавки могут быть: o Дефлокулирующими o Контролирующими флокуляцию BYK предлагает решения для всех типов o Наполнителей o Неорганических пигментов o Органических пигментов o Саж BYK предлагает индивидуальные решения для o Ненасыщенных полиэфиров o Полиуретанов o Эпоксидов o Акрилатов Slide 31, Stephan Remme, Plastics Additives ANTI-TERRA®, BYK®, BYK®-DYNWET®, BYK®-SILCLEAN®, BYKANOL®, BYKETOL®, BYKJET®, BYKOPLAST®, BYKUMEN®, CARBOBYK®, DISPERBYK®, DISPERPLAST®, LACTIMON®, NANOBYK®, PAPERBYK®, SILBYK®, VISCOBYK® and Greenability® are registered trademarks of BYK-Chemie. AQUACER®, AQUAMAT®, AQUATIX®, CERACOL®, CERAFAK®, CERAFLOUR®, CERAMAT®, CERATIX®, HORDAMER® and MINERPOL® are registered trademarks of BYK-Cera. SCONA® is a registered trademark of BYK Kometra. This information is given to the best of our knowledge. Because of the multitude of formulations, production and application conditions, all the above-mentioned statements have to be adjusted to the circumstances of the processor. No liabilities, including those for patent rights, can be derived from this fact for individual cases Slide 32, Stephan Remme, Plastics Additives
