Przy projektowaniu receptur powłok równowaga pomiędzy tiksotropią a poziomowaniem bezpośrednio określa wrażenie konstrukcyjne, zdolność zapobiegania ugięcia, wygląd powłoki i końcowy efekt powłoki. Tradycyjne dodatki, takie jak krzemionka koloidalna, organiczne środki reologiczne i bentonit mogą zapewniać tiksotropię, ale często powodują problemy, takie jak zwiększony koszt, ograniczona kompatybilność, niewystarczająca stabilność w wysokiej temperaturze i zmniejszony połysk.
Tiksotropia i poziomowanie to para kluczowych, sprzecznych cech, które decydują o ostatecznej jakości błonotwórczej i właściwościach konstrukcyjnych powłok. Wychodząc od zasad chemii koloidów i granicy faz, a także reologii, w tym artykule systematycznie omówiono wielkość cząstek, morfologię, właściwości powierzchniowe i udział objętościowy wypełniaczy jako podstawowego składnika powłok oraz ich mechanizmy regulacyjne dotyczące zachowania się rozrzedzania przy ścinaniu, wartości plastyczności, kinetyki odzyskiwania i okna wyrównywania przepływu powłok. Dekonstruując sieć mikro interakcji „dodatku do żywicy wypełniającej”, inżynierowie zajmujący się powłokami otrzymują zestaw przewidywalnych strategii projektowania właściwości reologicznych, opartych na naukowym doborze i mieszaniu wypełniaczy, mających na celu osiągnięcie optymalnej kontroli procesu dynamicznego od przechowywania o wysokiej lepkości do konstrukcji o niskiej lepkości, a następnie do szybkiego odtworzenia struktury, aby była odporna na ugięcia.
Tiksotropia odnosi się do rozcieńczania powłoki pod wpływem ścinania, podczas którego staje się ona cieńsza pod wpływem siły ścinającej i szybko odzyskuje swoją konsystencję po ustaniu ścinania. Od niego zależy, czy powłoka jest odporna na osiadanie, nie osiada, łatwa w aplikacji i nie pryska.
Spłaszczenie odnosi się do zdolności powłoki do przezwyciężenia napięcia powierzchniowego i lepkości wewnętrznej po pokryciu i automatycznego rozszerzenia się w jednolitą i płaską powierzchnię folii. Określa, czy na powłoce nie ma śladów pędzla, skórki pomarańczowej, porów i jednolitego połysku.
W tradycyjnych recepturach tiksotropia i poziomowanie często są ze sobą sprzeczne: wysoka lepkość prowadzi do złego poziomowania; Poziomowanie jest zbyt dobre, ma skłonność do zapadania się i osiadania.
Podstawową wartością wypełniaczy jest przełamanie tej sprzeczności i osiągnięcie optymalnych wyników dla obu jednocześnie.
Wypełniaczenie są po prostu „wypełnione”, ale tworzą trzy kluczowe struktury powłok ze względu na kształt cząstek, rozkład wielkości cząstek, powierzchnię właściwą, aktywność powierzchniową, wartość absorpcji oleju i stan dyspersji:
Cząsteczki wypełniacza o wysokim współczynniku kształtu i dużej powierzchni właściwej nakładają się na siebie i adsorbują żywicę w stanie statycznym, tworząc fizyczną strukturę sieciową, która utrzymuje określoną lepkość powłoki i zapobiega osiadaniu pigmentu i zapadaniu się powłoki.
Poddana działaniu sił ścinających powstałych podczas szczotkowania, natryskiwania i powlekania wałkiem struktura siatki natychmiast się rozpada, lepkość maleje, a konstrukcja jest gładka;
Po zaniku siły zewnętrznej struktura siatki szybko odzyskuje i utrzymuje swój kształt, co nazywa się odzyskiem tiksotropowym.
Cząstki wypełniacza o niemal kulistym kształcie, regularnej wielkości cząstek i gładkiej powierzchni pełnią w powłokach rolę podobną do „mikrołożysk kulkowych”, redukując tarcie w układzie, poprawiając plastyczność przepływu, pomagając w szybkim poziomowaniu powłoki, eliminując ślady pędzla i defekty.
Mieszając napełniacze o szerokim rozkładzie wielkości cząstek, powstaje szczelne upakowanie, zmniejszające zawartość wolnej żywicy, stabilizujące lepkość i nie utrudniające płynięcia, uzyskując dynamiczną równowagę pomiędzy wysoką tiksotropią a optymalnym wyrównaniem powłoki.
Mówiąc najprościej:
Budowa sieci z wypełniaczami = kontrola tiksotropii;
Cząsteczki smarujące wypełniacza = poprawiają poziom przepływu;
Naukowe łączenie wypełniaczy = osiągnięcie obu jednocześnie.
Różnywypełniaczewykazują zupełnie inny udział reologiczny w powłokach, a firmy mogą dokładnie wybierać w zależności od rodzaju powłoki:
Przedstawiciel: talk, proszek mikowy
Cechy: Tworzy warstwową, zachodzącą na siebie strukturę, silna tiksotropia, nadaje się do powłok konstrukcyjnych o powierzchni pionowej, takich jak farby ścienne, farby antykorozyjne i farby okrętowe.
Zalety: Doskonały efekt przeciw ściekaniu, poprawiający jednocześnie szczelność i twardość powłoki.
Przedstawiciel: Wollastonit, włóknisty węglan wapnia
Cechy: Wysoki współczynnik kształtu, mocna struktura siatki, odpowiednia do powłok wymagających powłoki o wysokiej odporności na osadzanie i dużej grubości.
Zastosowanie: wytrzymała powłoka antykorozyjna, powłoka podłogowa, podkład przemysłowy.
Przedstawiciel: wodorotlenek glinu, proszek kwarcowy, kulisty mikroproszek krzemu, wytrącony siarczan baru
Cechy: Gładkie cząstki, silny efekt walcowania, znacznie poprawiają poziomowanie, połysk, pełnię i zmniejszają lepkość systemu.
Zastosowanie: lakier nawierzchniowy, farba o wysokim połysku, farba do mebli, powłoki przemysłowe, powłoki elektroniczne.
Przedstawiciel: ziemia okrzemkowa, krzemionka w fazie gazowej, bentonit mikroporowaty
Charakterystyka: Silne działanie tiksotropowe, ale ilość dodawanej substancji musi być kontrolowana, aby nie wpłynąć na poziomowanie.
Zastosowanie: Szpachlówka, podkład, grubowarstwowa powłoka.
Mieszanka z talkiem, ciężkim wapniem i proszkiem miki, aby zapewnić tiksotropię i zapobiegać zwiotczeniu, a jednocześnie dobrze poziomować.
Składa się głównie z wolastonitu, proszku miki i siarczanu baru, z silną tiksotropią, powłoką o dużej grubości i bez osiadania.
Składa się głównie z sferycznego wodorotlenku glinu, wytrąconego siarczanu baru i mikroproszku krzemu, o najwyższym poziomie wyrównywania, wysokim połysku i dużej pełności.
Mieszaj wypełniacze o grubych i drobnych gatunkach, aby zapewnić wyrównanie, odporność na ściskanie i urabialność.
Głównie przy użyciu arkuszawypełniacze, o silnej tiksotropii, zapobieganiu zwiotczeniu i ulepszonym działaniu antykorozyjnym.
Zgodnie z trendem światowego przemysłu powłokowego rozwijającego się w kierunku wysokiej wydajności, niskich kosztów, stabilności i ochrony środowiska, precyzyjna kontrola tiksotropii i poziomowania poprzez wypełniacze stała się podstawową technologią projektowania nowoczesnych formuł powłok.
Wypełniacze to nie tylko materiały wypełniające, ale także modyfikatory reologiczne, polepszacze właściwości powłok i środki optymalizujące koszty. Rozsądny dobór morfologii cząstek, wielkości cząstek, pola powierzchni właściwej, modyfikacji powierzchni i schematów mieszania może umożliwić powłokom jednoczesne posiadanie:
-Doskonała tiksotropia: brak osiadania, brak ugięcia, łatwa w konstrukcji
-Doskonała zdolność poziomowania: brak śladów pędzla, wysoki połysk, idealna powierzchnia powłoki
-Większa stabilność: możliwość dostosowania do różnych klimatów i metod budowy na całym świecie
