Pobierz pełną wersję czasopisma
Transkrypt
Pobierz pełną wersję czasopisma
ADRES REDAKCJI: Instytut In¿ynierii Materia³ów Polimerowych i Barwników, Oddzia³ Farb i Tworzyw ul. Chorzowska 50 A, 44-100 Gliwice ) (32) 231-90-41, fax (32) 231-26-74, * [email protected] REDAKTOR NACZELNA: Dr in¿. Anna Œlusarczyk ) (32) 231-90-41 wew. 47 SEKRETARZ REDAKCJI: Ilona ¯mijowska ) (32) 231-90-41 wew. 41 ZESPÓ£ REDAKCYJNY: Kinga Czernecka, Izabela Gajlewicz, Edyta Gibas, Gra¿yna Kamiñska-Bach, Katarzyna Krawiec, Ewa Langer, Katarzyna Mrowiec, Marzena Nowicka-Nowak, Anna Paj¹k, Teresa Stareczek, Genowefa Toczko, Ma³gorzata Zubielewicz RADA PROGRAMOWA: Przewodnicz¹cy: Prof. dr Ryszard Koz³owski – Instytut In¿ynierii Materia³ów Polimerowych i Barwników, Toruñ Cz³onkowie: Prof. Gianni Camino, Politecnico di Torino, W³ochy Prof. dr hab. in¿. Krystyna Czaja – Uniwersytet Opolski Prof. Oleg Figovsky, R&D International Nanotechnology Research Center „Polymate”, Izrael Mgr in¿. Stanis³aw Gorzkowski – Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa Dr in¿. Katarzyna Jaszcz – Politechnika Œl¹ska, Gliwice Dr in¿. Janusz Kozakiewicz, profesor IChP – Instytut Chemii Przemys³owej, Warszawa Dr in¿. Stefan Kubica – Instytut In¿ynierii Materia³ów Polimerowych i Barwników, Toruñ Mgr in¿. Helena Kuczyñska – Instytut In¿ynierii Materia³ów Polimerowych i Barwników, Oddzia³ Farb i Tworzyw, Gliwice Cezary Malski – Fabryka Farb i Lakierów MALCHEM, Su³kowice Prof. dr hab. in¿. Jan £ukaszczyk – Politechnika Œl¹ska, Gliwice Claudio Pagella, Consortio PROCOAT, W³ochy Mgr in¿. Kajetan Pyrzyñski – PIW Delta, Œrem Dr in¿. Maciej Umiñski – Omya Sp. z o.o., Warszawa Prof. Gennady Zaikov – N.M. Emanuel Institute of Biochemical Physics Russian Academy of Sciences, Moskwa Dr hab. Maria Zielecka – profesor IChP – Instytut Chemii Przemys³owej, Warszawa Dr in¿. Ma³gorzata Zubielewicz – Instytut In¿ynierii Materia³ów Polimerowych i Barwników, Oddzia³ Farb i Tworzyw Gliwice WYDAWCA: Instytut In¿ynierii Materia³ów Polimerowych i Barwników ul. M. Sk³odowskiej-Curie 55, 87-100 Toruñ Internet: www.impib.pl Cena za numer: 45 z³ + 5% VAT Prace publikowane w czasopiœmie s¹ recenzowane przez specjalistów. PL ISSN 1230-3321 Farby i Lakiery PaintsandVarnishes CzasopismoNaukowo-Techniczne Nr 5/2013 Wrzesieñ–PaŸdziernik n Spis treœci n ¢ Spis treœci Artyku³y naukowo-techniczne A novel biopolymer based coating additive. Performance the natural way · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3 The use of TiO2-polymer composites to lower environmental impact and improve performance of waterborne paints· · · · 8 Nowa strategia optymalizacji farb dyspersyjnych za pomoc¹ wype³niaczy wielofunkcyjnych · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 19 Rynek wyrobów lakierowych AkzoNobel rezygnuje zprowadzenia sklepów firmowych w Niemczech · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 27 AkzoNobel pomyœlnie zakoñczy³ drug¹ fazê rejestracji 150 œrodków chemicznych w systemie REACH · · · · · · · · · · · · · · · 27 Brenntag otwiera Innovation & Training Center w Tajlandii, który bêdzie wspieraæ miêdzy innymi dzia³alnoœæ dotycz¹c¹ wyrobów lakierowych · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 27 BASF rozszerza sieæ globalnych oœrodków renowacji i otwiera nowe centrum szkoleniowe we W³oszech · · · · · · · · · · · · · 28 Rynek Azji i Pacyfiku – prognozy rynku wyrobów wodorozcienczalnych do 2016 roku · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 28 Evonik przeznacza jedn¹ z fabryk na produkcjê plastyfikatorów PCW nowej generacji · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 29 Alians British Coatings Federation i Oil & Colour Chemists’ Association· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 29 Markets and Markets przewiduje, ¿e globalny rynek surowców odnawialnych siêgnie 83,4 mld dolarów w 2018 roku · · 29 1 czerwca Cytec Coating Resins zmieni³ nazwê na Allnex · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 30 Eastman otwiera w pó³nocno-zachodniej Anglii liniê do produkcji systemów pow³okowych na wielk¹ skalê · · · · · · · · · · · 30 Markets and Markets analizuje rynek mikrosfer · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 31 Global Industry Analysts przedstawi³ raport dotycz¹cy rynku wêglanu wapnia · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 31 Strona g³ówna Publikacje Komercjalizacja B+R 2013 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 32 Clariant rozpocz¹³ budowê nowej fabryki w Polsce · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 32 Perspektywy wzrostu. Regionalny rynek Europy Wschodniej zdominowany jest przez farby do Rosji i Turcji · · · · · · · · · · 32 Wyroby lakierowe dla okrêtownictwa: trendy rynkowe in owe technologie · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 33 Europejski Tydzieñ Ma³ych i Œrednich Przedsiêbiorstw · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 34 Nowe wyroby i technologie Nowy, b³yskawicznie utwardzaj¹cy siê wyrób lakierowy do pod³óg · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 35 Estry kwasów t³uszczowych z soi maj¹ ni¿sz¹ zawartoœæ VOC · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 35 Œrodek o dzia³aniu antyporostowym przedziera siê przez d¿unglê przepisów Dyrektywy BPD · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 35 Omu³ki same kopi¹ sobie grób · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 36 Kontrolowanie ruchu cieczy na powierzchniach · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 36 Pow³oki zol-¿el: schronienie dla historycznych szyb okiennych · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 37 Synteza poliuretanów zgodnie z zasadami zrównowa¿onego rozwoju · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 37 Samonaprawiaj¹ce siê tlenki do ochrony cynku · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 38 Pigmenty z efektem specjalnym, kompatybilne z ¿ywicami, rozpuszczalnikami i tworzywami · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 38 Opracowywanie farb daj¹cych pow³oki trwale ³atwe do czyszczenia · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 38 Postêp w technologiach badañ starzeniowych · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 39 Dok³adniejsze analizy cz¹stek· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 39 Szczegó³owe badanie po³ysku· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 39 Szybsze cykle czasowe z nowymi pneumatycznymi aplikatorami kleju· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 40 Pomiary pod ró¿nymi k¹tami · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 40 Kredowanie mierzone ze szwajcarsk¹ precyzj¹· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 40 Droga do œwiata pe³nego kolorów · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 41 Plastifikatory bezftalanowe do klejów, pow³ok i uszczelniaczy · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 41 Nanotechnologia tworzy nowe cz¹stki · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 41 Synteza nowych hiperrozga³êzionych polimerów · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 42 Barwy s³oñca · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 42 Nowe nietoksyczne i nieblakn¹ce pigmenty · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 43 Nowe rozwi¹zanie dla przemys³u pow³ok – po³¹czenie cementu asfaltowego i ¿ywicy poliesteramidowej · · · · · · · · · · · · · 43 „Zielone wyroby lakierowe” – przegl¹d · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 44 Opisy bibliograficzne · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 46 Normalizacja· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 59 Imprezy krajowe i zagraniczne · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 61 2 Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n ¢ Artyku³y naukowo-techniczne Petra LENZ, Dr. Marc HANS, Dr. Hendrik LUTTIKHEDDE BYK-Chemie GmbH, T +49 281 670-0, [email protected] A NOVEL BIOPOLYMER BASED COATING ADDITIVE Performance the natural way Abstract: A novel micronized additive based on a renewable raw material provides excellent matting properties. Further beneficial effects, such as a pleasant surface touch and good mechanical properties are observed. The best results were achieved in UV systems, but the additive is suitable for solvent-free, solvent-borne and water-borne coatings. Introduction Coating additives belong to a broad and diffuse category of key components in a coating formulation. The additive function is very specific in nature and engenders a diversity of properties to a coating. Wetting and dispersing additives, for example, enhance a uniform pigment distribution and rheology additives improve the flow behaviour of the coating formulation. Defoamers and levelling agents play an important role with respect to the final coating quality. Within the same category, matting agents strongly influence the appearance of a coating and sometimes even its haptic. It is the purpose of this article to introduce a novel biopolymer based additive with emphasis on matting performance. The increased public awareness concerning sustainability and the preservation of nature leads to a high demand in eco-friendly pro- Figure 1: New matting additive by biotechnology ducts and even to new regulatory rules. Thus, the need for innovative and so called “green” solutions is greater than ever before and challenges all the components of a coating formulation, even if used in small quantities only. Biotechnology opened the door to an entirely new matting additive with a so far unprecedented combination of properties compared to conventional matting agents, such as waxes and silica’s. The new additive is based on a biopolymer, which is obtained by bacterial fermentation from sugars. The biopolymer based product originates from renewable resources, is fully biodegradable and GMO free (Figure 1). Matting of coatings Over the last years, the development of solvent-free formulations has been intensively pushed, also within the perspective of realizing more eco-friendly products. The omission of solvents results in new challenges; while conventional coatings are relatively easy to mat because the film is shrinking upon hardening due to emissions, solvent-free systems, such as for example 100% UV curable systems, are notoriously difficult to mat. Silica matting agents are very common and efficient in most coating systems. The amount of silica needed in solvent-free systems, especially for deep mat coatings, is significantly Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 3 n Artyku³y naukowo-techniczne n higher than in other coatings. Standard silica matting agents often cause a strong increase in viscosity and add additional thixotropy. Thus higher amounts of reactive diluents are needed or specially designed wetting and dispersing agents have to be used in order to reduce the viscosity, to give a newtonian flow behaviour and to provide anti settlement properties. There are also many organic modified silica matting agents available which do not influence the viscosity significantly, but these are less efficient in gloss reduction and often exhibit foam stabilization and less transparency. In general, wax additives do not influence viscosity as much as silica, but they are not efficient enough to achieve low gloss surfaces. With some amide waxes negative side effects like foam stabilization and haziness are observed as well. The benefit of using wax additives like modified HDPE are improved film properties, like e.g. mechanical resistance. Often wax additives are used in combination with silica because of improved film properties like scratch- and abrasion resistance. Furthermore, polymer matting agents are likely to be used, because of easy incorporation and little influence on viscosity. Nevertheless, they often don’t achieve the desired performance. In the following results obtained with the novel biopolymer are presented. Matting efficiency in 100% UV-systems The matting performance of the new bio based product was tested in three different solvent-free UV systems: a polyester acrylate, a polyurethane acrylate and an epoxy acrylate containing a photo initiator and DPGDA as reactive diluent. Untreated and treated silica were tested for comparison. The matting agents were incorporated in the formulations with a dissolver and after 24 hours the formulations were applied with a bar applicator on contrast cards and cured with a mercury vapour lamp (120W/cm, belt speed: 5m/min). The gloss of the cured films was measured with a micro-Tri-gloss form BYK-Gardner at an angle of 60°. 4 Figure 2: Gloss reduction of 3 selected additives in 3 common 100% UV-systems (additive dosage 7.5%, 20 µm dry film thickness) The matting efficiency of the novel micronized biopolymer, which was commercially launched as CERAFLOUR 1000, shows excellent matting with no detrimental influence on viscosity. E.g. an amount of 7,5% biopolymer in comparison to 7,5% non-treated silica occurred an increase of viscosity from 500 to 550 mPa·s in contrary to 500 to 3000 mPa·s in a polyester acrylate system. In comparison to treated silica the matting efficiency of the biopolymer is higher or equal in common UV-systems (Figure 2). In polyester acrylate and urethane acrylate systems the gloss could be reduced to 10-20% at an angle of 60° with 7,5% of added biopolymer based additive. This is comparable to non treated silica and better than treated silica. The incorporation of the biopolymer based additive is easy; no high shear force is needed. During incorporation dust- and foam stabilization were not observed. Uniformity of matting In UV systems a uniform gloss is commonly a big challenge. Small variances in film thickness can already generate gloss differences. The polyester acrylate described above was applied with different film thicknesses and the gloss was measured. In contrast to other matting agents, as for example treated and non-treated silica, wax and organic polymer, it was observed that with the novel additive, the gloss level is fairly independent from film thickness (Figure 3). Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n Figure 3: Gloss reduction of different matting agents at different film thicknesses (additive dosage 5%) Figure 4: Coating clarity as a function of additive (additive dosage 2%, 30 µm dry film thickness). The additive has also been tested in other systems than 100% UV. In many waterborne 1K, 2K and UV systems good matting efficiencies are observed. In most cases similar results as with conventional matting agents are obtained. In solvent-borne systems the matting properties are better than with wax additives and in some cases like silica. Combinations of the biopolymer with silica, polymer matting agents and wax additives are possible. with a dissolver into a 2K solvent based polyurethane system and after 24 hours the formulations were poured onto PE foils. The clarity was measured using a haze-gard plus (Figure 4). The haze value of the prepared films, also measured with the haze-gard plus, was 7 for the control, 22±1 for the coatings with amide wax, modified HDPE wax and the new bio based additive and 37 for the organic treated silica. The biopolymer containing film showed a higher clarity in comparison to treated silica or wax containing films, thus the biopolymer additive is particularly suitable for coatings with reduced gloss accompanied with a high see-through quality. This high transparency was also observed in 100% UV systems and in water based coatings. The orientation of the particles was very homogeneous in all systems. The cross section of films, prepared with a draw down on contrast cards with the above described 2K solvent based polyurethane system, was investigated by scanning electron microscopy. The images show a uniform distribution of the particles throughout the cross-section of the final coating (Figure 5). Clarity Generally, a transparent coating is defined as capable of transmitting light so that objects or images can be seen as if there was no intervening material. By incorporation of a matting agent into a coating the light that passes through the coating is partially scattered. Our visual perception can clearly differentiate between wide angle scattering and narrow angle scattering. Wide angle scattering diffuses light in all directions and leads to a loss of contrast, also known as haze. The latter, narrow angle scattering, diffuses light in a small angle range with high concentration. It impacts how fine details can be seen through the specimen, or in other words, it describes the clarity or see-through quality. [1] A high clarity is for example desirable for wood coatings: the graining of wood should be clearly visible. In order to evaluate coating clarity, the new bio based additive was compared to organic treated silica, amide wax and modified HDPE wax. The matting agents were incorporated Haptic properties and pleasant soft touch The haptic properties of an object describe the sense of feeling and are a popular field in research. It becomes increasingly important from a product competitive point of view. As many objects, like furniture for example, are protected by coatings the haptic properties can Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 5 n Artyku³y naukowo-techniczne n air film substrate organic treated silica CERAFLOUR 1000 Figure 5: Cross-section SEM images of coatings containing organic treated silica and CERAFLOUR 1000. be adjusted by the properties of the coating. Good haptic is in our definition a smooth surface with a soft touch effect. In order to test the haptic properties several samples based on polyester acrylate binder containing a photo initiator and DPGDA as reactive diluent were prepared. Silica, organic treated silica, amide wax, modified HDPE wax and the new bio based additive were used as matting agents. The coating was applied with a bar applicator to give a dry film with a thickness of 20 µm. There is, however, no equipment for testing haptic properties of coated samples. A number of individuals was asked to evaluate the samples by feeling them. The bio based additive containing coating was consistently judged as the smoothest and most pleasant, thus the biopolymer based additive improves the haptic of coatings. It is noteworthy to say, that the improved haptic doesn’t generate slip increase. The CoF (Coefficient of Friction) of the coating with and without the biopolymer is similar. 1,1 mm Coating surfaces were examined in more detail using a confocal 3D microscope (MicroSpy Topo DT from FRT GmbH). Representative images reveal differences in surface roughness and structure (Figure 6). The coating containing silica, which has the roughest touch, has a regular distribution of fine elevations at the surface. On the other hand, the coating containing the biopolymer based additive, which has the most pleasant touch, is characterized by regular distribution of coarse elevations. Easy incorporation and storage stability As already indicated above for the polyester acrylate system, the biopolymer based additive is in general easy to incorporate into all types of coating formulations without the formation of dust or the stabilization of foam. Additionally, good storage stability was observed in all kind of systems. In this respect, the bio based additive was added to a coating formulation 1,5 mm 1,5 mm rough touch smoother touch 0,0 mm 0,0 mm 0,0 mm silica pleasant soft touch organic polymer Figure 6: 3D microscope images of selected surfaces 6 Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 CERAFLOUR 1000 n Artyku³y naukowo-techniczne n Summary Silica CERAFLOUR 1000 Mod. HDPE Wax Figure 7: Storage stabilities of three additives in a 100% UV system after 4 weeks. and stored for 4 weeks at elevated temperatures. Applied coatings before and after storage presented the same low gloss values, nor seeds neither hard settlement could be observed. In 100% UV systems the biopolymer based additive is homogeneous in-can distribution, also after storage. In comparison, silica tends to settle and wax to cream as shown for a 100% urethane acrylate system (Figure 7). An innovative biopolymer based additive with an excellent combination of properties was developed. The product is 100% based on renewable resources and is completely biodegradable under normal conditions, like e.g. in landfills, with zero toxic waste as it is ultimately converted into carbon dioxide and water. The key benefits are excellent matting efficiency, especially in UV systems, combined with high transparency and a warm smooth haptic without influence on slip. Additionally, the additive improves scratch-, abrasion- and blocking resistance. It can be used in solvent free, solvent- and water-borne systems without detrimental influence on viscosity. Easy incorporation without dust formation and foam stabilization is combined with good storage stability of the coating systems. [1] www.byk.com, Instruments, BYK-Gardner catalogue, or http://www.byk.com/en/support/instruments/ downloads/catalog.html Improved film properties Results at a glance In general, the applied films containing the biopolymer based additive show a good levelling. In addition, it is observed that the additive may improve the scratch- and abrasion resistance of a coating. In this respect, the additive was, for example, incorporated into a system based on an acrylate dispersion. The applied films were subjected to different test methods, such as the SATRA rub test or the Taber abrasion test. Regarding the enhancement of the mechanical film properties, the biopolymer based additive performed better than silica and polymer matting agents, but was inferior in comparison to a modified HDPE wax. Combinations with modified HDPE wax is recommended to achieve addionally improvement of mechanical resistance. With the biopolymer based additive burnishing or polishing effects and finger marks were not observed. — An innovative biopolymer based coating additive is introduced. — The polymer is truly based on renewable resources and is fully biodegradable. — Normal addition levels afford excellent matting combined with a pleasant soft touch. — The matting efficiency, especially in UV coatings, is independent on film thickness. — The coatings show outstanding clarity and see through quality. — The biopolymer shows excellent storage stability, i.e. neither sedimentation nor creaming in UV systems. The article has been published in the European Coatings Journal in May, 2012. Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 7 n Artyku³y naukowo-techniczne n Andrew TRAPANI*, Marie BLEUZEN, Houshang KHERADMAND, Anne KOLLER, Lukasz ZUKOWSKI The Dow Chemical Company, Dow Coating Materials, Valbonne, France * [email protected] THE USE OF TIO2-POLYMER COMPOSITES TO LOWER ENVIRONMENTAL IMPACT AND IMPROVE PERFORMANCE OF WATERBORNE PAINTS Abstract: The hiding of conventionally formulated waterborne paints depends on a complex set of factors including the level of TiO2, the type and levels of extenders, and the interactions of the polymer and pigment particles with other paint additives. Replacing the conventional TiO2 with in-situ formed TiO2-polymer composites is found to yield a more uniform, less crowded distribution of TiO2 particles in both the dry and wet paint films. This effectively enhances the scattering efficiency of the TiO2 in the coating which can lead to lower pigment use levels and associated cost reductions. TiO2 use levels in these systems can be reduced by up to 20% while maintaining the opacity and tinting strength of the original coating. The mineral-polymer composite material is created under usual paint-making conditions using a dispersion polymer pre-composite and standard paint grades of TiO2. Forming a paint film from such composites ensures that the dry film structure is closer to the optimally desired architecture where each mineral particle is completely bound by polymer. The resulting film provides better barrier properties than one obtained from a traditionally formulated paint. The improvement in performance can manifest itself as improved efflorescence resistance, improved stain resistance, improved UV resistance, improved outdoor durability, etc. In most cases, the improvements in film properties will result in an extended service life for the coating and the article to which it is applied. A lifecycle assessment (LCA) of composite-based paints as compared to traditional paints was completed in accordance with ISO 14040 and 14044 (2006). This LCA was peer-reviewed and validated by a third-party auditor. Environmental indicators such as Green-House Gas Effect, Primary Energy Consumption, Resource Depletion, etc. were calculated over the full lifecycle for several painting schemes. The paints based on this new composite technology demonstrated reduced environmental impacts which can be directly traced back to their lower TiO2 content and improved film properties. Introduction The primary white hiding pigment in high quality architectural coatings is titanium dioxide, due to the scattering power produced by its very high index of refraction. [1] The scattering power of TiO2 also depends on its particle size [2] as well as on the geometry of the paint film. [3] As TiO2 particles are crowded close together by the high concentration needed to achieve full opacity the scattering efficiency decreases as the effective scattering volumes of the individual particles overlap (see Figure 1). [4] The high levels required, combined with the cost of producing modern coatings grades of TiO2, typically make this pigment one of the most costly raw materials in a paint formula- 8 tion. TiO2 is also one of the highest components of the total embedded energy required to produce coatings. In the past, improvement in the efficiency of this expensive and high energy ingredient has been achieved through use of polymeric microvoids, [5,6] extender pigments, [7] and inorganic coatings on the TiO2 particle. [8] There have also been a variety of approaches to using polymer-TiO2 composites to enhance TiO2 efficiency. [9] Recently we developed polymer particles (pre-composite dispersion polymers) which adsorb strongly to the TiO2, and thus can enable higher TiO2 efficiency than other adsorbing polymers. Wet hiding of the freshly applied latex paint can vary dramatically from formulation to formulation. The Cleveland Society for Coatings Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n Crowded TiO2: Two TiO2 particles with overlapping scattering volumes. Composite TiO 2: Two TiO2 particles are spaced by the adsorbed pre-composite polymer (small red spheres). Figure 1. Crowded TiO2 (left) compared with TiO2 spaced by a pre-composite, strongly adsorbing polymer (right). Note the reduced overlap of the scattering volumes of the individual TiO2 particles when they are coated by the pre-composite polymer. The reduction in overlap yields higher hiding in the paint film. Technology Technical Committee used the changes in hiding during film drying to observe differences in film formation, [10] and the impacts of pigment geometry, [11] polymer coalescence, [12] toning and film thickness, [13] and opaque polymer [14] on film formation. In the wet state the TiO2 is dispersed in water and its concentration is about one-third of what it will be in the dry paint film. The lower index of refraction of water relative to the binder and extender components of the dry paint film contributes to higher efficiency of the TiO2 in the wet paint. Crowding effects due to the packing of the pigment, extender, binder and opaque polymers are also not a factor in the initial wet hiding due to the low concentration of TiO2 in the wet paint. Microvoids, from either porosity above CPVC or opaque polymers, contribute significantly to the final dry hiding of the paints; but these voids have not yet developed in the wet paint. Wet hiding effects are important commercially as professional painters often equate the quality of the paint with its wet hiding. Initially all the latex paints which contain TiO2 drop in scattering power as they dry due to two primary effects: (A) the index of refraction rises from that of water to an average of the binder and extenders, thus reducing the contrast with TiO2 and lowering its scattering power; and (B) as the concentration of the TiO2 increases and the other particles restrict its location, the dependent scattering effects from the TiO2 crowding become significant. When the TiO2 use level in a formulation is low and a large amount of >CPVC porosity is a major source of dry hiding, the initial hiding of the wet paint can be lower than the final dry hiding of the paint. This can make it difficult for the painter to properly judge the color and hiding during the application process. In somewhat higher quality paints formulated only slightly above CPVC the initial wet and final dry hiding and color are closer together, which makes it easier to judge the final hiding and color during application. Below the CPVC the initial wet hiding is considerably higher than the dry hiding. This gives an impression of high quality during application, but this drop in hiding on drying can result in difficulty judging the final hiding and color during application. While wet hiding is a very sensitive probe for monitoring latex film formation through the drying phases, a number of other techniques have recently been used to help elucidate further details of latex film formation [15-18] and pigment distribution. [19] This improved understanding of film formation has helped the coatings industry to lower VOC in formulations while delivering high performance paints. Lowering TiO2 usage via polymer-TiO2 composites continues this effort to lower t he environmental impact of t he coatings. Experimental results Interactions of latex particles with TiO 2 have helped boost the scattering power of many paint formulations. But the efficiency of the TiO2 scattering in the formulation has varied with changes in surfactants, dispersants and thickeners. And that scattering has sometimes varied with time due to slow equilibration of the paint. Recently we developed adsorbing latex particles which interact more robustly with the TiO2 surface, making the final hiding of the paint less dependent on the additives in the paint. Defining the necessary Pre-composite/TiO2 Ratio. A key consideration in the formulation Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 9 n Artyku³y naukowo-techniczne n Brookfield (cps) of the composite is the number of pre-composite particles which are needed to saturate the TiO2 surface. If the TiO2 is not saturated, then the pre-composite particle can potentially bridge between two TiO2 particles. Bridging can continue, involving other pre-composite and TiO2 particles to make very large aggregates. This pre-composite: TiO2 ratio can be thought of in several metrics such as the number ratio, weight ratio or volume ratio of adsorbing latex particles per TiO2 particle. One particularly convenient metric is the PVC of the TiO2 in the composite, so we can treat the composite formulation similarly to the way we formulate paints. One can determine the Critical Composite Ratio (CCR), the PVC where the pre-composite saturates the TiO2 surface, by titrating TiO2 into the pre-composite. A 20 PVC, 38.7 VS Composite was prepared in a small container, adding the following materials in order with continuous good mixing: – Pre-Composite A – 43.57 g – Defoamer – 0.10 g – Water – 6.77 g – TiO2 Slurry Q (70% TiO2) – 23.30 g The Brookfield Viscosity (Spindle 4, 60 rpm) was determined. TiO2 was added in aliquots, with three minutes of mixing between additions. The viscosity was determined at the end of each three-minute mix. The results may be seen in Figure 2. 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% TiO2 PVC Figure 2. Critical Composite Ratio (CCR) Titration of Pre-Composite A with TiO2 Slurry Q. 10 As the TiO2 concentration increases, the number of saturated composite particles increases. Since the composite particle has a larger hydrodynamic volume than the individual pre-composite and TiO2 particles which form it, the viscosity will climb modestly. Once we approach the critical composite ratio, the viscosity increase becomes dramatic as bridging occurs between unsaturated composite particles. So the CCR for this combination of Pre-Composite A (a pre-composite polymer with a pure acrylic composition) and TiO 2 Slurry Q is about 35 PVC. Typically the composite should be formulated somewhat below the CCR to minimize the possibility of grit formation. Figure 3 shows Cryo-SEM images of composite particles. These composites were made with Pre-Composite B and TiO2 Slurries Q (left) and R (right) at 33.4 PVC and 40 VS. The samples were diluted and nebulized onto a cold substrate. The small droplets were then rapidly Figure 3. Cryo-SEM of composite formed with Pre-Composite B and TiO2 Slurries Q (above) and R (below). Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n frozen by immersion in liquid nitrogen cooled to -210°C (referred to as “Slushy” liquid nitrogen) and transferred into a Gatan Alto 2500 Cryo-SEM Prechamber mounted on a JEOL 6700 Field Emission Scanning Electron Microscope. The water was sublimed from the samples by warming them in the prechamber to -80°C and then coated with Au/Pd with a sputter coater. Note that the pre-composites are distributed uniformly over the surface of TiO2 Slurry Q in a fairly loose arrangement, but there are few places on the TiO2 Q particles where an additional pre-composite particle could bind. TiO2 R is less reactive than Q. In the right image of Figure 3 TiO2 R is not as saturated: there would be room for more pre-composite particles to bind. Reformulating with the Pre-composite in a 28% PVC Paint. The pre-composite needed to saturate the TiO2 surface is roughly half of the polymer volume in a conventional 30-40% total PVC paint. So there is typically room in the formulation for another polymer – the “letdown binder” – often the original binder in the starting point formulation. For example, Table 1 shows a comparison of a conventional acrylic semi-gloss formulation and one in which a TiO2-polymer composite has been used, with a reduction of total TiO2 of 20%. In this example the composite was made as a separate intermediate and the extender was subsequently Table 1. Semi-gloss Conventional and TiO2-Polymer Composite Paints Conventional Paint Weight (lb) Composite Pre-composite B Defoamer Water TiO2 Slurry Q Composite Subtotal Grind Water Dispersant Surfactant Defoamer Nepheline Syenite TiO2 Slurry Q Grind Sub-total Letdown Letdown Binder W Opaque Polymer Propylene Glycol Coalescent Defoamer Ammonia (28%) HEUR Thickener (ICI) HEUR Thickener (KU) Water Total Total PVC TiO2 PVC Volume Solids VOC (US) Volume (gal) Composite Paint Weight (lb) Volume (gal) 259.58 0.97 54.82 269.43 584.81 29.44 0.12 6.57 13.82 49.95 22.70 6.00 2.00 1.00 7.50 336.79 375.98 2.72 0.68 0.25 0.12 0.34 17.27 21.39 2.62 0.36 2.00 0.00 7.50 0.00 597.29 0.31 0.04 0.25 0.00 0.34 0.00 50.90 454.04 23.50 9.00 4.50 1.00 0.80 30.00 5.00 153.61 1057.44 28.16 22.94 33.96 48 51.60 2.75 1.04 0.57 0.12 0.11 3.45 0.58 18.40 100.00 262.38 23.50 9.00 4.50 1.00 0.80 25.09 4.02 94.73 1022.31 23.14 18.02 34.59 47 29.82 2.75 1.04 0.57 0.12 0.11 2.88 0.47 11.35 100.00 % % % g/l % % % g/l ground with the composite in the same vessel. This composite intermediate has a PVC of 32.7% and a volume solids of 38.1%. Since the pre-composite coats and stabilizes the TiO2, the dispersant level has been reduced to that needed by the extender. Table 2 gives viscosity and appearance properties for paints made following the recipe in Table 2. Semi-Gloss viscosity and appearance results (formulations in Table 1) Paint Type Letdown Binder Conventional Acrylic W Composite Acrylic W Conventional Acrylic X Composite Conventional PVA Y Composite Acrylic X PVA Y Conventional EVA Z Composite EVA Z Wt (lb/100 gal) TiO 2 Slurry Q 337 269 337 269 337 269 337 269 HEUR (ICI) 30 25.10 30 25.08 30 25 30 24.76 HEUR (KU) 5 4.03 5 4.12 9.5 3.97 13.5 12 Viscosity KU 104 108 84 100 82 91 90 108 KU equilib. 112 115 105 106 86 94 95 118 ICI 1.2 1.4 0.9 1.4 1.3 1.4 1.6 1.7 1 1.3 1.13 1.37 1.32 1.38 1.7 1.95 6.92 91.0% 7.07 100.0% 7.39 96.9% 7.02 100.2% 6.42 87.4% 7.13 98.9% 6.50 87.0% 7.01 100.0% 0.9833 0.9864 0.9760 0.9868 0.9746 0.9866 20° Gloss 22 32 29 35 20 32 21 30 60° Gloss 62 65 65 66 62 66 62 64 ICI equilib. Hiding S/mil Tint Strength Rub Up Contrast Ratio light Gloss Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 11 n Artyku³y naukowo-techniczne n Table 1. Four very different conventional binders were used in this experiment: a premium acrylic binder W, an economy acrylic binder X, a PVA binder Y and an EVA binder Z. Note that in all four letdown binders, the total thickener demand is lower in the composite paints. The TiO 2 -polymer composite has a higher hydrodynamic volume than the volumes of individual polymer and pigment particles it is made of, which typically reduces the level of thickeners needed to achieve the target viscosity profile of the paint. It is particularly striking that although the conventional paint hiding varies widely among the four binders, the hiding and color in the composite paints is constant within the experimental error expected for S/mil, Tint Strength and Contrast Ratio. Note that the conventional formulation with acrylic X has a light rub-up problem, so the color acceptance issue breaks the otherwise strong agreement between S/mil and Tint Strength. Conventionally formulated paints vary widely in the TiO2 efficiency due to interactions of the pigment with the binders, thickeners, surfactants and dispersants in the formulation. TiO2-composite paints are much less sensitive to the loss of efficiency due to these complex interactions. Despite the 20% TiO2 reduction in the formulation, three of the four composite systems have higher hiding, so even more TiO2 could be removed to achieve a hiding match. In acrylic binder X, the hiding is slightly lower in the composite paint, and a hiding match would probably be found between 10 and 15% TiO2 reduction. In the reformulation shown in Table 1 there is a 5 PVC drop between the conventional and the composite formulations due to the 20% reduction in the TiO2 level. That drop in PVC contributes directly to the increase in the gloss values seen in Table 2. In a more practical reformulation the total PVC and Volume Solids could be held constant by increasing the levels of opaque polymer and extender. Since the opaque polymer contributes independently to the scattering of the paint, the TiO2-polymer composite technology can be combined with the use of opaque polymer to maximize TiO2 12 reduction in the paint. Opaque polymer is similar in particle size to TiO2 which gives it a similar gloss potential, so it is particularly useful in maintaining the gloss level while replacing the dry volume of TiO2 removed in the reformulation. A precise match can then be achieved by balancing the opaque polymer and extender levels to fine-tune the gloss. Refor mulations wit h St yrene-acr ylic Pre-composites. The previous results were obtained with a pre-composite polymer with a pure acrylic composition, however the pre-composite polymer can be made with other chemistries such as styrene-acrylic (SA) or even vinyl-acrylic. Table 3 contains a reformulation of a 54% PVC conventional paint based on traditional SA dispersion polymer requiring coalescent. The composite paint is made with a pre-composite SA polymer that also requires coalescent. At this total %PVC and %PVC of TiO2 (originally 16,5%) the pre-composite SA polymer makes up about two-thirds of the total binder in the reformulated paint (i.e, one-third of the original, conventional SA polymer re- Table 3. 54% PVC Conventional SA and TiO2-Polymer Composite SA Paints Trials Conventional Paint Composite Paint Grams Grams 176.39 13.75 3.00 1.00 2.00 20.02 179.32 149.44 49.81 79.70 674.43 178.35 7.28 3.00 4.55 1.00 2.00 20.01 154.91 160.72 53.57 85.72 671.11 282.10 16.50 14.10 10.87 2.00 1000.00 16.52 54 40.5 209.33 86.64 6.99 13.80 10.13 2.00 1000.00 14.12 54 40.5 Grind Water Dispersant Defoamer KTPP Ammonia (28%) HEC Thickener Propylene Glycol TiO2 Extender 1 Extender 2 Extender 3 Grind Sub-total LetDown SA Pre-composite (Hard) Conv. SA binder (50%) HEUR Thickener Coalescent Water Defoamer Totals TiO2 PVC % Total PVC % VS % Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n mains in the reformulated paint.) The paint making process for the composite reformulation in Table 3 was a standard grinding process followed by the straight-forward introduction of the pre-composite SA polymer and the let-down binder. No special manufacturing steps were introduced. The original paint contains 16,5% by volume (dry) and 17,9% by weight (wet) TiO2. The reformulated paint contains 14% less TiO2 by weight (wet) and 15% less TiO2 by volume (dry). There is also less dispersant and thickener in the reformulated paint. The basic dry film properties are compared in Table 4. We observe that the dry hiding of the composite SA paint, as measured by the contrast ratio method or Kubelka-Munk Scattering, is essentially the same as the original paint even though the composite SA paint contains about 15% less TiO2. The gloss properties and scrub resistance of the two paints are also essentially identical. Thus we see that the pre-composite technology works just as well when the pre-composite binder and the original binder are SA polymers (requiring coalescent). Table 4. Basic dry film properties of the conventional and composite paints (SA chemistry, Table 3 formulations) Control SA Composite Conventional SA reform. w/15% less binder TiO2 PVC DRY HIDING Contrast Ratio (150 µm) 95.7 95.6 Kubelka -Munk Light scattering (s/mil) 4.59 4.47 20° 1.2 1.2 60° 3.1 2.5 85° 4.5 3.0 3.03 3.17 GLOSS SCRUB RESISTANCE, Average Loss, dft, µm The pre-composite technology has also been examined in the context of coalescent-free (i.e., self-film-forming) paints. Table 5 contains an example of a self-filming, PVC 80%, TiO2 PVC 9% interior wall paint based on a conventional, soft SA polymer. This table also contains the Table 5. 80% PVC Conventional Self-filming SA and TiO2-Polymer Composite SA Self-filming Paints Trials Conventional Paint Grams Composite Paint Grams 281.59 8.43 3 4 93.20 225.45 112.74 102.48 51.24 882.13 278.53 3.24 3 4 84.05 228.77 114.40 103.99 52.00 871.98 Grind Water Dispersant Defoamer HEC Thickener TiO2 Extender 1 Extender 2 Extender 3 Extender 4 Grind Sub-total LetDown Pre -composite SA (Soft) (45%) Soft, self-filming conv. SA (50%) Water Defoamer Totals TiO2 PVC % Total PVC VS % 109.20 6.67 2.00 1000.00 9.0 80.0 41.5 113.48 12.54 2.00 1000.00 8.1 80.0 41.5 reformulated paint based on a self-filming (soft) SA pre-composite polymer. Since this paint starts with a low TiO2 content of 9% PVC, the TiO2 in the original formulation is statistically less crowded and so the amount of TiO2 that can be removed (at equal hiding) is also reduced. Therefore, the pre-composite based reformulation shows a TiO2 reduction of about 10%. There is also a reduction in the amount of dispersant needed in the composite paint as the pre-composite polymer plays a role as pigment dispersant. We note that in this type of formulation, the amount of pre-composite needed to coat the TiO2 represents almost all of the binder in the reformulated paint. The paint making process for the paints in Table 5 is the same as that used for Table 3 (traditional paint making process). The resulting dry film properties for the paints described in Table 5 are shown in Table 6. As with the coalesced SA paints, in this category of high PVC, self-filming SA paints, the composite SA paint shows the same hiding (only determined via contrast ratio since at this PVC the films are too brittle for the Kubelka-Munk scattering method) even though the composite based paint contains 10% less TiO2. As one can see in Table 6, the gloss and scrub Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 13 n Artyku³y naukowo-techniczne n resistance remain essentially unchanged when reformulating with the self-filming SA pre-composite. Table 6. Basic dry film properties of the conventional and composite paints (SA chemistry, Table 5 formulations) Control Conventional Selffilming, SA binder Self-filming SA Composite reform. w/10% less TiO2 PVC DRY HIDING Contrast Ratio (150 µm) 95.9 95.8 20° 1.2 1.2 60° 2.3 2.2 85° 6.1 5.4 Bird Applicator on the opacity chart and the mask was placed on the wet film with the open slot over the white portion of the chart. Y ref lectance was measured wit h a portable Gardco 45°/0° Novo-Shade Reflectometer which was placed directly on the mask. At each point in time an average of three Y reflectance readings was recorded at points pre-marked on the mask. The results in Figures 4 and 5 demonstrate that despite the 20% reduction in the TiO2 in these formulations, the reflectance with time is GLOSS White Flat Y Reflectance 92 Standard 1 Standard 2 Composite 1 Composite 2 90 SCRUB RESISTANCE, Average Loss, dft, µm 39 34 86 84 82 80 0.01 Tint Strength And Sheen Matched Paints TiO2 Reduction Total PVC Volume Solids Binder Type Thickener Type 14 Flat Paint Conventional 0% 53.4% 38.2% Acrylic HEUR Conventional 0% 34.0% 34.7% Acrylic HEUR 10.00 100.00 White Semi-Gloss Y Reflectance 93 Standard 1 Standard 2 Composite 1 Composite 2 92 91 90 89 88 87 0.10 1.00 10.00 100.00 Dry Time (hours) Semi-Gloss Paint Composite 20% 53.4% 38.2% Acrylic HEUR 1.00 Figure 4. Wet hiding measurements on flat white paints. Two trials were made with each paint and are plotted separately. The solid lines with the triangles are the conventional paint runs. The dashed lines with the squares are the composite paints. 86 0.01 Table 7. Formulation descriptions for wet hiding experiments 0.10 Dry Time (hh:mm:ss) Y avg The reformulations presented in Tables 1, 3 and 5 are quite varied. They cover a wide range of total paint PVC from 28% to 80% and a wide range of TiO2 PVC from 9% to 23%. These reformulations have been effective wit h all-acrylic and styrene-acrylic polymer compositions. Initial scouting results lead us to believe that the pre-composite technology will also be effective with vinyl-acrylic polymer compositions. This set of data demonstrates that the pre-composite technology can be a robust tool for lowering the TiO2 content of a paint without sacrificing hiding or other film properties. Pre-composites and Wet Hiding. The wet hiding was measured in white paints on Leneta 5C opacity charts. Both flat and semi-gloss formulations were examined. Table 7 contains a general description of the formulations. A second opacity chart was cut as a mask, with a 50 mm slot open for the reflectance readings. The paint was cast with a 75 micron Y avg 88 Composite 20% 29.8% 34.7% Acrylic HEUR Figure 5. Wet hiding measurements on semi-gloss white paints. Two trials were made with each paint and are plotted separately. The solid lines with the triangles are the conventional paint runs. The dashed lines with the squares are the composite paints. Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n quite similar for both standard and composite paints. In other words, the paints are matched for both wet and dry hiding. This result is quite surprising. One would expect that the increase in index of refraction would affect TiO2 and TiO2-polymer composites similarly. Likewise, in both types of paint, the TiO2 concentration in the wet film is approximately one third what it is in the dry film, so one would expect the TiO2 to be well spaced in the wet film. These index of refraction and spacing effects should combine to give similar TiO2 scattering efficiency in both wet paints, but with 20% less TiO2 in the composite paint that would result in 20% less wet hiding than the conventional. However, observations in our laboratory on a variety of standard-to-composite paint reformulations are very similar to the results here. The TiO2-polymer composite clearly enhances wet scattering power beyond what would be expected from these simple index of refraction and dependent scattering effects. Perhaps interactions of the TiO2-polymer composites with other paint ingredients, such as the letdown binder, thickener, surfactants and dispersants, enhances the TiO2 distribution in the wet composite paints relative to conventional paints. The impact of pre-composites on properties other than hiding Recent work is demonstrating that in many cases, film properties of the composite-based paints can actually be better than the original formulation because the composite particles allow for the formation of a more homogenous, tighter paint film with fewer defects (see Figure 6). Results of comparing a conventional paint with an analogous paint formulated with the pre-composite technology has generally shown that the composite-based paint yields better barrier properties. One example of the improved barriers properties is shown in Figure 7, where the salt-spray resistance of a conventional water-borne paint and an analogous one made with pre-composite technology is compared. The self-assembled film given by the Figure 6. Film quality benefits from polymer-TiO2 composites. Films made from composite polymer (red spheres)-TiO2 (green spheres) are self-assembling in the sense that the alternation between binder and pigment particles is assured. The resulting film has less defects than a film formed from a conventional waterborne binder and is likely to show improvements in barrier properties. composite technology provides a better barrier to the ingress of sodium and chloride ions as compared with the conventional paint. In similar experiments, we have observed that a composite-based paint film will yield comparative improvements in properties such as: stain removal, dirt-pick-up resistance, tannin stain blocking, efflorescence resistance over cementitious substrates, chalking resistance and colour fading. As usual, the type and degree of improvement will depend on the per- Figure 7. Comparative salt-spray resistance of a conventional waterborne paint (left) with an analogous paint made with pre-composite technology. Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 15 n Artyku³y naukowo-techniczne n formance of the original formulation and the type of test conducted. However, our overall experience has so far shown us that these types of improvements are generally observable when formulating with the pre-composite technology. Life cycle assessment and environmental impact considerations In order to understand the possible environmental impacts arising from the adoption of this pre-composite technology, we performed a comparative Life Cycle Assessment (LCA) of waterborne paints for interior or exterior wall protection and decoration in the context of the European paint market. The goal of this LCA is to obtain an objective assessment of the environmental performance of the water-borne paints produced with the pre-composite technology described above and many pre-existing conventional binder technologies (e.g., acrylic, styrene/acrylic, vinyl acetate/acrylic, vinyl acetate/ethylene and alkyd emulsion) used for wall protection and decoration, and compare the results in order to help advance our industry’s understanding of the situation. While the space limitations here will not allow for the full listing of the formulations studied, the formulations presented above in Tables 1, 3 and 5 are similar to those used in this LCA. The LCA is performed in compliance with the requirements of International Standards (ISO 14040 and ISO 14044). A third party review and peer reviews have been performed by LCA and industry experts to provide independent opinions on this study. Several waterborne paint formulations reflecting typical PVCs are assessed in this LCA. Life cycle stages (system boundary) considered are Production, Application, Maintenance and End-of-life, for all materials. We have selected the following life-cycle inventory indicators and aggregated environmental impact categories to assess the environmental performance of the waterborne paints: primary energy consumption, total water consumption, total solid waste production, wastewater Chemical Oxygen Demand (COD), atmospheric (non-methane) Volatile Organic 16 Carbon (NMVOC) emissions, depletion of abiotic resources, increase of the greenhouse gas effect (GHG), acidification potential, human toxicity and eutrophication potential. The functional unit used in this study is defined as: To cover 1 m2 of wall surface for 20 years (based on standard quality criteria for the paint). Depending on paint density and durability data/assumptions, the above functional unit can be translated into total consumption of 0.34 to 0.71 kg of the studied water-borne paint formulations as top-coat (2 to 4 applications). All results and conclusions of this LCA are referring to this functional unit, unless specified otherwise. The data used in this LCA is collected from various sources, including primarily emulsion/dispersion polymer production data collected directly from Dow factories, academic LCA publications, regional, national or sectoral standards and interviews with research institutes and paint manufacturers. When direct data is not available, assumptions have been made according to discussions with industry experts and then validated with paint manufacturers. The data and assumptions are used to build life cycle models for waterborne paints in PriceWaterhouseCoopers’ TEAM™ LCA software. [20] Life Cycle Inventories (LCI) for all materials are then generated for result interpretation and analysis. During the defined life cycle, production stages for waterborne paints (Raw materials, Emulsion/dispersion and Paint) contribute the most environmental impact. For the production of 1kg of waterborne paint, the embedded impact of raw materials contributes the most environmental impact and other production processes contribute only a small portion. Going further into the details reveals that in waterborne white paints, most of the embedded environmental impacts can be traced back to either the binder (dispersion polymer) or the pigment (TiO2), with the pigment being the overall largest contributor in most cases (contribution of the pigment is often about twice that of the binder). Figure 8 shows the comparative results for the functional unit defined above for white Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n Pre-composite Ref: Pre-composite = 100 Figure 8. LCA results for the functional unit for interior wall paints at 70% total PVC. Pre-composite technology (green) is taken at the reference at 100 and all other binder technologies are represented relative to this reference. The pre-composite technology yields the lowest impact for all impact categories compared to the other binder technologies. Figure 9 shows the comparative results for the functional unit defined above for white exterior masonry paints at 50% overall PVC. As with the case examined in Figure 4, the pre-composite technology (with all-acrylic polymer composition) yields the lowest impact for all the categories compared to the other binder technologies. Once again the drivers for the decrease in impact is driven by the TiO2 reduction (-15% by weight compared to the conventional formulation) and performance improvements. The results shown in Figures 8 and 9 can be extended to all of the paint formulation scenarios studied in this LCA. In general, the paint based on the pre-composite technology yielded the lowest impacts across the categories. Conclusions interior wall paints at 70% overall PVC. The pre-composite technology (with all-acrylic polymer composition) yields the lowest impact for all the categories compared to the other binder technologies. This result is mainly driven by the reduction in TiO2 made possible by the pre-composite technology but the improved durability of the composite-based paint also plays a role in lowering the overall impact of the paint. Pre-composite Ref: Pre-composite = 100 Figure 9. LCA results for the functional unit for exterior masonry paints at 50% total PVC. Pre-composite technology (green) is taken at the reference at 100 and all other binder technologies are represented relative to this reference. The pre-composite technology yields the lowest impact for all impact categories compared to the other binder technologies. The stronger interactions of pre-composite particles with TiO2 give higher and more consistent hiding efficiency than less strongly interacting polymer particles. By creating robust TiO2-polymer composites, formulators can lower the energy and raw materials cost of delivering both wet and dry hiding in their paints while still delivering premium performance to other properties such as stain and scrub resistance. The combination of the pre-composite and the letdown binder gives additional flexibility to the formulators in optimizing the quality and environmental impact of their paints. The pre-composite technology can be a formulation tool to more efficiently use a relatively costly raw material like TiO2. In this way, the paint formulator can possibly reduce costs while at the same time the resulting paint might be higher performing in terms of film properties and environmental profile (as measured via an LCA methodology). Acknowledgements The authors thank the following for their contributions and collaboration relative to the work presented in this paper: Dan Bors, Ward Brown, Susan Fitzwater, John Hook, Odile Quet, John Reffner, £ukasz Zukowski (all of The Dow Chemical Company). Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 17 n Artyku³y naukowo-techniczne n REFERENCES 12. Anwari, F., Carlozzo, B.J., Chokshi, K., Chosa, M., 1. Braun, J.H., Baidins, A., Marganski, R.E., “TiO2 pig- DiLorenzo, M., Heble, M., Knauss, C.J., McCarthy, J., ment technology: a review”, Progress in Organic Coat- Rozick, P., Slifko, P.M., Stipkovich, W., Weaver, J.C., ings, 20, No. 2, 105-138 (1992). and Wolfe, M., “Changes in Hiding During Latex Film 2. Ross, W.D., “Theoretical Computation of Light Scatter- Formation: Part III. Effect of Coalescent Level and La- ing Power”, Journal of Paint Technology, 43, No. 563, tex Properties”, Journal of Coatings Technology, 64, No. 804, 79-86 (1992). 50-66 (1971). 3. Steig, F.B., “The Effect of Extenders on the Hiding 13. Anwari, F., Carlozzo, B.J., Chokshi, K., Chosa, M., Power of Titanium Pigments”, Official Digest, 31, No. DiLorenzo, M., Heble, M., Knauss, C.J., McCarthy, J., 408, 52-64 (1959). Rozick, P., Slifko, P.M., Stipkovich, W., Weaver, J.C., 4. Fitzwater, S, and Hook, J.W., “Dependent Scattering and Wolfe, M., “Changes in Hiding During Latex Film Theory: A New Approach to Predicting Scattering in Formation: Part III. Effect of Coalescent Level and La- Paints”, Journal of Coatings Technology, 57, No. 721, tex Properties”, Journal of Coatings Technology, 64, No. 804, 79-86 (1992). 39-47 (1985). 5. Fasano, D.M, “Use of Small Polymeric Microvoids in 14. Anwari F., Carlozzo, B.J., Chokshi, K., DiLorenzo, M., Formulating High PVC Paints”, Journal of Coatings Heble, M., Knauss, C.J., McCarthy, J., Patterson, R., Technology, 59, No. 752, 109-116 (1987). Rozick, P., Slifko, P.M., Stipkovich, W., Weaver, J.C., 6. McDonald, C.J., Devon, M.J., “Hollow latex particles: and Wolfe, M., “Changes in Hiding During Latex Film synthesis and applications”, Advances in Colloid and Formation: Part V. Effect of Opaque Polymer”, Journal Interface Science, 99, No. 3, 181-213 (2002). of Coatings Technology, 65, No. 821, 39-48 (1993). 7. Steig, F.B., “The Dilution Efficiency of Extenders”, 15. Sperry, P.R., Snyder, B.S., O’Dowd, M.L., and Lesko, Journal of Coatings Technology, 53, No. 680, 75-79 P.M., “Role of Water in Particle Deformation and Com- (1981). paction in Latex Film Formation”, Langmuir, 1994, 10, 8. Steig, F.B., “Avoiding Excessive Titanium Costs”, Journal of Coatings Technology, 53, No. 682, 65-69 (1981). 9. Herk, A.M. “Encapsulation of Inorganic Particles”, Polymeric Dispersions: Principles and Applications, 435-450 (1997). 2619-2628 (1994). 16. Winnik, M.A., “Latex Film Formation”, Current Opinion in Colloid and Interface Science, 2, 192-199 (1997). 17. Provder, T., and Urban, M., Editors, Film Formation in Coatings: Mechanisms, Properties, and Morphology, 10. Anwari, F., Carlozzo, B.J., Chokshi, K., Chosa, M., Oxford University Press, Washington, DC (2001). DiLorenzo, M., Knauss, C.J., McCarthy, J., Rozick, P., 18. Ma, Y., Davis, H.T., and Scriven, L.E., “Microstructure Slifko, P.M., and Weaver, J.C., “Changes in Hiding Dur- development in drying latex coatings”, Progress in Or- ing Latex Film Formation”, Journal of Coatings Tech- ganic Coatings, 52 (1), 46-62 (2005). nology, 62, No. 752, 43-54 (1990). 11. Anwari, F., Carlozzo, B.J., Chokshi, K., Chosa, M., 19. Ingham, B., Dickie, S., Nanjo, H., and Toney, M.F., “In situ USAXS measurements of titania colloidal paint DiLorenzo, M., Heble, M., Knauss, C.J., McCarthy, J., films during the drying process”, Journal of Colloid Rozick, P., Slifko, P.M., Stipkovich, W., Weaver, J.C., and Interface Science, 336, 612-615 (2009). and Wolfe, M., “Changes in Hiding During Latex Film 20. Information on the TEAM™ software and methodo- Formation: Part II. Particle Size and Pigment Packing logy is available at https://ecobilan.pwc.fr/ Effects”, Journal of Coatings Technology, 63, No. 802, uk_tools.php (accessed May 2012). 35-46 (1991). 18 Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n dr Oliver KALTENECKER NOWA STRATEGIA OPTYMALIZACJI FARB DYSPERSYJNYCH ZA POMOC¥ WYPE£NIACZY WIELOFUNKCYJNYCH Wprowadzenie Farby dyspersyjne, jako farby produkowane w wielu milionach ton podlegaj¹ silnej presji cenowej. Aby przetrwaæ ekonomicznie w tym wysoko konkurencyjnym œrodowisku producenci farb s¹ zmuszeni optymalizowaæ ustawicznie swoje receptury pod wzglêdem kosztów. Ze zrozumia³ych wzglêdów dotychczas czyniono to przewa¿nie w przypadku drogich komponentów jak spoiwa czy pigmenty, poniewa¿ tu widziano najwiêkszy potencja³ oszczêdnoœciowy. W niniejszym badaniu wykazane zostan¹ mo¿liwoœci, jak osi¹gn¹æ znacz¹ce oszczêdnoœci za pomoc¹ optymalizacji (przetworzenia) pakietu wype³niaczy. Czym jest pakiet wype³niaczy? Wype³niacze to drobnocz¹steczkowe, nierozpuszczalne, nieorganiczne produkty, które w ró¿nych proporcjach zawarte s¹ we wszystkich farbach dyspersyjnych. Tak zwany pakiet wype³niaczy sk³ada siê najczêœciej ze zmielonej kredy (Grounded Calcium Carbonate GCC) i/lub m¹czki marmurowej, które jako niedrogie produkty masowe stosowane s¹ w du¿ych iloœ- ciach w farbach dyspersyjnych (rys. 1, tab. 1). Oprócz tego istniej¹ wype³niacze funkcyjne, którym w farbach dyspersyjnych przypisywaoptymalizacja efekty wtórne pakiet wype³niaczy spoiwo pigment dodatki uszlachetniaj¹ce const. Rys. 1 „Model schematyczny” farby dyspersyjnej: optymalizacja pakietu wype³niaczy generuje efekty wtórne przynosz¹ce znacz¹ce oszczêdnoœci drogich surowców. na jest okreœlona funkcja (por. tab. 1). S¹ one dro¿sze ni¿ kreda czy m¹czka marmurowa i wystêpuj¹ w farbach w mniejszych iloœciach. Tab.1. Przegl¹d wype³niaczy stosowanych w farbach dyspersyjnych Wype³niacz Typ Efekty wtórne Kreda Wêglan wapnia Grounded Calcium Carbonate (GCC) Nie M¹czka marmurowa Wêglan wapnia Nie Talk Krzemian magnezu Nie Ziemia okrzemkowa, Diatomit Dwutlenek krzemu Nie Mika Krzemian glinu Nie Glinokrzemiany Str¹cane glinokrzemiany Nie Str¹cany wêglan wapnia Precipitated Calcium Carbonate (PCC) Nie DORKAFILL® H Kalcynowany, uszlachetniony kaolin Tak DORKAFILL® Pro_Void Kalcynowany, uszlachetniony kaolin Tak Typowe wype³niacze Wype³niacze funkcyjne Wype³niacze wielofunkcyjne Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 19 n Artyku³y naukowo-techniczne n Istnieje jeszcze trzecia klasa wype³niaczy, tzw. wype³niacze multifunkcyjne, które zyska³y ostatnio na znaczeniu. Charakteryzuj¹ siê one tym, ¿e spe³niaj¹ kilka funkcji jednoczeœnie oraz oddzia³uj¹ pozytywnie na w³aœciwoœci farb dyspersyjnych jak i na jakoœæ pokrycia œcian. Do tej grupy nale¿¹ na przyk³ad uszlachetnione (kalcynowane) kaoliny firmy Dorfn e r : D OR K A F I L L ® H i D OR K A F I L L ® Pro_Void. — Nale¿y zrealizowaæ znacz¹ce obni¿enie kosztów surowców! — W³aœciwoœci farb dyspersyjnych ew. pow³ok musz¹ pozostaæ niezmienione lub byæ lepsze ni¿ poprzednio! — Farba dyspersyjna musi po optymalizacji nale¿eæ do tej samej lub lepszej klasy jakoœci! — Liczba surowców do zoptymalizowanej farby powinna siê wedle mo¿liwoœci zmniejszyæ w porównaniu do stanu poprzedniego! Zadania i cele Materia³ i metody Do tego nowego opracowania, niestosowanego dotychczas w tej formie, wybrano trzy farby dyspersyjne (produkty handlowe) œredniej i wy¿szej klasy. Uchodz¹ one w³aœciwie za „sformu³owane”. Oznacza to, ¿e nie dysponuj¹ one ju¿ ¿adnym godnym wzmianki potencja³em do poprawy ich jakoœci ew. sytuacji kosztowej w zakresie surowców. Ka¿da dalsza optymalizacja przynios³aby jedynie marginalne efekty, spowodowa³aby natomiast wysokie koszty. Oczekiwane korzyœci mia³yby siê zatem nijak do nak³adów, jakie nale¿a³oby ponieœæ. Mimo to podjêto w tych recepturach próbê optymalizacji wype³niaczy, która jest technicznie sensowna i op³acalna pod wzglêdem ekonomicznym. Temu przedsiêwziêciu, optymalizacji „sformu³owanych” receptur poprzez pakiet wype³niaczy, postawiono nastêpuj¹ce ambitne cele: Pakiet wype³niaczy trzech farb dyspersyjnych poddanych badaniu, zawiera³ kredê i/lub m¹czkê marmurow¹ w ró¿nych proporcjach i dodatkowo do trzech funkcyjnych wype³niaczy. Aby zachowaæ przejrzystoœæ zmiennych podczas prób optymalizacji, niezmieniony we wszystkich recepturach pozosta³ rodzaj spoiwa, pigmentów jak i dodatków uszlachetniaj¹cych. Równie¿ kredê (GCC) i/lub m¹czkê marmurow¹ zachowano jako sk³adniki pakietu wype³niaczy tak jak w oryginalnych formu³ach. Tylko funkcyjne wype³niacze zast¹pione zosta³y wielofunkcyjnymi. Zastosowano DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void firmy Dorfner, Hirschau (Niemcy), które zachowywa³y siê nadzwyczaj dobrze podczas tych badañ. Obiecuj¹co zatem wygl¹da³y perspektywy optymalizowania przy ich pomocy „sformu³owanych” ju¿ farb w celu podwy¿szenia objêtoœ- Tab. 2. Kryteria i procedury pomiarowe/urz¹dzenia do oceny farb dyspersyjnych Kryterium Opis, urz¹dzenie pomiarowe Stê¿enie objêtoœciowe pigmentu [%] PVK = [ (pigment + wype³niacze) / (pigment + wype³niacze + spoiwo) ] × 100 Zawartoœæ wype³niacza [%] Suma wszystkich wype³niaczy Cia³o sta³e [%] Materia³ sta³y -1 Naprê¿enie przy 1.200s (Pa) W³aœciwoœci aplikacyjne, Brookfield R/S plus reometr Œcieranie na mokro [µm] Zgodnie z ISO 11998, przydzielenie do klasy 1-5 (1 = bardzo dobrze, 5 = Ÿle) Wydajnoœæ [m2/l] Zgodnie z VdL-RL 09, przydzielenie do klasy 1-5 (1 = bardzo dobrze, 5 = Ÿle) Chromatycznoœæ Y4 Stopieñ bieli, urz¹dzenie: Datacolor 110 Po³ysk 60°/85° Miara matowania, urz¹dzenie: Byk micro-TRI-gloss 3 Gêstoœæ [g/cm ] 20 Urz¹dzenie: DMA 38 Anton Paar Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n DO RK AF ILL ®H DO R Pro KA _Vo FIL L® id DORKAFILL® H wype³niacze funkcyjne DORKAFILL® Pro_Void kreda i /lub m¹czka marmurowa kreda i /lub m¹czka marmurowa Rys. 2: Pe³ne zast¹pienie funkcyjnych wype³niaczy przez wype³niacze wielofunkcyjne DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void ciowego wspó³czynnika zawartoœci pigmentów i wype³niaczy (PVK). W obszarze obserwacji pos³u¿ono siê klasycznymi kryteriami i technikami pomiarowymi, u¿ywanymi do oceniania farb dyspersyjnych (tab. 2). ich pojedynczo lecz ³¹cznie. Tego synergicznego efektu dowieœæ mo¿na by³o w przypadku zastosowania DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void w ponad 95% receptur, w których optymalizowano pakiet wype³niaczy. Wyniki – zast¹pienie wype³niaczy funkcyjnych Przyk³ady Jeœli ca³kowicie zast¹pi siê funkcy jne wype³niacze kombinacj¹ DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void, to w prawie ka¿dym dotychczas badanym przypadku (!) wynika³a znacz¹ca poprawa (rys. 2). Szczególnie wyraŸna by³a ona, jeœli nie u¿ywa³o siê Na trzech przyk³adach zostanie zaprezentowane, jaki efekt da³a optymalizacja pakietu wype³niaczy przy pomocy wype³niaczy wielofunkcyjnych DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void w istniej¹cych formu³ach i jakie cele zosta³y przez to osi¹gniête. DO RK AF ILL ®H DO Pro RKA _Vo FIL L® id str¹cany u krzemian glin DORKAFILL® H talk DORKAFILL® Pro_Void kreda i /lub m¹czka marmurowa kreda i /lub m¹czka marmurowa Rys. 3: Zast¹pienie wype³niaczy funkcyjnych przez DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void (przyk³ad 1) Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 21 n Artyku³y naukowo-techniczne n Przyk³ad 1 Badana w tym przypadku farba dyspersyjna reprezentuje produkt handlowy œredniej jakoœci, jaki stosowany jest do malowania œcian wewnêtrznych w obszarze DIY („zrób to sam”) jak i profesjonalnym. U¿yty pakiet wype³niaczy zawiera jako g³ówne sk³adniki kredê i m¹czkê marmurow¹, a str¹cany glinokrzemian i talk reprezentuj¹ wype³niacze funkcyjne W pierwszym kroku zast¹piono w tej formule najpierw funkcyjne wype³niacze przez DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void i jednoczeœnie okreœlono w³aœciwoœci farby i osi¹ganego przez ni¹ pokrycia œcian. (rys. 3). Omówienie wyników z przyk³adu 1 Z tabeli 3 widoczne jest, ¿e farba dyspersyjna, której pakiet wype³niaczy zosta³ zmieniony, wykazuje identyczny poziom jakoœci jak farba pierwotna (klasyfikacja wg EN 13300). Farba nowopowsta³a jest zatem we wszystkich istotnych sprawach to¿sama z pierwotn¹. Decyduj¹c¹ ró¿nicê mo¿na rozpoznaæ po danych pomiarowych (por. tab. 3): objêtoœciowy wspó³czynnik zawartoœci pigmentów i wype³niaczy (PVK) jest wyraŸnie wy¿szy po optymalizacji pakietu wype³niaczy przy pomocy DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void i tym samym osi¹gniêty zosta³ wa¿ny cel projektu. W stosunku do formulacji pierwotnej odpowiada to oszczêdnoœci w spoiwie na poziomie o.k. 20%! Na tym jednak nie koniec. W porównaniu do „sformu³owanej” receptury mo¿na zaoszczêdziæ równie¿ jeszcze 20% bieli tytanowej. Poza tym zmniejszy³a siê gêstoœæ, przez co strona kosztowa uleg³a dodatkowej poprawie. Podsumowanie: optymalizuj¹c pakiet wype³niaczy mo¿na osi¹gn¹æ znacz¹ce oszczêdnoœci w spoiwie i bieli tytanowej, najdro¿szych komponentów formulacji. Jeœli przeliczyæ osi¹gniête oszczêdnoœci na ca³¹ recepturê, wynika z tego – uwzglêdniaj¹c aktualne ceny surowców – oszczêdnoœæ rzêdu 16 do 20 groszy na litrze farby. Jest to z pewnoœci¹ godne uwagi w przypadku farb dyspersyjnych wielkoseryjnych i usprawiedliwia wysi³ek poniesiony na optymalizacjê pakietu wype³niaczy wype³niaczami wielofunkcyjnymi serii DORKAFILL®. Przyk³ad 2 W przypadku badanej tu farby dyspersyjnej chodzi o produkt, który jakoœciowo przyporz¹dkowany jest górnej granicy klasy œredniej. Produkt typowy dla handlu specjalistycznego, kupowany i stosowany przewa¿nie przez profesjonalnych malarzy. Tab. 3: Zestawienie danych formu³y farby dyspersyjnej przed i po optymalizacji pakietu wype³niaczy przy pomocy DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void (przyk³ad 1) Formulacja wyjœciowa (przedtem) Formulacja zoptymalizowana (potem) Klasa œcierania na mokro 3 3 Klasa zdolnoœci do pokrywania 2 2 matowa matowa 82,0 85,4 51 52,9 62,2 61,8 Naprê¿enie przy 1.200s (Pa) 745 735 Œcieranie na mokro [µm] 48 50 8 8 88,2 89,3 2,4 / 3,7 2,3 / 2,6 1, 573 1,564 Klasyfikacja wg EN 13300 Stopieñ po³ysku Wartoœci pomiarowe PVK [%] Zawartoœæ wype³niacza [%] Cia³o sta³e -1 2 Wydajnoœæ [m /l] Chromatycznoœæ Y4 Po³ysk 60°/85° 3 Gêstoœæ [g/cm ] 22 Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n DO RK AF ILL ®H DO R Pro KA _Vo FIL L® id pcc DORKAFILL® H kowa ziemia okrzem ) it m (diato kreda i /lub m¹czka marmurowa DORKAFILL® Pro_Void kreda i /lub m¹czka marmurowa Rys. 4: Zast¹pienie wype³niaczy funkcyjnych przez DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void (przyk³ad 2) Pakiet wype³niaczy sk³ada³ siê w tym przypadku z kredy i m¹czki marmurowej jak i dwóch wype³niaczy funkcyjnych (rys. 4): str¹conego wêglanu wapnia (PCC) i ziemi okrzemkowej (diatomitu). Bazuj¹c na doœwiadczeniach z licznych prób optymalizacji mo¿na zast¹piæ przy nowej formule tak¿e tej farby PCC i ziemiê okrzemkow¹ przez kombinacjê DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void. Omówienie wyników przyk³adu 2 Mimo dobrych w³aœciwoœci tej farby, uzyskanych pierwotnie przez wysok¹ zawartoœæ spoiwa, równie¿ w tym przypadku zastosowanie DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void doprowadzi³o do sukcesu (tab. 4). W porównaniu do receptury pierwotnej mo¿na by³o obni¿yæ koszty: wynikiem jest 21% mniej spoiwa i 8% mniej bieli tytanowej. Odpowiada to realnej oszczêdnoœci kosztów ok. 16 do 20 groszy Tab. 4: Zestawienie danych formu³y farby dyspersyjnej przed i po optymalizacji pakietu wype³niaczy przy pomocy DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void (przyk³ad 2) Formulacja wyjœciowa (przedtem) Formulacja zoptymalizowana (potem) Klasa œcierania na mokro 3 2 Klasa zdolnoœci do pokrywania 2 2 matowa matowa PVK [%] 71,9 77,1 Zawartoœæ wype³niacza [%] 34,1 34,1 Cia³o sta³e 56,6 54,6 Naprê¿enie przy 1.200s (Pa) 800 590 Œcieranie na mokro [µm] 21 10 7 7 93,7 93,1 2,4 / 3,6 2,3 / 2,3 1,447 1,430 Klasyfikacja wg EN 13300 Stopieñ po³ysku Wartoœci pomiarowe -1 2 Wydajnoœæ [m /l] Chromatycznoœæ Y4 Po³ysk 60°/85° 3 Gêstoœæ [g/cm ] Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 23 n Artyku³y naukowo-techniczne n DO RK AF ILL ®H DO R Pro KA _Vo FIL L® id pcc DORKAFILL® H talk DORKAFILL® Pro_Void mika kreda i /lub m¹czka marmurowa kreda i /lub m¹czka marmurowa Rys. 5: zastêpowanie funkcyjnych wype³niaczy przez wielofunkcyjne wype³niacze DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void (przyk³ad 3) na litrze. Jest to widoczny rezultat po¿¹dany przez ka¿dego nabywcê surowców. Dodatkowy plus: lepsza ocena przy œcieraniu na mokro, przedtem klasa 3 a teraz klasa 2, co usprawiedliwia³oby wy¿sz¹ cenê sprzeda¿y tej farby. Zaskakuj¹ce by³o te¿ odkrycie, i¿ po optymalizacji pakietu wype³niaczy du¿o ni¿sza by³a te¿ lepkoœæ farby. Zgodnie ze tez¹, ¿e rozwodnion¹ formulacjê mo¿na zagêœciæ przy pomocy zagêstników, ale ju¿ nie odwrotnie – tzn. nie rozcieñczy siê farby bez wp³ywu na zdolnoœæ krycia, w tym przypadku otworzy³a siê mo¿liwoœæ regulowania lepkoœci w szerokim zakresie w celu uzyskania najlepszych w³aœciwoœci aplikacyjnych. Tab. 5: Zestawienie danych formu³y farby dyspersyjnej przed i po optymalizacji pakietu wype³niaczy przy pomocy DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void (przyk³ad 3) Formulacja wyjœciowa (przedtem) Formulacja zoptymalizowana (potem) Klasa œcierania na mokro 2 1 Klasa zdolnoœci do pokrywania 1 1 matowa matowa PVK [%] 67,0 69,5 Zawartoœæ wype³niacza [%] 25,1 24,8 Cia³o sta³e 57,3 57,2 1,580 1,660 11 4 8 8 91,7 93,7 2,4 / 2,8 2,2 / 1,4 1,461 1,433 Klasyfikacja wg EN 13300 Stopieñ po³ysku Wartoœci pomiarowe -1 Naprê¿enie przy 1.200s (Pa) Œcieranie na mokro [µm] 2 Wydajnoœæ [m /l] Chromatycznoœæ Y4 Po³ysk 60°/85° 3 Gêstoœæ [g/cm ] 24 Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Artyku³y naukowo-techniczne n Przyk³ad 3 W przypadku tej farby dyspersyjnej badano produkt wysokiej jakoœci bêd¹cy dostêpny na rynku. Odznacza³ siê on wysok¹ zawartoœci¹ spoiwa (niski PVK), mimo to nie by³ szczególnie odporny na œcieranie na mokro. Szanse na poprawienie receptury poprzez optymalizacjê pakietu wype³niaczy jawi³y siê wiêc jako dobre. W formule wyjœciowej istnia³ ju¿ kompleksowy pakiet wype³niaczy: z m¹czk¹ marmurow¹, PCC, talkiem i mik¹ dla dodatkowych funkcji (rys. 5). W trakcie prób optymalizacji istniej¹ce trzy wype³niacze zosta³y zast¹pione przez DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void. Omówienie wyników przyk³adu 3 Optymalizacja pakietu wype³niaczy da³a równie¿ tutaj znany efekt. Mo¿na by³o obni¿yæ zawartoœæ spoiwa w pierwotnej formule za zachowaniem poziomu jakoœci farby (tab. 5). Poza tym poprawi³y siê wartoœci œcierania na mokro, co doprowadzi³o do przeklasyfikowania farby z klasy 2 do 1. Przesunê³a siê ona dziêki temu na najwy¿sz¹ pozycjê w kwalifikacji farb dyspersyjnych. Poprawienie jakoœci i lepsza ocena wzmocni³o jej pozycjê w konkurencyjnym œrodowisku. Ponadto liczba sk³adników recepturowych zmniejszy³a siê. Wa¿ny argument dla producentów farb pragn¹cych uproœciæ receptury i zredukowaæ nak³ady na logistykê, magazynowanie, koszty nabycia i nak³ady kapita³owe. Wnioski Wyniki studium pokazuj¹, ¿e pod ka¿dym wzglêdem op³aca siê optymalizowaæ pakiet wype³niaczy farb dyspersyjnych. Podczas badañ chodzi³o jednak nie o to, by po prostu zastosowaæ inne wype³niacze, które posiadaj¹ wy¿sze liczbowo wartoœci matowania, krycia, ni¿sz¹ liczbê olejow¹ lub lepsze inne parametry. Nie chodzi te¿ o to, by realizowaæ jedynie oszczêdnoœci lub wymieniaæ jeden za jeden poszczególne wype³niacze jak PCC, talk lub str¹cany glinokrzemian. Nak³ad w przypadku takich procedur mia³by siê nijak do korzyœci, jakie mo¿na by³oby wyci¹gn¹æ z przeformu³owania tego typu. Celem by³o natomiast udowodnienie, ¿e dziêki przebudowie pakietu wype³niaczy kombinacj¹ DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void mo¿na gruntownie zoptymalizowaæ recepturê. Po pierwsze poprzez oszczêdnoœci przy generatorach kosztów tzn. spoiwie i bieli tytanowej. Chocia¿ obydwa te sk³adniki s¹ rdzeniem farb dyspersyjnych determinuj¹cym ich jakoœæ, próby wykaza³y, ¿e optymalizuj¹c pakiet wype³niaczy mo¿na osi¹gn¹æ efekty wtórne i obni¿yc ich iloœc nie ponosz¹c strat pod wzglêdem jakoœci farby. Wartoœci pomiarowe, w³aœciwoœci aplikacyjne czy jakoœæ pow³oki zoptymalizowanej w taki sposób farby nie pogarszaj¹ siê. Przez ca³kowite zast¹pienie istniej¹cych w pierwotnej recepturze wype³niaczy funkcyjnych wype³niaczami wielofunkcyjny m i D OR K A F I L L ® H i D OR K A F I L L ® Pro_Void mo¿na wiêc zmniejszyæ zawartoœæ drogich spoiw i bieli tytanowej bez skutków negatywnych. Po drugie: w wiêkszoœci przypadków jakoœæ farby nawet uleg³a poprawie, co da³o siê zauwa¿yæ w polepszonej odpornoœci na œcieranie na mokro. Ponadto, poniewa¿ uk³ad dodatków uszlachetniaj¹cych nie zosta³ zmieniony, mo¿liwe s¹ tu jeszcze dodatkowe optymalizacje. Podsumowanie i perspektywy Przez przekonstruowanie pakietu wype³niaczy farb dyspersyjnych osi¹gniêto w niniejszym studium nastêpuj¹ce efekty: — DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void mog¹ zast¹piæ du¿¹ iloœæ wype³niaczy w sformu³owanym systemie dyspersyjnym. — Przez zmienê stosunku DORKAFILL® H do DORKAFILL® Pro_Void mo¿na ustawiaæ i dopasowywaæ w³aœciwoœci farb zgodnie z zamierzonym celem. — W niemal wszystkich przypadkach mo¿na by³o podwy¿szyæ PVK. — W wiêkszoœci przypadków zrealizowano znacz¹ce obni¿enie kosztów surowców. — W³aœciwoœci farb pozosta³y niezmienione lub by³y lepsze ni¿ przedtem. — Farba nale¿y póŸniej do tej samej lub lepszej klasy jakoœci. Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 25 n Artyku³y naukowo-techniczne n — Jakoœæ pow³oki by³a póŸniej taka sama jak przedtem. — W³aœciwoœci aplikacyjne pozosta³y niezmienione w stosunku do formu³y wyjœciowej. — Mo¿na by³o w wielu przypadkach obni¿yæ liczbê surowców. Optymalizacja pakiety wype³niaczy przy pomocy DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void przynosi znacz¹ce korzyœci, prowadz¹ce do ekonomicznych oszczêdnoœci oraz do poprawienia jakoœci farb dyspersyjnych. Korzyœci te s¹ na tyle wartoœciowe, ¿e w wielu przypadkach op³aca siê ponieœæ nak³ady na optymalizacjê i przeformu³owanie receptur. Nale¿y przyj¹æ, ¿e du¿a liczba istniej¹cych farb po przeróbce pakietu wype³niaczy i zastosowaniu DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void mo¿e zostaæ zoptymalizowana w opisany sposób. Dr. Oliver Kaltenecker Director Technical Marketing / Applied Technologies Services / / Research & Development Gebrüder Dorfner GmbH & Co. KG, Hirschau, Deutschland 26 Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Rynek wyrobów lakierowych n ¢ Rynek wyrobów lakierowych AkzoNobel rezygnuje zprowadzenia sklepów firmowych w Niemczech AkzoNobel divesting German paint stores ECNewsletter, 26.06.2013 Firma AkzoNobel poinformowa³a o planach wycofania siê z prowadzenia sklepów firmowych, zajmuj¹cych siê sprzeda¿¹ farb dekoracyjnych dla profesjonalistów w Niemczech, na rzecz niezale¿nych hurtowych dystrybutorów. Decyzja ta ma na celu wzmocnienie efektywnoœci niemieckiej jednostki biznesowej farb dekoracyjnych przez skupienie dzia³añ na dystrybucji i marketingu takich marek farb jak „Sikkens”, „Herbol” oraz „Consolan”. Nowa struktura sprzeda¿y pozwoli firmie wybraæ najskuteczniejsze kana³y dystrybucji profesjonalnych farb dekoracyjnych. Plany firmy obejmuj¹ strategiczne partnerstwo z przysz³ymi w³aœcicielami dotychczasowych sklepów firmowych jak i wzmocnienie wspó³pracy z dotychczasowymi dystrybutorami. A.Œ. AkzoNobel pomyœlnie zakoñczy³ drug¹ fazê rejestracji 150 œrodków chemicznych w systemie REACH AkzoNobel Successfully Completes Second REACH Registration Phase for its 150 Chemicals SpecialChem – Jul 1, 2013, www.specialchem4coatings.com Firma AkzoNobel pomyœlnie zakoñczy³a zg³aszanie 150 œrodków chemicznych objêtych rozporz¹dzeniem REACH (druga faza), wobec których wymagana jest rejestracja do czerwca 2013 roku. System REACH zosta³ wprowadzony w Unii Europejskiej w 2007 roku i skupia siê na chemikaliach oraz ich bezpiecznym stosowaniu. Celem REACH jest poprawa ochrony zdrowia ludzi i ochrona œrodowiska, realizowa- na przez lepsz¹ i szybsz¹ identyfikacjê w³aœciwoœci substancji chemicznych. Zgodnie z przepisami REACH producenci s¹ prawnie zobligowani do zebrania informacji o w³aœciwoœciach wytwarzanych przez nich substancji chemicznych – pozwol¹ one na ich bezpieczne stosowanie – oraz maj¹ obowi¹zek zarejestrowania posiadanych informacji w centralnej bazie danych, zarz¹dzanej przez Europejsk¹ Agencjê ds. Chemikaliów (ECHA) w Helsinkach. Ogromny wysi³ek w³o¿ony w proces rejestracji w REACH okaza³ siê korzystny równie¿ w innych obszarach aktywnoœci firmy, przyczyniaj¹c siê do otrzymania przez ni¹ pierwszego miejsca w rankingu Dow Jones Sustainability Index (indeks przedsiêbiorstw uwzglêdniaj¹cych w swej polityce cele spo³eczne i ekologiczne). Obecnie firma pracuje nad zadaniami zwi¹zanymi z trzeci¹ faz¹ rejestracji, której termin up³ywa w czerwcu 2018 roku, a która jest zwi¹zana z chemikaliami wytwarzanymi lub importowanymi w iloœciach od 1 do 100 ton metrycznych na rok. A.Œ. Brenntag otwiera Innovation & Training Center w Tajlandii, który bêdzie wspieraæ miêdzy innymi dzia³alnoœæ dotycz¹c¹ wyrobów lakierowych Brenntag Opens Innovation & Training Center in Thailand to Support its Coatings & Other Business SpecialChem – Jul 1, 2013, www.specialchem4coatings.com Brenntag, jeden ze œwiatowych liderów na rynku dystrybucji chemikaliów, kontynuuje rozwój swojej sieci laboratoriów aplikacyjnych, otwieraj¹c nowe centrum w Tajlandii. Nowe pomieszczenia zlokalizowane s¹ w pobli¿u budynków Warehouse and Logistics Centre w Bangkoku i oferuj¹ dwie sale treningowe Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 27 n Rynek wyrobów lakierowych n oraz szeœæ technicznych laboratoriów aplikacyjnych. Laboratoria s¹ zaprojektowane w taki sposób, aby wspiera³y dzia³alnoœæ biznesow¹ firmy Brenntag w zakresie chemii gospodarczej i kosmetyków, przemys³u spo¿ywczego, ¿ywienia zwierz¹t, w³ókiennictwa oraz farb i lakierów. Dziêki dzia³alnoœci nowego centrum bêdzie tak¿e mo¿liwe oferowanie dostawcom surowców us³ug o wartoœci dodanej. We wspó³pracy ze swoimi dostawcami, Brenntag bêdzie mia³ mo¿liwoœæ organizowania seminariów, odpowiadaj¹cych na indywidualne potrzeby klientów. Ponadto sami dostawcy surowców bêd¹ mogli prowadziæ sesje treningowe w Innovation & Training Center, przy wsparciu doœwiadczonych i kompetentnych specjalistów firmy Brenntag. A.Œ. BASF rozszerza sieæ globalnych oœrodków renowacji i otwiera nowe centrum szkoleniowe we W³oszech BASF Expands Global Refinish Competence Center Network, Opens Training Facility in Italy www.specialchem4coatings.com, SpecialChem – 11.06.2013 BASF Coatings, firma specjalizuj¹ca siê w przemyœle farb i pow³ok, otworzy³a nowy oœrodek szkoleniowy w Cesano Maderno we W³oszech. Oœrodek oferuje klientom mo¿liwoœæ nauki, praktyki oraz pe³ne zapoznanie siê z produktami BASF s³u¿¹cymi do renowacji samochodów. Oferta szkoleniowa obejmuje szeroki wachlarz kursów na ró¿nych poziomach, w tym kursów na temat technik aplikacji, optymalnego wykorzystania farb i doboru kolorów. Szkolenia i warsztaty zosta³y opracowane w celu zwiêkszenia produktywnoœci zak³adów oraz ich efektywnoœci i konkurencyjnoœci. Warte ponad 2,7 mln euro, nowe centrum o powierzchni 1200 m2, umo¿liwi przeszkolenie oko³o 800 techników i u¿ytkowników produktów koñcowych rocznie. „Jestem bardzo zadowolony z otwarcia centrum” stwierdzi³ Erwin Rauhe, dyrektor zarz¹dzaj¹cy BASF Italia i szef oddzia³u w Europie Po³udniowej, „nie tylko dlatego, ¿e powiêksza on sieæ globalnych 28 oœrodków szkoleniowych ale równie¿ dlatego, ¿e potwierdza nasze zaanga¿owanie w nowe inwestycje.” W³oski oœrodek stanowi centrum doskonalenia najbardziej zaawansowanych technologii oraz najnowoczeœniejszych sprzêtów. Zaopatrzony jest w dwie linie przeznaczone do napraw drobnych zarysowañ, dwie nowoczesne kabiny malarskie, stacjê do mieszania farb i najnowszej generacji system do sieciowania pow³ok z udzia³em promieniowania podczerwonego. Zespó³ przeprowadzaj¹cy szkolenia tworz¹ pracownicy posiadaj¹cy du¿e doœwiadczenie w zakresie technik odnawiania i doboru kolorów oraz s¹ regularnie szkoleni, by stale poszerzaæ wiedzê. Wszystkie centra firmy BASF s³u¿¹ jako obiekty szkoleniowe i miejsca reklamy dla produktów do renowacji oraz urz¹dzeñ pomocniczych. BASF oferuje szkolenia w ponad 50 miejscach na ca³ym œwiecie m.in.: w Australii, Chinach, Stanach Zjednoczonych, Francji oraz w Niemczech, gdzie u¿ytkownicy mog¹ æwiczyæ i doskonaliæ u¿ycie farb samochodowych. K.C. Rynek Azji i Pacyfiku – prognozy rynku wyrobów wodorozcienczalnych do 2016 roku Asia-Pacific: water-based coatings market to grow by 2016 EC Newsletter, 26.06.2013 Rynek wodnych wyrobów lakierowych Azji i Pacyfiku odnotowa³ w 2012 roku zyski ponad 11,86 mld USD i, wed³ug prognoz firmy Frost & Sullivan, wzrosn¹ one do 16,71 mld USD w 2016 roku. Przepisy dotycz¹ce ochrony œrodowiska, wzrastaj¹ca œwiadomoœæ konsumentów dotycz¹ca nie tylko ekologii, ale tak¿e zdrowia oraz skoncentrowanie na zrównowa¿onym rozwoju, to czynniki, które by³y si³¹ napêdow¹ rynku wodorozcieñczalnych wyrobów lakierowych w rejonie Azji i Pacyfiku (Chiny, Indie, Indonezja oraz Wietnam). Wy¿szy popyt krajowy oraz inwestycje w infrastrukturê bêd¹ podtrzymywa³y ten wzrost do 2016 roku. Przepisy dotycz¹ce ochrony œrodowiska pobudzaj¹ce stosowanie wodnych wyrobów la- Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Rynek wyrobów lakierowych n kierowych bêd¹ szczególnie silnie oddzia³ywa³y na rynki Chin, Japonii, Tajwanu, Korei Po³udniowej oraz Singapuru. Firmy dzia³aj¹ce na dojrza³ych rynkach regionu, jak np. Australia skupiaj¹ siê raczej na ró¿nicowaniu swoich produktów, aby uzyskaæ przewagê nad konkurencj¹. A.Œ. Evonik przeznacza jedn¹ z fabryk na produkcjê plastyfikatorów PCW nowej generacji Evonik commissions production plant for a new generation of PVC plasticizers EC Newsletter, 01 July 2013 Nowa fabryka firmy Evonik zlokalizowana w Parku Chemicznym Marl, rozpoczê³a produkcjê w czerwcu tego roku, a jej zdolnoœæ produkcyjna to 40 000 ton metrycznych na rok. Zak³ad od czerwca produkuje nie zawieraj¹cy ftalanów plastyfikator – ester diizononylowy kwasu 1,2-cykloheksadikarboksylowego. Jest on sprzedawany pod handlowa nazw¹ „Elatur CH”. W ten sposób do portfolio firmy, zawieraj¹cego rodzinê dobrze znanych plastyfikatorów „Vestinol”, do³¹czy³ nowy, nie zawieraj¹cy ftalanów plastyfikator, bazuj¹cy na biosurowcach. A.Œ. Alians British Coatings Federation i Oil & Colour Chemists’ Association The British Coatings Federation and Oil & Colour Chemists’ Association form alliance EC Newsletter, 09.07.2013 British Coatings Federation (BCF) i Oil & Colour Chemists’ Association (OCCA) podpisa³y umowê o wspó³pracy, która ma na celu polepszenie us³ug i zasobów oferowanych przez ka¿d¹ z tych instytucji swoim cz³onkom. British Coatings Federation reprezentuje interesy firm zajmuj¹cych siê produkcj¹ wyrobów lakierowych w Wielkiej Brytanii, natomiast Oil & Colour Chemists’ Association jest stowarzysze- niem reprezentuj¹cym interesy naukowców i in¿ynierów zajmuj¹cych siê zagadnieniami dotycz¹cymi wyrobów lakierowych. Umowa przewiduje min. patronat i udzia³ federacji BCF w wystawie Surfex 2014 oraz promocjê OCCA na stronach BCF. OCCA jest wydawc¹ czasopisma Surface Coatings International i na mocy umowy udostêpni swoje ³amy dla publikacji British Coatings Federation. A.Œ. Markets and Markets przewiduje, ¿e globalny rynek surowców odnawialnych siêgnie 83,4 mld dolarów w 2018 roku Global Renewable Chemicals Market to Reach USD 83.4 Bn by 2018, Predicts Markets and Markets www.specialchem4coatings.com, SpecialChem – 06.06.2013 Markets and Markets przedstawi³ raport dotycz¹cy rynku surowców odnawialnych m. in.: alkoholi, polimerów, ketonów i kwasów. Raport okreœla czynniki wp³ywaj¹ce dodatnio i ujemnie na wzrost poszczególnych segmentów oraz przedstawia analizê trendów rynkowych, ich prognozy oraz g³ówne zastosowania surowców. Segmenty rynku surowców odnawialnych s¹ rozmieszczone na g³ównych rynkach w Ameryce Pó³nocnej, Europie, Azji i reszcie œwiata. Oprócz wielkoœci rynku, trendu danych i prognoz, raport podkreœla równie¿ kluczowe mo¿liwoœci rynkowe dla zainteresowanych stron i zawiera analizê konkurencji: 20 najwiêkszych firm zajmuj¹cych siê odnawialnymi surowcami. Pojawienie siê na rynku biosurowców, rozwój produkcji biopolimerów, a tak¿e wzrost cen ropy naftowej, wzrost œwiadomoœci konsumentów oraz poprawa ekonomii zapocz¹tkowa³y now¹ i ekscytuj¹c¹ erê komercjalizacji technologii wykorzystuj¹cych odnawialne surowce chemiczne. Jednak czynniki takie jak: rentownoœæ, jakoœæ produktów, wydajnoœæ i ich wszechstronnoœæ nadal odgrywaj¹ wa¿n¹ rolê w okreœlaniu efektywnoœci komercjalizacji. Przewiduje siê, ¿e w najbli¿szych piêciu latach, od 2013 do 2018, przemys³ surowców Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 29 n Rynek wyrobów lakierowych n odnawialnych bêdzie osi¹ga³ wzrost 7,7% rocznie, g³ównie ze wzglêdu na ci¹g³y wzrost cen ropy naftowej, zapotrzebowanie na surowce przyjazne œrodowisku i niski koszt produkcji biosurowców. Na tej podstawie szacuje siê, ¿e rynek surowców odnawialnych wzroœnie od 2012 roku z ok. 57,5 mld dolarów do 83,4 mld dolarów w roku 2018. Powsta³y w USA i Brazylii, obecnie najbardziej skomercjalizowany sektor surowców odnawialnych – sektor etanolu – oprócz krajów europejskich obejmuje ju¿ rozwijaj¹ce siê kraje azjatyckie takie jak: Indie i Chiny. W segmencie biopolimerów dzia³ tworzyw na bazie skrobii stanowi oko³o 48%, natomiast dzia³ tworzyw na bazie polihydroksyalkanolanów (PHA) ma wzrosn¹æ o 27,7% w ci¹gu najbli¿szych piêciu lat. K.C. 1 czerwca Cytec Coating Resins zmieni³ nazwê na Allnex Cytec Coating Resins is Now Operating as Allnex, Effective June 1 www.specialchem4coatings.com, SpecialChem-07.06.2013 Przejêcie sektora ¿ywic przemys³owych Cytec Coating przez Advent International og³oszono w paŸdzierniku 2012 i ostatecznie zakoñczono w kwietniu 2013. Nowa nazwa firmy – Allnex – ma byæ pierwszym krokiem na drodze do ustalenia jej nowej, odœwie¿onej to¿samoœci. Allnex jest globaln¹ firm¹ posiadaj¹c¹ sprzeda¿ osi¹gaj¹c¹ 1,5 mld dolarów i jest jednym z wiod¹cych dostawców ¿ywic dla producentów architektonicznych i przemys³owych systemów pow³okowych oraz dla producentów pow³ok OEM i pow³ok do specjalnych zastosowañ. Firma jest pionierem w produkcji ¿ywic, znana jest zprofesjonalizmu i szerokiej gamy wyrobówwysokiej jakoœci m.in.: innowacyjnych ciek³ych ¿ywic oraz dodatków, ¿ywic do pow³ok proszkowych utwardzanych promieniowaniem oraz ¿ywic i utwardzaczy do stosowania na drewnie, metalu, tworzywach sztucznych i innych powierzchniach. Korporacja wraz ze swoimi zak³adami produkcyjnymi oraz 30 centrami badañ i technologii zlokalizowanymi na ca³ym œwiecie wspiera swoich klientów pomagaj¹c im szybko wprowadziæ na rynek zaawansowane rozwi¹zania dla systemów pow³okowych. K.C. Eastman otwiera w pó³nocno-zachodniej Anglii liniê do produkcji systemów pow³okowych na wielk¹ skalê Eastman Opens Large-scale Architectural Coatings’ Application Facility in Northwest of England www.specialchem4coatings.com, SpecialChem-30.05.2013 Eastman Company UK Limited otworzy³ now¹ instalacjê do produkcji systemów pow³okowych na wielk¹ skalê w Europejskim Centrum Techniki w Liverpoolu w pó³nocno-zachodniej czêœci Anglii. Centrum Techniki wykonuje us³ugi techniczne, zapewnia rozwój aplikacji oraz dzia³a w sektorze badañ i rozwoju w wielu jednostkach. Brendan Boyd, dyrektor techniczny Eastman ds. dodatków oraz œrodków funkcjonalnych, wypowiada siê nastêpuj¹co: „Studiowanie dziedziny pow³ok architektonicznych w warunkach produkcji na wielk¹ skalê pozwala na poszerzenie naszej wiedzy w zakresie wykorzystania produktów Eastman, jak równie¿ umo¿liwia wdro¿enie nowych technologii spe³niaj¹cych wymagania klientów.” Badania laboratoryjne nie zawsze udaje siê przenieœæ na wiêksz¹ skalê. Nowa instalacja pozwoli na lepsze poznanie stale rozszerzaj¹cej siê oferty produktów firmy m.in. preparatów: Estman Texanol™, Estman Optifilm™ enhancer 300. Pomo¿e tak¿e klientom zrozumieæ w³aœciwoœci aplikacyjne najnowszego dodatku EastmanOptifilm™ OT1200. Produkt ten zawiera nisk¹ zawartoœci lotnych zwi¹zków organicznych, zastêpuje lotne glikole i poprawia obrabialnoœæ materia³u. Dodatek umo¿liwia pozostawienie niezamkniêtego produktu przez d³u¿szy czas w ró¿nych warunkach aplikacji. Wy¿ej wymienione wyroby nale¿¹ do segmentu dodatków i œrodków funkcjonalnych. K.C. Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Rynek wyrobów lakierowych n Markets and Markets analizuje rynek mikrosfer Global Industry Analysts przedstawi³ raport dotycz¹cy rynku wêglanu wapnia Markets and Markets Analyzes Microsphere Market in its Latest Report Global Industry Analysts Releases a Comprehensive Global Report on Calcium Carbonate Markets www.specialchem4coatings.com, SpecialChem – 10.06.2013 Markets and Markets w swoim ostatnim raporcie przedstawia globalne trendy i prognozy dla rynku mikrosfer do roku 2018. Raport analizuje przychody na œwiatowym rynku mikrosfer w odniesieniu do piêciu g³ównych regionów: Ameryki Pó³nocnej, Europy, Azji, Ameryki £aciñskiej oraz Bliskiego Wschodu i Afryki. Œwiatowy rynek mikrosfer dzieli siê na nastêpuj¹ce segmenty: kompozyty budowlane, technologie medyczne, biotechnologiê, przemys³ farb i lakierów, kosmetykê, przemys³ nafty i gazu, przemys³ motoryzacyjny oraz lotniczy. Mikrosferê mo¿na wytwarzaæ z takich materia³ów jak szk³o, ceramika, polimery czy popió³ lotny. Ze wzglêdu na rosn¹ce zapotrzebowanie na wydajne i przyjazne dla œrodowiska materia³y, w nadchodz¹cych latach rynek mikrosfer bêdzie wskazywa³ znaczny wzrost. Przewiduje siê, ¿e rynek wzroœnie do 5,2 miliarda dolarów do 2018 roku. Rynek mikrosfer napêdzany jest g³ównie przez rosn¹ce zapotrzebowanie na efektywnoœæ i lekk¹ wagê ró¿nych materia³ów. Lepsze w³aœciwoœci strukturalne materia³ów z dodatkiem mikrosfer s¹ tak¿e jednym z g³ównych powodów ogromnego wzrostu popytu na mikrosferê. Producenci mikrosfer ci¹gle staraj¹ siê modyfikowaæ swoj¹ liniê produktów, aby wyjœæ naprzeciw rosn¹cym oczekiwaniom. G³ównym motorem wzrostu dla tego rynku jest Ameryka Pó³nocna, ze wzglêdu na swoje ogromne zapotrzebowanie na zaawansowane materia³y zapewniaj¹ce lepsz¹ kontrolê i efektywnoœæ przeprowadzanych procesów. Rynek mikrosfer prze¿ywa rozkwit tak¿e w Chinach z powodu du¿ych inwestycji w infrastrukturê i przemys³ przetwórczy w tym kraju. Wzrost przemys³u naftowego i gazowego w Ameryce £aciñskiej tak¿e oferuje znacz¹c¹ perspektywê dla producentów inwestuj¹cych na tych terenach. K.C. www.specialchem4coatings.com, SpecialChem – 07.06.2013 Global Industry Analysts Inc przedstawi³ raport dotycz¹cy globalnego rynku wêglanu wapnia. Raport zawiera prognozy dla g³ównych rynków geograficznych, w tym dla USA, Kanady, Japonii, Europy (Francji, Niemiec, W³och, Wielkiej Brytanii, Hiszpanii), Azji (Chin, Indii), Bliskiego Wschodu i Ameryki £aciñskiej (Brazylii) oraz kompleksowy przegl¹d trendów, profili firm i strategicznych dzia³añ w bran¿y. Analiza rynku obejmuje segment mielonego wêglanu wapnia (GCC – Ground Calcium Carbonate) oraz str¹canego wêglanu wapnia (PCC – Precipitated Calcium Carbonate). Rynki GCC i PCC s¹ nastêpnie analizowane przez odbiorców koñcowych – przemys³ papierniczy, farb i lakierów, klejów i uszczelniaczy oraz przemys³ tworzyw sztucznych. Ze wzglêdu na szerokie zastosowanie CaCO3 jako wype³niacza do tworzyw sztucznych, papieru, gumy, pow³ok i innych rozwój rynku tego minera³u jest œciœle zwi¹zany z takimi segmentami jak: przemys³ papierniczy, samochodowy, tworzyw sztucznych i bran¿e budowlane. W latach kryzysu zu¿ycie wêglanu wapnia spad³o. W szczególnoœci popyt na PCC drastycznie zmala³ z powodu zmniejszenia produkcji papieru w USA i Europie. Szacuje siê, ¿e globalny rynek wêglanu wapnia, stale napêdzany przez rosn¹ce zapotrzebowanie na PCC i GCC w przemyœle papierniczym i tworzyw sztucznych w regionie Azji, Ameryki £aciñskiej i na Bliskim Wschodzie, siêgnie 94 milionów ton do roku 2018. Jak przedstawia raport rejon azjatycki reprezentuje najwiêkszy i najszybciej rozwijaj¹cy siê sektor rynku wêglanu wapnia na ca³ym œwiecie. Wzrost sektora PCC jest napêdzany dziêki szybkiemu rozwojowi przemys³u tworzyw sztucznych i przemys³u papierniczego. Popyt na GCC w krajach azjatyckich jest sta³y, Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 31 n Rynek wyrobów lakierowych n natomiast w Ameryce Pó³nocnej i Europie mo¿na zaobserwowaæ jego s³aby wzrost. K.C. Strona g³ówna Publikacje Komercjalizacja B+R 2013 www.bridge.gov.pl/publikacje/komercjalizacja-br-2013/ Komercjalizacja B+R 2013 Narodowe Centrum Badañ i rozwoju wyda³o publikacjê, zatytu³owan¹ „Komercjalizacja B+R dla praktyków 2013” (która ma byæ przewodnikiem po zagadnieniach komercjalizacji. wyników prac badawczych instytucjii pozwoliæ sprawnie przebrn¹æ przez zwi¹zane z tym aspekty organizacyjno-prawne, ksiêgowe i podatkowe. Treœæ publikacji zosta³a zoptymalizowana pod k¹tem poszczególnych etapów komercjalizacji wyników prac badawczo-rozwojowych w Pañstwowych Jednostkach Badawczych. Wydanie Przewodnika zosta³o zaktualizowane o przepisy prawne zwi¹zane z nowelizacj¹ prawa o szkolnictwie wy¿szym oraz uzupe³nione równie¿ o zagadnienia dotycz¹ce komercjalizacji B+R we wspó³udziale z twórcami rozwi¹zania, a ponadto rozszerzone o uwagi zg³aszane przez odbiorców publikacji, dziêki czemu poradnik sta³ siê praktycznym i skutecznym narzêdziem komercjalizacji wyników prac badawczych i rozwojowych. Publikacjê mo¿na pobraæ bezp³atnie ze strony http:// www.bridge.gov.pl/publikacje/komercjalizacja-br-2013/ Red. Clariant rozpocz¹³ budowê nowej fabryki w Polsce Clariant starts building new plant in Poland EC European Coatings Journal 05, 2013 Clariant przygotowa³ grunt pod now¹ inwestycjê w Konstantynowie £ódzkim. W nowym budynku o powierzchni oko³o 6 800 metrów kwadratowych bêdzie siê mieœciæ zak³ad produkcyjny, laboratorium, magazyn oraz biura. Inwestycja warta 11,3 mln CHF pozwoli podwoiæ zdolnoœæ produkcyjn¹ koncentratów 32 barwi¹cych dla Business Unit Masterbaches oraz utworzyæ nowe miejsca pracy. „Centralna Europa jest bardzo obiecuj¹cym rynkiem, a Polska jako du¿e, dynamicznie rozwijaj¹ce siê Pañstwo w tym regionie, jest naturalnym wyborem dla obiecuj¹cych inwestycji. Jesteœmy g³êboko przekonani, ¿e nasze zaanga¿owanie w budowê nowego zak³adu w Konstantynowie oka¿e siê korzystne zarówno dla Clariant jak i dla £odzi i jej regionu” powiedzia³ Patric Jany, CFO firmy Clariant. B.S. Perspektywy wzrostu. Regionalny rynek Europy Wschodniej zdominowany jest przez farby do Rosji i Turcji Reasonable growth outlook. Eastern European regional paint market is dominated by to Russia and Turkey EC European Coatings Journal 05, 2013 Europa Œrodkowa i Wschodnia wykazuj¹ ró¿n¹ charakterystykê i trendy rynkowe. Dok³adniejsze omówienie ró¿nic pomiêdzy obiema rynkami przyszosz¹ dwa raporty, które zawieraj¹ przegl¹d i prognozê dla dziesiêciu krajowych rynków farb i lakierów z Europy Wschodniej dla krajów regionu Morza Czarnego (Armenii, Bia³orusi, Estonii, Gruzji, £otwy, Litwy, Mo³dawii, Rosji, Turcji i Ukrainy). Zapotrzebowanie na farby w tych krajach szacuje siê na 2,7 mln ton, a wraz z rozwojem rynku wzrasta ono œrednio 5,8% rocznie, to pozwala oczekiwaæ, ¿e na koniec roku 2016 osi¹gnie wiêcej ni¿ 3 mln ton. Na wzrost popytu w ca³ym regionie wp³ywaj¹: — wzrost na rynku budowlanym — wzrost inwestycji na infrastrukturê — rosn¹ce p³ace i wiêksze dochody do dyspozycji — wzrost produkcji przemys³owej. Regionalny rynek jest obecnie zdominowany przez dwie gospodarki, rosyjsk¹ i tureck¹, które ³¹cznie w 2011 roku zu¿y³y oko³o 2,3 mln ton farb i pow³ok. To przek³ada siê na zu¿ycie 10,3 kg/osobê w Rosji (populacja prawie 143 mln) i bardzo podobnie 10,2 kg/osobê w Turcji (populacja 78,8 mln). Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Rynek wyrobów lakierowych n Turcja cieszy siê najwiêkszym wzrostem rynkowym. Kluczowymi czynnikami prowadz¹cymi do sukcesu w przysz³oœci na rynku tureckim to wzrost projektów na budowê, utrzymanie i remonty przeprowadzane w kraju, silna pozycja lokalnego przemys³u farb proszkowych, wzrost koñcowego wykorzystania w takich bran¿ach jak motoryzacja, elektronika i wyposa¿enie domu, oraz przewidywany wzrost zapotrzebowania na farby wodorozcieñczalne i o niskiej zawartoœci VOC w zwi¹zku z przyst¹pieniem TSE (Turkish standards body) do CEN. Rosn¹ce zainteresowanie klientów dotycz¹ce zdrowia, bezpieczeñstwa i ochrony œrodowiska jest jednym z kluczowych czynników stoj¹cych za wzrostem popularnoœci farb o niskiej zawartoœci VOC i na bazie wody. Jednak niski stosunek jakoœæ/cena najwiêkszy udzia³ w rynku nadal utrzymuje siê w segmencie farb architektonicznych. Pow³oki przemys³owe w prognozowanym okresie szykuj¹ siê na wy¿szy ni¿ œredni wzrost, z najwy¿szym wzrostem oczekiwañ w sektorach farb morskich i pow³ok dla mostów i tuneli. Jedn¹ z kluczowych mo¿liwoœci marketingowych dla rosyjskiego rynku pow³ok postrzega siê w organizacji przez Rosjê Olimpiady Zimowej w Soczi w 2014 roku. Inne znacz¹ce rynki to m.in. Ukraina i Bia³oruœ. Ukraiñski popyt na farby ocenia siê na oko³o 230 000 ton, a bia³oruski to oko³o po³owa tego. Pow³oki przemys³owe z zachodu W niektórych krajach Europy Wschodniej architektoniczne pow³oki nabra³y takiego znaczenia, ¿e pow³oki przemys³owe s¹ zaniedbywane. W rezultacie rynek ten jest uzupe³niany przez eksport. W ca³ym rynku Europy Wschodniej najwiêksze mo¿liwoœci obrotu pow³okami przemys³owymi zosta³y skupione w obszarze pow³ok proszkowych, morskich i samochodowych OEM. Tabela 1. Rynek pow³okowy w 2011 roku Segment Farby budowlane Wielkoœæ rynku (tony) 1,599,100 Pow³oki przemys³owe 461,100 Pow³oki ochronne 169,400 Pow³oki morskie 50,000 Pow³oki drewniane 205,250 Motoryzacja pow³oki OEM 81,000 Motoryzacja lakiery renowacyjne 44,850 Pow³oki plastikowe 24,050 Pow³oki proszkowe 93,950 £¹cznie 2,728,700 B.S. Wyroby lakierowe dla okrêtownictwa: trendy rynkowe i nowe technologie Marine Coatings: Market trends and new technologies www.european-coatings.com/Blog/Marine-Coatings-Market-trends-and-new-technologies, 27.06.2013 Nowa analiza rynku wyrobów lakierowych dla okrêtownictwa – „Asia-Pacific Marine Coatings Market Outlook”, firmy Frost & Sullivan, podaje, ¿e rynek ten przyniós³ w 2012 roku zyski rzêdu 3,64 mld € i przewiduje, ¿e w 2016 roku zyski wynios¹ ju¿ 5,04 mld €. Œrodowisko morskie jest silnie korozyjne oraz wymaga zabezpieczania pow³ok lakierowych przed porastaniem przez organizmy morskie. Zw³aszcza zjawisko porastania pow³ok lakierowych przez organizmy morskie generuje niewyobra¿alnie wysokie koszty operacyjne. S¹ one zwi¹zane z pogorszeniem parametrów hydrodynamicznych statków i zwiêkszonym zu¿yciem paliwa. Z tego powodu dla w³aœcicieli statków kluczowym jest, aby stosowane przez nich wyroby lakierowe by³y wysokojakoœciowymi produktami o d³ugotrwa³ym dzia³aniu antykorozyjnym i d³ugotrwale zabezpiecza³y kad³uby statków przed zasiedlaniem przez organizmy morskie. Wysokie koszty operacyjne w po³¹czeniu z proekologicznymi przepisami i trendami dominuj¹cymi na rynku wyrobów lakierowych to obecnie g³ówny czynnik stymuluj¹cy rozwój nowych produktów. I choæ producenci wyrobów lakierowych dla okrêtownictwa z du¿¹ ostro¿noœci¹ wprowadzaj¹ nowe praktyki i technologie, nowe przepisy w po³¹czeniu z wymaganiami klientów sprawia- Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 33 n Rynek wyrobów lakierowych n j¹, ¿e innowacje w coraz wiêkszym stopniu opanowuj¹ ten segment rynku wyrobów lakierowych. Obecnie wiêkszoœæ systemów pow³okowych w okrêtownictwie bazuje na powolnym uwalnianiu toksycznych substancji do otoczenia (slef-polishing coatings). Mimo znakomitego antyporostowego dzia³ania takich systemów pow³okowych, iloœæ uwalnianych z nich toksycznych substancji jest ogromna (Pascal Buskens i in. „A brief review of environmentally benign antifouling and foul-release coatings for marine application” J.Coat.Technol.Res, DOI 10.1007/s11998-012-9456-0). Mog¹ one niekorzystnie oddzia³ywaæ na œrodowisko. Potencjalnie szkodliwy wp³yw na œrodowisko naturalne by³ przyczyn¹ ca³kowitego zaprzestania stosowania zwi¹zków organocyny jak TBT (w 2008 roku). Ponadto stosowanie innych toksycznych substancji jest ograniczone odpowiednimi przepisami. Choæ nie ma zakazu stosowania farb zawieraj¹cych miedŸ, tak¿e jej coraz czêœciej dotycz¹ ograniczenia stosowania. I tak na przyk³ad w portach San Diego oraz Waszyngton wprowadzono zakaz stosowania wyrobów lakierowych zawieraj¹cych miedŸ, przeznaczonych na ³odzie rekreacyjne. Alternatywnymi rozwi¹zaniami do obecnie stosowanych systemów pow³okowych s¹: 1. przeciwporostowe farby hydrofilowe, zapobiegaj¹ce lub opóŸniaj¹ce adhezjê organizmów morskich do kad³ubów statków 2. hydrofobowe farby o niskiej energii powierzchniowej, u³atwiaj¹ce usuwanie organizmów morskich z kad³ubów statków 3. systemy pow³okowe wykorzystuj¹ce enzymy 4. farby z toksycznymi substancjami aktywnymi, zwi¹zane kowalencyjnie. Prace badawcze nad zagadnieniami nowoczesnych wyrobów lakierowych dla okrêtownictwa by³y prezentowane m.in. w artyku³ach: — „Novel hybrid anti-biofouling coatings with a self-peeling and self-generated micro-structured soft and dynamic surface” by Fei Hong et al. (J. Mater. Chem. B., 2013, 1, 2048-2055) — „Permanently antimicrobial waterborne coatings based on the dual role of modified po- 34 ly(styrene-co-maleic anhydride)” by William J. Cloete et al. (European Polymer Journal, Vol 49, Issue 5, May 2013, 1080-1088) — „Bioinspired catecholic copolymers for antifouling surface coatings” by Joon Hee Cho et al. (ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5(9), 2794-3802) — „An experimental investigation of the frictional drag characteristics of nanostructured and fluorinated fouling-release coatings using an axisymmetric body” by M.Atlar, et.al (Biofouling: The Journal of Bioadhesion and Biofilm Research, Vol 29, Issue 1, 2013, 39-52 — „Preparation and characterization of a novel conducting nanocomposite blended with epoxy coating for antifouling and antibacterial applications” by Amir Mostafaei and Farzad Nasipouri (Journal of Coatings Technology and Research, May 2013). A.Œ. Europejski Tydzieñ Ma³ych i Œrednich Przedsiêbiorstw SME Week 2013 www.kpk.gov.pl W dniach 25-30 listopada 2013 r. z inicjatywy Komisji Europejskiej, odbêdzie siê ogólnoeuropejska kampania na rzecz rozwoju przedsiêbiorczoœci pn. Europejski Tydzieñ Ma³ych i Œrednich Przedsiêbiorstw. Celem przedsiêwziêcia jest wspieranie rozwoju istniej¹cych ma³ych i œrednich przedsiêbiorstw oraz zachêcanie do zak³adania w³asnej dzia³alnoœci gospodarczej. W krajach cz³onkowskich organizowane bêd¹ ró¿norodne wydarzenia o charakterze promocyjno-informacyjnym skierowane do funkcjonuj¹cych i potencjalnych przedsiêbiorców m.in. konferencje, wyk³ady, seminaria, warsztaty, konkursy, targi, wystawy, dni otwarte. Najwa¿niejsze przewidziane w jego ramach wydarzenia odbêd¹ siê w dniach 25, 26 i 27 listopada 2013 r. w Wilnie i bêd¹ po³¹czone z SME Assembly i uroczystoœci¹ wrêczenia Europejskich Nagród Przedsiêbiorczoœci. Szczegó³owe informacje znajduj¹ siê na stronie: http://ec.europa.eu/enterprise/initiatives/sme-week/ Red. Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Nowe wyroby i technologie n ¢ Nowe wyroby i technologie Nowy, b³yskawicznie utwardzaj¹cy siê wyrób lakierowy do pod³óg New Floor Coatings Boast Instant Cure durabilityanddesign.com/news Firma DSM wprowadzi³a na rynek nowy, jednopow³okowy uk³ad lakierowy UVolve Instant Floor Guard 1873, przeznaczony do bezpoœredniego nak³adania na kompozytowe p³ytki winylowe (VCT) stosowane do pod³óg. Stosowanie lakieru nie wymaga wy³¹czenia malowanej powierzchni z u¿ytkowania. UVolve Instant Floor Guard 1873 jest przeznaczony do uszczelniania oraz ochrony p³ytek z VCT. Wed³ug firmy DSM po³ysk na p³ytkach pokrytych UVolve Instant Floor Guard 1873 utrzymuje siê nawet wówczas, gdy pod³oga nie jest polerowana. Zastosowanie nowego wyrobu eliminuje koniecznoœæ rutynowego usuwania starych warstw, uszczelniania oraz polerowania, ponadto, dziêki zastosowaniu technologii natychmiastowego sieciowania, pod³ogi s¹ gotowe do u¿ytkowania bezpoœrednio po na³o¿eniu wyrobu lakierowego. W przeciwieñstwie do akrylowych wyrobów wykoñczeniowych do pod³óg, nowy produkt zapewnia ³atwoœæ czyszczenia. UVolve Instant Floor Guard 1873 jest wyrobem bezrozpuszczalnikowym, o nieznacznym zapachu oraz charakteryzuje siê niemal zerow¹ emisj¹ VOC. A.Œ. Estry kwasów t³uszczowych z soi maj¹ ni¿sz¹ zawartoœæ VOC Esters of soybean fatty acids have lower VOC EC Newsletter, 26.06.2013 Estry styrenowanej sacharozy i kwasów t³uszczowych soi zosta³y zsyntezowane przez badaczy amerykañskich z Uniwersytetu Stanowego Pó³nocnej Dakoty. Badania wykaza³y, ¿e w³aœciwoœci pow³oki s¹ porównywalne z w³aœciwoœciami styrenowanej ¿ywicy alkidowej, a jednoczeœnie charakteryzuje je mniejsza zawartoœæ VOC dla jednakowych zawartoœci czêœci sta³ych. Stwierdzono, ¿e wiêksza zawartoœæ styrenu wp³ywa na skrócenie czasu schniêcia ¿ywicy. Dzieje siê tak ze wzglêdu na wiêksz¹ zawartoœæ twardych segmentów polistyrenowych. Dla ¿ywic o wysokich zawartoœciach styrenu obserwowano czasy bez odlepu (tack-free) równe 30 minut. Kobalt i cynk obni¿aj¹ czas schniêcia. W badaniach NMR stwierdzono obecnoœæ obecnoœæ bisallilowych atomów wodoru, które mog¹ ulegaæ dalszym reakcjom sieciowania w wyniku samoutlenienia, ju¿ po naniesieniu pow³oki. Dodatek sykatyw kobaltowych lub cynkowych redukowa³ czas wysychania, co wskazuje na reakcjê samoutleniania. Co wiêcej, reakcjê styrenowania wykorzystano do otrzymania wodorozcieñczalnych ¿ywic. Usieciowano je z ¿ywic¹ melaminowo-formaldehydow¹, uzyskuj¹c bio¿ywicê termoutwardzaln¹ o wysokiej odpornoœci na rozpuszczalniki, o du¿ej twardoœci, a jednoczeœnie o dobrej elastycznoœci. Wiêcej informacji o badaniach przynosi artyku³ zamieszczony w Journal of Coatings Technology and Research, 2013, Volume 10, Issue 4, str. 515-525. A.Œ. Œrodek o dzia³aniu antyporostowym przedziera siê przez d¿unglê przepisów Dyrektywy BPD Antifouling agent on it’s way to through the BPD jungle EC Newsltter 05.07.2013 D y r ekt y wa P r od ukt ów B i ob ójczyc h 98/8/EC (BPD – Biocidal Product Directive) sta³a siê jedn¹ z najciê¿szych przeszkód dla nowych antyporostowych œrodków pomocni- Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 35 n Nowe wyroby i technologie n czych przeznaczonych dla okrêtownictwa. „Econea” (tralopyril) jest nowym œrodkiem antyporostowym, który przechodzi procedury rejestracyjne okreœlone przez BPD. Wed³ug Tony’ego Kempena, Product Managera w dziale Marine Antifouling & Microbial Control firmy Janssen PMP, pozytywne wyniki oceny naukowej i technicznej, zastosowanie najbardziej restrykcyjnej procedury oceny ryzyka wzmacnia przekonanie firmy, ¿e Econea mo¿e byæ stosowana bezpiecznie jako substancja antyporostowa w wyrobach lakierowych. W wyniku rozmów przeprowadzonych podczas spotkania Biocides Technical Meetings, Health & Safety Executive z Wielkiej Brytanii, która jest pañstwem cz³onkowskim pe³ni¹cym rolê sprawozdawcy, sporz¹dzi³a projekt raportu CAR (the Draft Final Competent Authority Report) z pozytywnymi rekomendacjami do w³¹czenia zg³oszonej substancji do Aneksu I. Projekt raportu jest dostêpny dla ekspertów organów w³aœciwych pañstw cz³onkowskich i jest znacz¹cym kamieniem milowym w procesie ewaluacyjnym. Projekt raportu jak i wywodz¹ce siê z niego sprawozdanie oceniaj¹ce tworz¹ podstawê do dyskusji na spotkaniach organów w³aœciwych, które bêd¹ siê odbywa³y w drugiej po³owie 2013 roku i prowadzi³y do g³osowania w Sta³ym Komitecie nad udzieleniem pozwolenia w ramach Rozporz¹dzenia w sprawie Produktów Biobójczych (BPR, Regulation EU 528/2012), które bêdzie mia³o zastosowanie w tym czasie. A.Œ. Omu³ki same kopi¹ sobie grób “Barnacles dig their own grave” EC Newsletter 09.07.2013 Szwedzcy naukowcy opracowali ekologiczn¹ metodê zwalczania omu³ków osiedlaj¹cych siê na kad³ubach ³odzi i statków. Skupiska omu³ków obni¿aj¹ ekonomikê paliwa a¿ do 40%, równoczeœnie powoduj¹c wzrost emisji CO2. Oko³o 90% farb okrêtowych antyporostowych stosowanych obecnie powstaje w oparciu o tlenek miedzi, co skutkuje uwalnianiem 36 du¿ych iloœci miedzi do wód oceanicznych i morskich. Nowoopracowana metoda polega na modyfikacji farby i substancji aktywnej w taki sposób, ¿e substancja aktywna zostaje unieruchomiona wewn¹trz farby. T¹ substancj¹ jest inwermektyna – zwi¹zek produkowany przez bakteriê Streptomyces avermitilis. Dobr¹ skutecznoœæ wykazywa³ ju¿ 1 g imwermektyny na litr farby. Skutecznoœæ inwermektyny utrzymuje siê przez wiele lat, co wskazuje, ¿e nie uwalnia siê ona do wody. Prace nad now¹ metod¹ bêd¹ kontynuowane w ramach trzyletniego projektu europejskiego LEAF – Low Emission Anti-Fouling. A.Œ. Kontrolowanie ruchu cieczy na powierzchniach Controlling the flow of liquids on surfaces EC Newsletter 04.07.2013 Naukowcy znaleŸli sposób na wymuszenie ruchu kropli wody na p³askiej powierzchni bez stosowania ciep³a, œrodków chemicznych, elektrycznoœci czy innych si³. Aby wywo³aæ ruch kropli wody na powierzchni wystarczy zró¿nicowaæ stopieñ twardoœci pod³o¿a. Jak wykazali badacze, krople wody preferuj¹ miêkkie miejsca na pod³o¿u. W badaniach na plask¹ powierzchniê o ró¿nych gradientach sztywnoœci i miêkkoœci rozpylano krople glicerolu i obserwowano je pod mikroskopem optycznym. Naukowcy zmierzyli i dokumentowali ruch 13 300 kropli. Stwierdzili, ¿e krople spontanicznie poruszaj¹ siê od sztywnych regionów pod³o¿a w kierunku miêkkich, co zosta³o wykorzystane do przyci¹gniêcia kropli do kropli i stworzenia wzoru, w tym litery Y. Badania zosta³y zainspirowane przez zachowania ¿ywych komórek. Niektóre komórki maj¹ zdolnoœæ do wykrywania i przemieszczania siê wzd³u¿ gradientów sztywnoœci, w procesie nazywanym durotaksj¹. Podczas gdy komórki eukariotyczne migruj¹ w kierunku twardych pod³o¿y, krople cieczy poruszaj¹ siê w stronê bardziej miêkkich obszarów powierz- Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Nowe wyroby i technologie n chni. Durotaksja kropli jest znacznie prostsza ni¿ durotaksja komórek. Przypomina toczenie siê pi³ek po zboczu lub swobodny spadek pod wp³ywem grawitacji. Badania i uzyskane wyniki mog¹ przyczyniæ siê do rozwoju mikromechaniki p³ynów, produkcji w mikroskali oraz wytwarzania pow³ok, poniewa¿ ka¿da z tych dziedzin korzysta z kontroli przep³ywów. Durotaksja cieczy mo¿e równie¿ stanowiæ bazê do otrzymywania wykorzystuj¹cych skuteczniej energiê, systemów ch³odz¹cych. A.Œ. Pow³oki zol-¿el: schronienie dla historycznych szyb okiennych Sol-gel coatings: shelter for historical window glass EC Newsletter, 19 June 2013 Œredniowieczne szk³o jest nara¿one na niszcz¹ce dzia³anie zanieczyszczeñ atmosferycznych przenoszonych przez wodê. Stosowane obecnie strategie konserwacji maj¹ na celu zachowanie szk³a okiennego w oryginalnej przestrzeni historycznej, co wi¹¿e siê z jego zabezpieczeniem przed dalsz¹ degradacj¹. W³oscy naukowcy opracowali niedawno pow³okê hybrydow¹ spe³niaj¹c¹ wymagania stawiane wyrobom przeznaczonym do konserwacji Dziedzictwa Narodowego. Skutecznoœæ technologii zol-¿el, wykorzystywanej do otrzymywania pow³ok ochronnych z wykazuj¹cych powinowactwo do pod³o¿a prekursorów alkoksydów krzemu, jest bardzo dobra. Opublikowana praca omawia zagadnienia zwi¹zane z odpychaniem wody przez pow³oki zol-¿el, otrzymane z tetraetylo(orto)krzemianu o ró¿nej zawartoœci alkoksydów krzemu i z grupami funkcyjnymi w postaci grup alkidowych. Pow³oki otrzymano metod¹ zanurzeniow¹ i scharakteryzowano je za pomoc¹ spektroskopii UV-VIS i FTIR. Pomiary statycznego i dynamicznego k¹ta zwil¿ania wskazuj¹ na poprawê w³aœciwoœci hydrofobowych w przypadku funkcjonalizacji d³ugo³añcuchowymi grupami alkilowymi. Pow³oki o najlepszym k¹cie zwil¿ania i transparentnoœci oraz najni¿szej zawar- toœci sk³adników organicznych wybrano do badañ na próbkach szk³a takiego jak œredniowieczne. Szk³o scharakteryzowano kolorymetrycznie przy pomocy skanera spektrofotometrycznego przed i po naniesieniu pow³ok, nie uzyskuj¹c znacz¹cych ró¿nic barwy. Obrazy uzyskane przy pomocy mikroskopu skaningowego ujawni³y relatywnie równe, pozbawione pêkniêæ pow³oki, zw³aszcza w przypadku pow³ok o wy¿szej zawartoœci sk³adowej organicznej. K¹t zwil¿ania i pomiary kolorymetryczne powtórzono po badaniach przyspieszonego starzenia, kiedy pow³oki poddano dzia³aniu promieniowania UV i atmosfery nasyconej SO2. Znacz¹cy spadek k¹ta zwil¿ania zaobserwowano wy³¹cznie dla próbek poddanych badaniom starzeniowym w atmosferze o wysokim stê¿eniu SO2. Materia³y na bazie krzemionki nie da³y produktów ubocznych, mia³y dobre w³aœciwoœci hydrofobowe (odpychaj¹ce wodê), by³y kompatybilne z pod³o¿em, bezbarwne i stabilne w obecnoœci chemikaliów i promieniowania, a wiêc spe³nia³y podstawowe wymagania konserwacji Dziedzictwa Narodowego. Artyku³, zatytu³owany „Hybrid sol-gel based coatings for the protection of historical window glass” ukaza³ siê w Journal of Sol-Gel Science and Technology (volume 66, 2013, issue 2, pp. 253-263). A.Œ. Synteza poliuretanów zgodnie z zasadami zrównowa¿onego rozwoju Polyurethanes synthesised by sustainable routes EC Newsletter, 19 June 2013 Poliuretany s¹ otrzymywane klasycznymi metodami syntezy dioli i diizocyjanianów, ale tak¿e zgodnie z zasadami zrównowa¿onego rozwoju. Wyczerpywanie siê surowców kopalnych oraz wzrastaj¹ca œwiadomoœæ koniecznoœci ochrony œrodowiska sprawiaj¹, ¿e przyjazne dla œrodowiska produkty i procedury s¹ opracowywane zarówno przez przemys³ jak i przez instytucje naukowe. Z racji tego, ¿e zapotrzebowanie na poliuretany jest bardzo du¿e, aby mo¿na prowadziæ ich syntezê zgodnie z zasadami zrównowa¿onego rozwoju, Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 37 n Nowe wyroby i technologie n potrzebne s¹ bezpoœrednie, bezfosgenowe metody syntezy ich prekursorów (monomerów) z izocyjanianów. Badania dotycz¹ce klasycznych oraz prowadzonych zgodnie z zasadami zrównowa¿onego rozwoju syntez poliuretanów oraz ich prekursorów zosta³y opisane w artykule, który ukaza³ siê w czasopiœmie Green Chemistry, 2013,15, str. 1431-1455. A.Œ. Samonaprawiaj¹ce siê tlenki do ochrony cynku Self-repairing oxides to protect zinc EC Newsletter, 19 June 2013 Artyku³ „Self-repairing oxides to protect zinc: Review, discussion and prospects”, opublikowany w Corrosion Science (vol. 69, 2013, pp. 11-22) stanowi przegl¹d istniej¹cej literatury, która dotyczy strategii wytwarzania samonaprawiaj¹cych siê tlenków na cynku. Autorzy skupiaj¹ siê na wytwarzaniu samonaprawiaj¹cych siê tlenków, bêd¹cych krótkotrwa³ym zabezpieczeniem cynku i podaj¹ swoje propozycje kryteriów wyboru systemów inhibitorów. Przegl¹dowa praca australijskich naukowców poszukuje sposobów na zawê¿enie problemu i znalezienie kluczowych aspektów wymagaj¹cych badañ, tak aby mo¿liwym sta³ siê dalszy rozwój w dziedzinie samonaprawiaj¹cych siê tlenków. Wed³ug autorów, cynk jest chroniony przez krótki okres czasu przez pow³oki konwersyjne oparte na chromie. Grube warstwy powstaj¹ce podczas nanoszenia konwersyjnej pow³oki chromianowej na bazie Cr (VI) uwalniaj¹ do otoczenia mobilne, rozpuszczalne w wodzie jony Cr (VI), które ulegaj¹ reakcji redukcji w miejscach defektów pow³oki, tworz¹c pasywuj¹cy tlenek chromu Cr (III) (Cr2O3). Ocenie poddane s¹ tak¿e inne, realizowane przy pomocy innych zwi¹zków, termodynamicznie mo¿liwe sposoby uzyskania krótkotrwa³ej ochrony, podobnej do tej, któr¹ uzyskuje siê w przypadku Cr (VI). Na d³ugotrwa³¹ ochronê cynku w sposób naturalny ma wp³yw jego w³asna korozja (patyna), która powoduje powstanie wielowarstwowej struktury. Rola paty- 38 ny w ochronie ni¿ej le¿¹cych warstw tak¿e jest poddana ocenie, podobnie jak procesy zachodz¹ce w patynie, w tym wzajemne oddzia³ywania jej warstw. A.Œ. Pigmenty z efektem specjalnym, kompatybilne z ¿ywicami, rozpuszczalnikami i tworzywami Special effect pigments are compatible with resins, solvents and plastics EC Newsletter, 01 July 2013 Sheperd Color wprowadza dwa nowe pigmenty z efektem specjalnym: „StarLight FX 15” i „StarLight FX 25”, które maj¹ postaæ odbijaj¹cych promieniowanie, pokrytych srebrem p³atków szklanych. Oba produkty daj¹ znakomite efekty skrzenia i b³yszczenia, zw³aszcza w silnym s³oñcu. S¹ odporne na utratê po³ysku i ³atwe do zdyspergowania. Te, maj¹ce œrednicê niemal 15 mikronów (StarLight FX 15) i 25 mikronów (StarLight FX 25) miniaturowe lustra, o gruboœci jednego mikrona, s¹ doskonale dostosowane do stosowania w wyrobach lakierowych. Efekty po³ysku i skrzenia s¹ osi¹galne przy stosunkowo niskim udziale pigmentu w recepturze (< 1 %) w nie matowych, pigmentowanych farbach bazowych lub jako œrodki pomocnicze w transparentnych, ochronnych lakierach nawierzchniowych. Oba pigmenty s¹ kompatybilne z niemal wszystkimi ¿ywicami i rozpuszczalnikami. Ich stabilnoœæ termiczna to max 500 °C, co czyni je przydatnymi dla wysokotemperaturowych ¿ywic konstrukcyjnych. A.Œ. Opracowywanie farb daj¹cych pow³oki trwale ³atwe do czyszczenia Creating coatings with permanent easy-to-clean surfaces EC Newsletter, 19 June 2013 Fluorowane, wielofunkcyjne polimery maj¹ zdolnoœæ do tworzenia hydrofobowych powierzchni, które w ró¿nego rodzaju pow³okach lakierowych daj¹ trwa³y efekt ³atwego oczysz- Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Nowe wyroby i technologie n czania. Powierzchnie nie ulegaj¹ce ³atwo zabrudzeniu i ³atwe do czyszczenia zyskuj¹ na znaczeniu ze wzglêdów praktycznych (³atwoœæ czyszczenia) i ekonomicznych (mniejsza iloœæ surfaktantów). Istniej¹ce œrodki pomocnicze nadaj¹ce pow³okom w³aœciwoœci odpychaj¹ce brud (dirt repellency) bazuj¹ na fluorosilanach oraz polisiloksanach. S¹ one stosowane w specjalnych systemach pow³okowych, a ich skutecznoœæ zazwyczaj zmniejsza siê z up³ywem czasu. Artyku³ Cariny Deschamps i wpó³pracowników, OMG Borchers, omawia trwa³y efekt ³atwego oczyszczania jaki daj¹ niejonowe monomeryczne i polimeryczne œrodki powierzchniowo czynne, stosowane jako œrodki pomocnicze w ró¿nych uk³adach pow³okowych. Opracowane nowe œrodki pomocnicze, o dodatkowej funkcjonalnoœci, s¹ uniwersalne i mog¹ byæ stosowane zarówno w rozpuszczalnikowych jak i wodnych wyrobach lakierowych. Zastosowanie fluoropolimerów umo¿liwi³o stworzenie hydrofobowych, odpychaj¹cych wodê pow³ok, charakteryzuj¹cych siê trwa³ym efektem ³atwego oczyszczania. Najlepsze wyniki uzyskano z najsilniej hydrofobowym ze wszystkich zmodyfikowanych fluoropolimerów. We wszystkich czterech pow³okach k¹t zwil¿ania jest wystarczaj¹co wysoki, aby powsta³ efekt ³atwego czyszczenia. Podobne wyniki uzyskano we wszystkich czterech badanych systemach wodnych i rozpuszczalnikowych dla jednego œrodka pomocniczego. Pe³na wersjê artyku³u „Permanent hydrophobic and easy-to-clean effect” mo¿na przeczytaæ w lipcowym wydaniu European Coatings Journal. A.Œ. Postêp w technologiach badañ starzeniowych Enhancements in weathering technology Europ Coatings J 04/2013 Atlas Material Testing wprowadza na rynek nowe urz¹dzenia wykorzystuj¹ce ostatnie osi¹gniêcia w zakresie badañ starzeniowych. Ulepszona seria Xenon Weather-Ometrów „Ci” zawiera niezale¿ne pe³ne spektrum monitoringu z mo¿liwoœci¹ weryfikacji otrzymanych efektów z wymaganiami stosowanych metod „LS-200”; „WXView (WeatherView)” jest nowym oprogramowaniem gromadz¹cym dane i zapewniaj¹cym zdalny dostêp do wszystkich parametrów testu; „RD-3T” Holder to bardziej wydajny uchwyt na próbki, który pozwala zredukowaæ czas ³adowania próbek o ponad 50%. W zakresie testów fluorescencyjnych UV ulepszono interfejs dla u¿ytkownika z mo¿liwoœci¹ wyboru wielu jêzyków obs³ugi; zapewniono równie¿ bezpieczny proces kalibracji, który redukuje ryzyko ekspozycji na szkodliwe promieniowanie UV. E.G. Dok³adniejsze analizy cz¹stek Finer particle analysis Europ Coatings J 04/2013 Nowy optyczny analizator cz¹stek „Camsizer XT” firmy Retsch Technology rozszerza zakres zastosowañ produktów dla ma³ych rozmiarów cz¹stek i materia³ów spiekanych. Znajduje on zastosowanie w analizach pow³ok proszkowych, ¿ywnoœci i produktach farmaceutycznych. Posiada zdolnoœæ analizy cz¹stek od 1 mikrometra do 3 milimetrów oraz rozpoznawania ich kszta³tu. Porêczny rozk³ad opcji pozwala na dopasowanie siê do wymagañ u¿ytkownika. Nowy analizator charakteryzuje: — równoczesne dopasowanie do wielkoœci i kszta³tu cz¹stek — krótki czas pomiaru (od 1 do 3 min) z 100% zgodnoœci¹ z analiz¹ przesiewow¹ — budowa modu³owa — mo¿liwoœæ dyspersji za pomoc¹ ciœnienia, grawitacji i cieczy — szybka i ³atwa mo¿liwoœæ zmiany modu³u pomiarowego. E.G. Szczegó³owe badanie po³ysku Revealing the details of gloss Europ Coatings J 04/2013 Rohopoint opracowa³ miernik „IQ” do pomiaru po³ysku pod trzema k¹tami 20/60/85°, w Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 39 n Nowe wyroby i technologie n którym zwyk³y po³yskomierz o k¹cie pomiaru 20° zosta³ zst¹piony przez wysokiej rozdzielczoœci goniometer tworz¹cy szczegó³owy profil refleksji. Instrument oblicza po³ysk pod k¹tami 20/60° i 85°, zamglenie oraz parametry DOI i RSPEC w sekundê. Te dodatkowe parametry pozwalaj¹ na dok³adniejsz¹ analizê jakoœci odbicia i wygl¹du powierzchni. U¿ycie jednego czujnika goniometru redukuje koszt urz¹dzenia, które mo¿e byæ na poziomie cenowym porównywalnym z standardowymi po³yskometrami. Badanie wyrazistoœci obrazu DOI (Distinctness of Image) jest pomys³em znanym w bran¿y lakierów samochodowych, ale firma Rhopoint przedstawia badanie jakoœci obrazu odbitego (RIQ) jako bardziej czu³¹ metodê pomiaru tzw. skórki pomarañczy na powierzchniach o wysokim po³ysku. E.G. Szybsze cykle czasowe z nowymi pneumatycznymi aplikatorami kleju Faster cycle times with new adhesive pneumatic applicators EC European Coatings Journal 05, 2013 Nordson Corporation zapowiedzia³ wydanie dwóch nowych szybko powrotowych pneumatycznych pistoletów do podawania klejów. Aplikatory o nazwach „LA 725” i „LA 725-S” zapewniaj¹ czyst¹ pracê i solidn¹ konstrukcjê do pracy ci¹g³ej lub przerywanej do papieru i tektury falistej o ró¿nych zastosowaniach (m.in. pude³ka, torby, worki i opakowania). Opatentowane aplikatory wykorzystuj¹ zaawansowan¹ technologiê uszczelniaj¹c¹ odporn¹ na wiêkszoœæ chemikaliów zawartych w klejach na bazie wody, s¹ wiêc znacznie trwalsze i rzadziej wymagaj¹ konserwacji. Zminimalizowane tarcie dodatkowo wyd³u¿a ¿ywotnoœæ. Szybka zmiana komponentów pozwala zminimalizowaæ przestoje i u³atwia szybk¹ zmianê produkcji. Cewki te zapewniaj¹ spójne dozowanie kleju przez ca³y okres ¿ywotnoœci zaworu. Technologia szybkich cykli i zabezpieczenia typu ‘snuff-back’ zaworów, zapewniaj¹ ostre, czyste odciêcia, a nadmiar kleju jest 40 wci¹gany do aplikatora. Nawet przy du¿ych prêdkoœciach, aplikatory zapewniaj¹ wiarygodne, jednolite wzory o konsekwentnym wygl¹dzie i wydajnoœci. B.S. Pomiary pod ró¿nymi k¹tami Measuring at different angles Europ Coatings J 04/2013 Na targach „EC-Show” firma TQC zaprezentowa³a seriê produktów „TQC ThermoKinetics”, które analizuj¹ wp³yw temperatury na szeroko pojête farby. W modelu „CurveX-3 Basic” zastosowano ca³kowicie nowe, dodatkowe urz¹dzenia do automatycznej aplikacji filmu. Opcje zwi¹zane z czasem suszenia pozwalaj¹ zamieniæ automatyczny aplikator na rejestrator czasu suszenia. Dziêki elektrycznie podgrzewanemu ³o¿u susz¹cemu mo¿na analizowaæ wp³yw temperatury na farby i lakiery. Nowa seria „Gloss Meters” równie¿ zosta³a zaprezentowana na targach. Urz¹dzenie dostêpne bêdzie w 3 modelach: „Sologloss” o k¹cie pomiaru 60°, „Duogloss” o k¹tach 20/60° oraz „Polygloss” o k¹tach 20/60/85°. Jednym z najbardziej interesuj¹cych projektów jest „TQC CureViea Thermal Test Centre.” Elastyczny piec pozwala u¿ytkownikowi podgrzaæ w szklanej komorze ró¿nego kszta³tu panele testowe a¿ do 300 °C. E.G. Kredowanie mierzone ze szwajcarsk¹ precyzj¹ Chalking measured with Swiss precision Europ Coatings J 04/2013 Przez wiele lat u¿ywano nefelometrii jako wiarygodnej metody w okreœlaniu stopnia kredowania. To jedyna metoda, dziêki której mo¿na uzyskaæ miarodajne, powtarzalne i obiektywne wyniki niezale¿nie od indywidualnych pomiarów. Firma Zehntner zaprezentowa³a miernik kredowania „ZHC 1200 Helmen”, do iloœciowego okreœlania stopnia kredowania w badaniach starzeniowych lakierów w warun- Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Nowe wyroby i technologie n kach starzenia naturalnego lub sztucznego. S³u¿y on tak¿e do bezpoœredniego pomiaru przepuszczalnoœci optycznej (transmitacji) próbki. To jedno z pierwszych urz¹dzeñ zaopatrzonych w dotykowy ekran, który równie¿ wyœwietla wynik stopnia kredowania. Charakteryzuje siê wysok¹ czu³oœci¹ na najbardziej kluczowym etapie kredowania oraz wysok¹ dok³adnoœci¹ w odniesieniu do kolorowych pigmentów. E.G. Droga do œwiata pe³nego kolorów Showing the way to a more colourful world Europ Coatings J 04/2013 RAL przedstawi³ dwa nowe produkty w swoim atlasie kolorów „RAL Design”. Nowy wachlarz kolorów „RAL D2” obejmuje 1625 kolorów w jednym wzorniku u³o¿onych wed³ug ich tonu (H), jasnoœci (L) i nasycenia (C). Opakowanie nowego wachlarza „RAL D8” obejmuje osiem wzorników, które prezentuj¹ wszystkie kolory „RAL Design” z pe³n¹ ilustracj¹ kolorów. Te nowe produkty powoduj¹, ¿e biblioteka kolorów staje siê bardziej atrakcyjna dla architektów, projektantów wnêtrz i agencji reklamowych. RAL jest niezale¿nym partnerem dla przemys³u i handlu w prawie 40 krajach. E.G. Plastifikatory bezftalanowe do klejów, pow³ok i uszczelniaczy Phthalate-free plasticiser for adhesives, coatings and sealants EC European Coatings Journal 05, 2013 Firma Emerald Kalama Chemical og³osi³a wprowadzenie nowego plastyfikatora – „Kalama K-Flex PG”. Nowa kompozycja na bazie dibenzoesanu glikolu propylenowego, zosta³a specjalnie opracowana do optymalizacji w³aœciwoœci dzisiejszych uk³adów PVC, mo¿e tak¿e byæ stosowana w klejach do pow³ok i szczeliw. Ten plastyfikator jest wysoce efektywny, o niskich zawartoœciach VOC, nie zawiera ftalanów, alkilowych etoksylowanych fenoli (APE-free), SVHC, PBT tak, ¿e jest kompatybilny z wiêkszoœci¹ polimerów, w³¹czaj¹c w to systemy akrylowe, styrenowo-akrylowe, octanu winylu (PVA), octanu winylowo-etylenowego (VAE) i poli(chlorku winylu) (PVC). Sk³adnik plast y f i k a t or a zn ajd uje si ê n a l i œ ci e F DA 21CFR175.105, dotycz¹cej poœrednich dodatków do ¿ywnoœci – kleje i sk³adniki pow³ok. Produkt ten jest tak¿e w fazie rejestracji wstêpnej na liœcie REACH w Europie i odnotowany w ogólnoœwiatowych wykazach. B.S. Nanotechnologia tworzy nowe cz¹stki Devine nano technology forms new particles EC Newsletter, 27.05.2013 Cz¹steczki Janus, nazwane imieniem rzymskiego boga o dwóch twarzach, maj¹ ju¿ tak szerokie zastosowanie, ¿e trudno uwierzyæ, i¿ s¹ one stosunkowo m³odym wynalazkiem nanotechnologii. Ze wzglêdu na ich ciekawe w³aœciwoœci i szerokie potencjalne zastosowanie m.in. w katalizie czy przemyœle pow³ok funkcjonalnych, w ci¹gu ostatnich lat przeprowadzono wiele badañ dotycz¹cych tych cz¹stek, a tak¿e opracowano szereg ich rodzajów. Denis Rodríguez-Fernandez i Luis M. Liz-Marzan z Uniwersytetu de Vigo w Hiszpanii zajêli siê badaniami nad cz¹stkami Janus zawieraj¹cymi co najmniej jeden metaliczny sk³adnik. Skupili siê na uk³adach typu metal-metal, metal-dielektryk oraz metal-polimer, a tak¿e przyjrzeli siê niesferycznej budowie tych cz¹stek. Cz¹stki Janus mog¹ byæ otrzymywane poprzez polimeryzacjê emulsyjn¹, zaszczepienie lub techniki mikrostrumieniowe, a tak¿e przez czêœciowe maskowanie czy przez samoorganizacjê ligandów na powierzchni cz¹stek. Skalowalnoœæ ka¿dej metody jest oceniana, kontrola nad procesem pozwala na otrzymanie odpowiedniej geometrii i rozmiaru produktów. Autorzy, w swoim artykule o cz¹steczkach ukazanym w „Particle & Particle Characterization Systems” (2013, Tom 30, Nr 1, s 46-60), podsumowuj¹ i stwierdzaj¹, ¿e szczególne w³aœciwoœci tych cz¹stek sprawiaj¹, i¿ ich Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 41 n Nowe wyroby i technologie n zastosowanie mo¿e byæ nieograniczone, a ci¹gle wzrastaj¹ca produkcja bêdzie udoskonalana i upraszczana dla potrzeb przemys³u. Cz¹stki Janus charakteryzuj¹ siê specyficzn¹ budow¹, s¹ to asymetryczne cz¹steczki, których powierzchnia sk³ada siê z obszarów o ró¿nych w³aœciwoœciach chemicznych i fizycznych. Budowa cz¹stek pozwala przewidzieæ wiele mo¿liwych sposobów u³o¿enia cz¹steczek. Ze wzglêdu na swoj¹ specyficzn¹ budowê cz¹stki tego typu maj¹ wiele nowych, interesuj¹cych mo¿liwoœci zastosowañ, których nie posiadaj¹ jednorodne materia³y. Orientacja siê fragmentów cz¹steczek w odpowiedni sposób w zale¿noœci od œrodowiska, w którym siê znajduj¹ oznacza, ¿e cz¹steczki te mog¹ zachowywaæ siê jak œrodki powierzchniowo czynne. K.C. Synteza nowych hiperrozga³êzionych polimerów Functions stick on the surface of polymers EC Newsletter, 30.05.2013 Polimery hiperrozga³êzione zazwyczaj otrzymywane s¹ na drodze jednonaczyniowej syntezy, podczas której uzyskuje siê produkty o ró¿nej masie molowej i stopniu rozga³êzienia. Polimery tego typu maj¹ lepsze w³aœciwoœci ni¿ polimery dendryczne. Naukowcy Yasuyuki Irie i Kensuke Naka z Kyoto Institute of Technology w Japonii zsyntezowali oznaczon¹ jako POSS-HYPAM-Im hiperrozga³êzion¹ poli(amidoaminê) z imidazolowymi grupami termalnymi i wbudowanymi jednostkami wieloœciennych oligomerycznych silseskwioksanów (POSS). POSS-HYPAM-Im zsyntezowano poddaj¹c reakcji nadmiar tris(2-aminoetylo)aminy z dendryczn¹ poli(amidoamin¹) zawieraj¹c¹ jednostki POSS z grupami estrowymi przy³¹czonymi do naro¿y tej cz¹steczki z akrylanem metylu, a nastêpnie na drodze reakcji wymiany z 3-aminopropyloimidazolem. Natomiast HYPAM-Im hiperrozga³êzion¹ poli(amidoaminê) z imidazolowymi grupami termalnymi zsyntetyzowano na drodze reakcji 1-(3-aminopropylo)imida- 42 zolu z hiperrozga³êzionym estrem metylowym poli(amidoaminy). Naukowcy wykazali, ¿e klarownoœæ roztworu POSS-HYPAM-Im drastycznie zmniejsza siê gdy pH roztworu jest wiêksze ni¿ 8,2. Natomiast klarownoœæ roztworu HYPAM-Im stopniowo zmniejsza siê, gdy pH roztworu jest wy¿sze ni¿ 9. Spektrofotometryczne miareczkowania dotycz¹ce wodnych roztworów hiperrozga³êzionych polimerów z jonami Cu2+ wykaza³y sposób kompleksowania polimeru POSS-HYPAM-Im z uk³adu Cu2+-N4 do Cu2+-N2O2. Hiperrozga³êzione polimery to silnie rozga³êzione makrocz¹steczki o trójwymiarowej strukturze. Ze wzglêdu na ich wyj¹tkowe w³aœciwoœci fizyczne i chemiczne maj¹ wiele mo¿liwoœci zastosowañ: od medycyny, gdzie mog¹ byæ wykorzystane jako noœniki substancji czynnych po zastosowania w przemyœle pow³okowym. Hiperrozga³êzione polimery nale¿¹ do g³ównej klasy struktur polimerów tu¿ po tradycyjnych polimerach liniowych, usieciowanych i rozga³êzionych. Badania dotycz¹ce hiperrozga³êzionej poli(amidoaminy) zosta³y opublikowane w Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 51, 12, s 2695–2701. K.C. Barwy s³oñca Colours of the sun EC European Coatings Journal 05, 2013 „Iriodin 506 Sunset Orange” wzbogaca portfolio firmy Merck o nowy pigment. Intensywny pomarañczowy nadaje efekt zarówno produktom drukowanym i tworzywom sztucznym jak równie¿ ceramice. Cz¹stki miki, mierz¹ce od 5 do 35 µm i pokryte tlenkiem metalu, charakteryzuj¹ siê wysok¹ czystoœci¹ i nasyceniem barw. Znajduj¹cy siê w spektrum kolorów miêdzy z³otem a odcieniem czerwonego pigment, oferuje unikalny pomarañczowy efekt, który wczeœniej udawa³o siê osi¹gn¹æ tylko poprzez mieszanie ró¿nych pigmentów. Iriodin 506 Sunset Orange mo¿na ³¹czyæ z wieloma innymi pigmentami z efektami specjalnymi lub pigmentami absorpcyjnymi. Ton miedzi udoskonali wygl¹d wykonanych z tworzyw oraz cera- Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Nowe wyroby i technologie n micznych donic, a tak¿e opakowañ wysokiej jakoœci filtrów przeciws³onecznych. Jasny pomarañczowy podkreœli dynamikê kajaków i desek surfingowych. Z³ote, pomarañczowe tapety wnios¹ œwie¿¹ energiê do biura. B.S. Nowe nietoksyczne i nieblakn¹ce pigmenty Colourful sand avoids toxic or fading pigmentations EC Newsletter, 31.05.2013 Stosowane obecnie pigmenty organiczne i nieorganiczne maj¹ swoje wady i zalety. Wad¹ pigmentów organicznych jest to, ¿e blakn¹ pod wp³ywem promieni UV, natomiast pigmenty nieorganiczne s¹ czêsto oparte na toksycznych metalach ciê¿kich, np. takich jak chrom. Japoñscy naukowcy wynaleŸli nowy typ przyjaznych dla œrodowiska pigmentów. Sk³adaj¹ siê one z bardzo drobnych cz¹stek dwutlenku krzemu i sadzy i s¹ po prostu rozpylane na danych powierzchniach. Taki rodzaj pigmentów powoduje uzyskanie trwa³ych i nieblakn¹cych kolorów. Konwencjonalne pigmenty absorbuj¹ pewn¹ czêœæ œwiat³a widzialnego, pozosta³a czêœæ jest odbijana i rejestrowana przez nasze oko w postaci koloru. Barwa powstaje tak¿e w wyniku interferencji œwiat³a bia³ego odbitego od przezroczystych lub pó³przezroczystych cia³ sk³adaj¹cych siê z wielu warstw substancji o ró¿nych w³asnoœciach optycznych. W tym przypadku uzyskany kolor zale¿y od wielkoœci cz¹stek. Eksperyment zak³ada³ zdyspergowanie nanocz¹steczek SiO2 w metanolu i rozpylanie ich na ró¿ne powierzchnie. Podczas natryskiwania metanol odparowuje, a SiO2 pozostaje na powierzchni w postaci suchego proszku, tworz¹c cienk¹, równ¹ b³onê amorficznych cz¹stek. W celu stabilizowania struktury koloidalnej uk³adu amorficznego podaje siê polielektrolit. W zale¿noœci od wielkoœci cz¹stek, badacze uzyskali b³ony daj¹ce kolory od niebieskawo-bia³ych do ró¿owo-bia³ych. Tak¹ technik¹ uzyskuje siê jedynie bardzo blade kolory. Aby uzyskaæ bardziej intensywne kolory do SiO2 dodaje siê cz¹steczki sadzy. Ta nowa technologia pozwala zatem na uzyskanie zarówno intensywnych jak i bladych kolorów. Pigmenty takie mog¹ byæ stosowane w farbach budowlanych i do pow³ok samochodowych, a tak¿e w produktach kosmetycznych. K.C. Nowe rozwi¹zanie dla przemys³u pow³ok – po³¹czenie cementu asfaltowego i ¿ywicy poliesteramidowej Blending asphalt cement and PEA for industrial coatings ECNewsletter, 24.05.2013 Naukowcy z Egiptu zbadali w³aœciwoœci mieszanki cementu asfaltowego i ¿ywicy poliesteramidowej (PEA) i jej zastosowanie do produkcji farb przemys³owych stosowanych na metal. Cement asfaltowy to materia³ powszechnie stosowany jako sk³adnik pow³ok przemys³owych. Posiada dobre w³aœciwoœci adhezyjne i niewiele kosztuje, jednak ma jedn¹ wadê – bardzo d³ugo schnie. Natomiast ¿ywice poliesteramidowe (PEA) s¹ stosunkowo s³abymi materia³ami stosowanymi g³ównie do schn¹cych na powietrzu i w lekko podwy¿szonej temperaturze systemów pow³okowych przeznaczonych do nanoszenia na pod³o¿a metalowe. Naukowcy z egipskiego Al Alzhar University oraz Petroleum Research Institute badali po³¹czenie cementu asfaltowego z ¿ywic¹ poliesteramidow¹ i ich zastosowanie w farbach przemys³owych stosowanych na metal. Celem badañ naukowców by³o przezwyciê¿enie d³ugiego czasu schniêcia cementu asfaltowego i s³abych w³aœciwoœci wytrzyma³oœciowych ¿ywic PEA. Wykazano, ¿e cement asfaltowy i ¿ywica PEA, zmieszana w iloœci od 3 do 12% (m/m), tworz¹ doskona³e po³¹czenie. Otrzymane w ten sposób pow³oki zbadano przy pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej. Okreœlono tak¿e ich wygl¹d, w³aœciwoœci mechaniczne oraz odpornoœæ na korozjê przez zanurzenie próbek na okres 84 dni w ró¿nych chemikaliach. W porównaniu do systemu pow³okowego zawieraj¹cego czysty cement Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 43 n Nowe wyroby i technologie n asfaltowy dodatek PEA, w iloœci od 9 do 12%, zwiêksza jego odpornoœæ na korozjê. Okreœlono, ¿e w³aœciwoœci koñcowe pow³ok zale¿¹ od w³aœciwoœci cementu i zawartoœci poliesteramidu. Artyku³ egipskich naukowców ukaza³ siê w czasopiœmie „Progress in Organic Coatings” (http://dx.doi.org/10.1016/j.porgcoat.2013. 04.010). K.C. „Zielone wyroby lakierowe” – przegl¹d Green Coatings Review www.specialchem4coatings.com „Zielone” wyroby lakierowe, recepturowane z myœl¹ o zmniejszeniu ryzyka zwi¹zanego z zanieczyszczeniem œrodowiska, powoli wkraczaj¹ na rynek tradycyjnych wyrobów powstaj¹cych z surowców otrzymanych z ropy naftowej. Przyjazne dla œrodowiska i powsta³e w oparciu o biomateria³y surowce oraz œrodki pomocnicze obejmuj¹ bardzo zró¿nicowane produkty. Podejmowane s¹ próby stworzenia algorytmów oceny czy dany produkt mo¿na okreœlaæ jako „zielony”. Niedawno tak¹ metodê oceny zaproponowa³a firma Clariant: EcoTain® Life Cycle and Label for Paints & Coatings. Analizuje ona cztery kryteria: — zrównowa¿one projektowanie (Sustainable Design) — odpowiedzialne wytwarzanie (Responsible Process) — bezpieczne i efektywne stosowanie (Safe & Efficient Use) — eko-integracjê (Eco-Integration). Aby produktowi mo¿na by³o przyznaæ znak EcoTain®, ka¿da faza jego cyklu ¿ycia powinna przynosiæ korzyœci ekologiczne. Ponadto, coraz czêœciej firmy biotechnologiczne, wytwarzaj¹ce biomateria³y podejmuj¹ wspó³pracê z dostawcami surowców do produkcji wyrobów lakierowych. I tak np. firma Piedmont Chemicals dzia³aj¹c we wspó³pracy z firm¹ Myriant (producent bio kwasu bursztynowego) oraz firm¹ DuPont Tate & Lyle Bio Products (wytwarzaj¹c¹ na drodze fermentacji propanodiol o handlowej nazwie Susterra®) 44 syntezuje 100-procentowe bio-poliole, które pod wzglêdem swojej funkcjonalnoœci s¹ to¿same z poliolami otrzymywanymi z surowców petrochemicznych i s¹ konkurencyjne wobec nich pod wzglêdem ceny. Natomiast firma Reverdia po³¹czy³a si³y z firm¹ Proviron, aby wprowadziæ na rynek Provichem® 2511 – eko bursztynian dimetylu bêd¹cy alternatyw¹ dla estrów dizasadowych (DBE) lub innych rozpuszczalników powsta³ych z surowców kopalnych. Peptydy – tak¿e bioprodukty – maj¹ marginalne zastosowanie w przemyœle farb i lakierów, g³ównie jako œrodki przeciwko grzybom. Firma Peptide Technologies specjalizuj¹ca siê w wyrobach lakierowych dla okrêtownictwa, opracowa³a ca³kowicie naturalne œrodki na bazie biopeptydów, zabezpieczaj¹ce pow³oki przed porastaniem przez organizmy ¿yj¹ce w wodzie. Opracowany przez Peptide Technologies œrodek powsta³ z myœl¹ o zapobieganiu osiedlaniu siê racicznicy wielkiej i omu³ków oraz p¹kli na powierzchniach pow³ok lakierowych. Firma otrzyma³a, dla opracowanych przez siebie farb Aquaculture Natural i Aqua Natural, certyfikat, wystawiony przez Chem Alert, oddzia³ Risk Management Technologies of Australia, poœwiadczaj¹cy ¿e s¹ one bezpieczne i nieszkodliwe. Wœród bioproduktów wykorzystywanych w wyrobach lakierowych s¹ równie¿ enzymy. Austrian Center of Biotechnology podj¹³ wspó³pracê z firm¹ Allnex (nowa nazwa oddzia³u zajmuj¹cego siê produkcj¹ ¿ywic firmy Cytec Coatings), w wyniku której zidentyfikowano i otrzymano enzym, który mo¿e zast¹piæ kobalt w farbach alkidowych. Enzym ten to lakkaza (nale¿¹cy do oksydaz) i zosta³ otrzymany z g¹bek z rodzaju Echinoclathria dichotoma. Podobne odkrycie zosta³o niedawno opatentowane przez firmê Dow. Inne firmy, jak na przyk³ad AkzoNobel zawieraj¹ umowy z dostawcami biosurowców. W przypadku firmy AkzoNobel jest to umowa z firm¹ Solvay na dostawy bioepichlorohydryny i biorozpuszczalników (biobutanolu oraz bioacetonu i ich pochodnych). Ponadto obie firmy bêd¹ wspólnie prowadzi³y prace nad opracowaniem technologii otrzymywania zaawanso- Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Nowe wyroby i technologie n wanych technologicznie olejów. Umowa na dostawy biorozpuszczalników (biobutanolu oraz bioacetonu i ich pochodnych), jak równie¿ rozpuszczalników z rodziny Coatis Augeo® opiewa na 10 000 ton/rok w 2017 roku (wytwarzanych w Brazylii). Arkema, jeden z najwiêkszych u¿ytkowników innego biosurowca – oleju rycynowego zdecydowa³ o zainwestowaniu w segment pro- dukcyjny, podejmuj¹c wspó³pracê z indyjskim wytwórc¹ oleju rycynowego Jayant Agro. Z kolei firmy BASF i Cargill wspólnie z Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH pracuj¹ nad stworzeniem ³añcucha dostaw certyfikowanego oleju kokosowego, który jest wykorzystywany m.in. w produkcji biorozpuszczalników. A.Œ. Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 45 n Opisy bibliograficzne n ¢ Opisy bibliograficzne Dzia³ zawiera opisy bibliograficzne artyku³ów z dziedziny farb i lakierów opracowane na podstawie znajduj¹cych siê w IMPiB Oddz. Gliwice fachowych czasopism krajowych i zagranicznych oraz materia³ów konferencyjnych — stanowi wiêc informacjê o dokumentach pierwotnych oraz ich treœci. Informacje te u³o¿one s¹ w oparciu o klasyfikacjê i skorowidz zagadnieñ tematycznych i dotycz¹ ostatnich osi¹gniêæ nauki, techniki, wynalazczoœci, bezpieczeñstwa i higieny pracy oraz zagadnieñ ekonomiczno-organizacyjnych i rynkowych. Dane bibliograficzne wy¿ej wymienionych materia³ów obejmuj¹ w kolejnoœci: tytu³ artyku³u w jêzyku polskim, tytu³ artyku³u w jêzyku oryginalnym, nazwisko autora, skrót nazwy czasopisma, rok, tom i numer strony, liczbê rysunków, tabel i pozycji bibliograficznych. WYKAZ REFEROWANYCH CZASOPISM I ICH SKRÓTÓW 1. Coatings World – Coatings World 2. European Coatings Journal – Europe Coatings J 3. Farbe und Lack – Farbe Lack 4. Journal of Coatings Technology – JCT Coatings Tech 5. Journal of Coatings Technology and Research – J Coat Tech and Research 6. Polymers Paint Colour Journal – Polym Paint Col J 7. Surface Coatings International Journal of the Oil & Colour Chemists’ Association – Surface Coatings Internat 8. Progress in Organic Coatings – Progr. Org. Coat. KLASYFIKACJA ZAGADNIEÑ w WYDAWNICTWACH ZINT INSTYTUTU IN¯YNIERII MATERIA£ÓW POLIMEROWYCH i BARWNIKÓW 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.3.1. 1.3.2. 1.3.2.1. 1.3.2.2. 1.3.2.3. 1.3.2.4. 1.3.2.5. 1.3.2.6. 1.3.3. 1.3.3.1. 1.3.3.2. 1.3.4. 1.3.5. 1.3.6. 46 SUROWCE LAKIERNICZE Oleje i woski ¯ywice naturalne — szelak, kalafonia, kopalne i inne ¯ywice syntetyczne Polimery wêglowodorowe Polimery zawieraj¹ce tlen ¯ywice alkidowe Nasycone ¿ywice poliestrowe Nienasycone ¿ywice poliestrowe ¯ywice epoksydowe ¯ywice akrylowe ¯ywice fenolowe Polimery zawieraj¹ce azot Poliuretany — poliizocyjaniany ¯ywice aminowe — amidowe, aminowe, imidowe, melaminowe i inne Polimery chlorowcowane ¯ywice zawieraj¹ce krzem i inne heteropierwiastki Polimery celulozowe 1.3.7. 1.3.7.1. 1.3.7.2. 1.3.8. 1.3.9. 1.3.10. 1.3.11. 1.4. 1.5. 1.5.1. 1.5.1.1. 1.5.1.2. 1.5.1.3. 1.5.1.4. 1.5.1.5. Polimery wodorozcieñczalne Polikondensacyjne Dyspersyjne i emulsyjne Spoiwa nieorganiczne Polimery o specjalnych w³aœciwoœciach — ognioodporne, termoodporne Kauczuki — naturalne, syntetyczne, chlorowane i inne Substancje bitumiczne — bitumy, asfalty, smo³y, paki itp. Rozpuszczalniki, rozcieñczalniki, plastyfikatory Pigmenty Pigmenty nieorganiczne Pigmenty bia³e Pigmenty barwne Pigmenty czarne Pigmenty z efektami specjalnymi (metaliczne, per³owe, interferencyjne) Pigmenty œwiec¹ce (fluoroscencyjne, fosforoscencyjne) Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Opisy bibliograficzne n 1.5.2. 1.5.2.1. 1.5.2.2. 1.5.2.3. 1.5.2.4. 1.5.3. 1.6. 1.7. 1.8. 2. 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4. 2.1.5. 2.1.6. 2.1.7. 2.1.8. 2.1.9. 2.1.10. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.8. 3. 3.1. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4. Pigmenty organiczne Pigmenty barwne Pigmenty czarne Pigmenty z efektami specjalnymi Pigmenty œwiec¹ce Pigmenty specjalne: antykorozyjne, uniepalniaj¹ce, otoczkowane i inne Wype³niacze Pasty pigmentowe, mieszalniki farb Œrodki pomocnicze — sykatywy, œrodki przeciw ko¿uszeniu, matuj¹ce, truj¹ce, absorbuj¹ce UV i inne WYROBY LAKIEROWE Rozpuszczalnikowe wyroby lakierowe — pigmentowane Wyroby lakierowe dla motoryzacji Wyroby lakierowe dla budownictwa ogólnego Wyroby lakierowe na drewno — na meble, drewno i materia³y drewnopochodne Wyroby lakierowe dla œrodków transportu Wyroby lakierowe dla okrêtownictwa (farby okrêtowe) i gospodarki morskiej Wyroby lakierowe dla przemys³u elektrotechnicznego — elektroizolacyjne i inne Wyroby lakierowe dla opakowañ — do puszek konserwowych i inne m.in. dla przemys³u spo¿ywczego Wyroby lakierowe antykorozyjne — podk³ady, grunty i inne Farby graficzne Farby specjalne — ognioodporne, niepalne, m³otkowe, wielobarwne, matowe, chemoodporne, tiksotropowe, pr¹doprzewodz¹ce, odblaskowe, daj¹ce pow³oki zdzieralne, przeciwœlizgowe i inne Wyroby lakierowe wodorozcieñczalne Wyroby lakierowe bezrozpuszczalnikowe Farby proszkowe Wyroby lakierowe utwardzane radiacyjnie (UV, EBC) Wyroby o du¿ej zawartoœci czêœci sta³ych (high solids) Kity, szpachlówki — kity szpachlowe, masy dŸwiêkoch³onne, mastyki i inne Plastizole i organozole STOSOWANIE WYROBÓW LAKIEROWYCH Przygotowanie powierzchni do malowania Nak³adanie pow³ok — techniki malowania Malowanie zanurzeniowe Natrysk pneumatyczny Malowanie bezpowietrzne Polewanie wielostrumieniowe 3.2.5. 3.2.6. 3.2.7. 3.2.8. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 3.8. 4. 4.1. 4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.6.1. 4.6.2. 4.6.3. 4.7. 4.8. 4.9. 5. 5.1. 5.2. 5.3. Natrysk elektrostatyczny Malowanie elektroforetyczne Ci¹g³e powlekanie blach (coil coating) Malowanie walcami i rolkami Aparaty i urz¹dzenia do malowania — malarnie i lakiernie oraz ich wyposa¿enie Utwardzanie pow³ok — suszenie, sieciowanie fizyczne, chemiczne, radiacyjne, urz¹dzenia i aparaty do suszenia i inne Pow³oki lakierowe i inne organiczne — charakterystyka, badanie w³aœciwoœci Usuwanie pow³ok — techniki, zmywacze i inne Higienicznoœæ oraz warunki stosowania i eksploatacji Informacje praktyczne dla stosuj¹cych wyroby lakierowe ZAGADNIENIA NAUKOWO-BADAWCZE I PRZEMYS£OWE Korozja — problematyka korozji, ochrona przed korozj¹, przetwarzacze rdzy, itp. Zagadnienia organizacyjno-ekonomiczne Organizacja, ekonomika — organizacja pracy, produkcja, planowanie, prognozowanie, tendencje rozwojowe i inne Magazynowanie, opakowanie, transport Informacja, dokumentacja, normalizacja, szkolenie, konferencje, sympozja, targi Postêp techniczny — wynalazczoœæ, racjonalizacja, prace naukowo-badawcze, automatyzacja Projektowanie — prace projektowo-konstrukcyjne z zakresu malarni, zak³adów produkcyjnych Technologia i aparatura — technologia produkcji, recepturowanie, in¿ynieria chemiczna, aparatura przemys³owa Zagadnienia badawczo-analityczne — badania, analizy chemiczne, aparatura kontrolno-pomiarowa itp. Badania terenowe — stacje klimatyczne Badania przyspieszone Nowe: techniki, sprzêt i rozwi¹zania badawczo-analityczne Nowe idee w wyrobach lakierowych Bezpieczeñstwo i higiena pracy — bhp i ppo¿., ochrona œrodowiska, socjologia przemys³owa Barwa — kolorystyka, dynamika i pomiar barwy, pigmentacja itp. RYNEK Rynek surowców lakierniczych Rynek wyrobów lakierowych Nowoœci Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 47 n Opisy bibliograficzne n FiL–5/2013/ 1.3.7.2 Nowoczesne dwusk³adnikowe wodne farby poliuretanowe. Wytrwa³oœæ od mega trendu do biznesu Moderne 2K-PUR-Wasserlacke. Nachhaltigkeit vom Megatrend zum Business R. Reyer, M. Melchiors, T. Stingl Farbe Lack 2013 (nr 7, s. 28-31, rys. 7, tab. 1, poz. bibl.3) Wodne, dwusk³adnikowe farby poliuretanowe na bazie nowej generacji, bezrozpuszczalnikowych, OH-funkcyjnych dyspersji poliuretanowych i wewnêtrznie aktywowanych dyspersji poliakrylanowych, nadaj¹ siê do lakierów i farb nawierzchniowych dla du¿ych pojazdów jak wagony, samochody osobowe, autobusy, zarówno na pod³o¿a metalowe jak i na drewno oraz tworzywa. Farby, w zale¿noœci od receptury, charateryzuj¹ siê jednoczeœnie twardoœci¹ i elastycznoœci¹ równie¿ w niskich temperaturach. Poza tym cechuje je wysoki po³ysk, odpornoœæ na warunki atmosferyczne i chemikalia. W zale¿noœci od zastosowanej dyspersji oznaczaj¹ siê zdolnoœci¹ do samonaprawiania po zadrapaniu lub szybkim schniêciem. Nowe dyspersje poliuretanowe i poliakrylanowe znajduj¹ ponadto zastosowanie w przemyœle meblowym i drzewnym. Przedstawione dyspersje umo¿liwiaj¹, za pomoc¹ produktów wodnych, spe³nianie wymagañ, które do tej pory mog³y byæ spe³nione tylko w przypadku konwencjonalnych systemów farb. T.S. FiL–5/2013/ 2.1.8 Rozwój antykorozyjnych ¿aroodpornych farb uretanowo-siloksanowych Development of heat-resistant anticorrosion urethane siloxane paints M. Tamboura, A. M. Mikhailova, M. Q. Jia J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 381-396, rys. 11, tabl. 10, poz. bibl. 66) Przygotowano trzy dwupow³okowe, antykorozyjne farby stosuj¹c spoiwo uretanowo-siloksanowe i tradycyjne antykorozyjne pigmenty, jak mikowy tlenek ¿elaza (MIO), fosforan cynku (ZP) i tlenek glinu. Pigmenty te stanowi³y g³ówne sk³adniki ró¿nych podk³adów i farb nawierzchniowych. Pigmenty termoodporne takie jak azotek krzemu i szklane sfery by³y sto- 48 sowane do farb nawierzchniowych. Analiza termo grawimetryczna farb wykaza³a, ¿e farba z fosforanem cynku, jako g³ównym sk³adnikiem podk³adu ma najwy¿sz¹ odpornoœæ na wysok¹ temperaturê i stabilnoœæ w atmosferze gazu obojêtnego i tlenu. Farba zawieraj¹ca mieszaninê MIO i ZP ma najlepsz¹ twardoœæ oraz najlepsze w³aœciwoœci ochronne i antykorozyjne (badane technik¹ elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej). Powy¿sze w³aœciwoœci wskazuj¹ na to, ¿e w tej farbie wystêpuje zjawisko maksymalnego dzia³ania synergicznego w³aœciwoœci poszczególnych pigmentów obecnych w farbie. Morfologiê powierzchni farb badano za pomoc¹ skaningowej mikroskopii elektronowej. Stwierdzono ponadto, ¿e spoœród badanych farb poddanych ogrzewaniu w ró¿nych temperaturach w ci¹gu kilku godzin, najlepsze w³aœciwoœci mechaniczne i przyczepnoœæ ma podk³ad zawieraj¹cy mikowy pigment tlenku ¿elaza jako g³ówny sk³adnik. G. K-B. FiL–5/2013/ 2.1.8 Badania reologiczne dwusk³adnikowych grubo pow³okowych wysokojakoœciowych epoksydowych i poliuretanowych wyrobów lakierowych Rheological studies of two component high build epoxy and polyurethane based high performance coatings A. Deka, N. Dey J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 305-315, rys. 13, tabl. 6, poz. bibl. 14) Prace przedstawione w artykule dotycz¹ badañ profili reometrycznych kilku dodatków reologicznych stosowanych w dwusk³adnikowych (2K) grubo pow³okowych podk³adach epoksydowych z dodatkiem fosforanu cynku oraz w dwusk³adnikowych (2K) grubo pow³okowych alifatycznych poliuretanowych lakierach nawierzchniowych. Przy u¿yciu reometru Physica MCR 301 Rheometer of Anton Paar wyznaczono profil lepkoœci oraz zachowanie tiksotropowe przy ró¿nych szybkoœciach œcinania. Cenne informacje uzyskane na podstawie tych pomiarów umo¿liwi³y lepsze zrozumienie wp³ywu badanych dodatków reologicznych na wa¿ne w³aœciwoœci wyrobów lakierowych, takie jak na przyk³ad sp³ywanie, rozlewnoœæ, Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Opisy bibliograficzne n œciekalnoœæ, zachowanie w czasie magazynowania. Wyniki badañ reologicznych zosta³y równie¿ porównane z wynikami uzyskanymi w czasie aplikacji badanych farb na panele stalowe. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, ¿e œrodki zagêszczaj¹ce na bazie powierzchniowo modyfikowanej glinki i organicznie modyfikowanych pochodnych oleju rycynowego s¹ odpowiednie do zastosowania w podk³adzie epoksydowo-cynkowym, podczas gdy œrodki zagêszczaj¹ce na bazie polimocznika daj¹ lepsze rezultaty w stosunku do pozosta³ych dodatków reologicznych w dwusk³adnikowym systemie poliuretanowym. Pomiary lepkoœci ró¿nych zagêszczaczy przy niskich i wysokich szybkoœciach œcinania u³atwiaj¹ przewidywanie zachowania podczas przechowywania i w czasie stosowania wyrobów lakierowych, co potwierdzono w rzeczywistych obserwacjach. G. K-B. FiL–5/2013/ 2.1.10 Superhydrofobowe antyodblaskowe pow³oki lakierowe o du¿ej transmitancji Superhydrophobic antireflective coating with high transmittance S.-D. Wang, Y.-Y. Shu J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 4, str. 527-535, rys. 8, tabl. 4, poz. bibl. 37) Celem opisanych w artykule badañ by³o otrzymanie superhydrofobowych antyodblaskowych (AR) wyrobów lakierowych, które mog¹ byæ nak³adane pokrycia systemów solarnych. W tym celu najpierw zsyntezowano pow³oki AR o transmitancji wynosz¹cej powy¿ej 96% na szklanych pod³o¿ach metod¹ nak³adania polielektrolitu warstwa po warstwie. Nastêpnie superhydrofobowy materia³ typu sol-¿el (otrzymany w wyniku reakcji hydrolizy tetraetoksysilanu a nastêpnie jego reakcji z heksametylodisilazanem) nak³adano (po 96 lub 168 godz. klimatyzacji w temperaturze 20 °C) na powierzchniê pow³oki AR uzyskuj¹c w ten sposób superhydrofobow¹ antyodblaskow¹ pow³okê na szklanym pod³o¿u. Œrednia wartoœæ transmitancji, k¹t zwil¿ania i histereza k¹ta zwil¿ania tak otrzymanych pow³ok wynosi³a odpowiednio 94.5 ± 0.7%, 154.0° ± 1.5° i 15.4° ± 0.3° (próbki po 96 godz. klimatyzacji); 96.4 ± 0.2%, 158.4° ± 4.4° i 1.8° ± 0.3° (próbki po 168 godz. klimatyzacji). Autorzy omówili strategie maj¹ce na celu otrzymywanie superhydrofobowych antyodblaskowych pow³ok. G. K-B. FiL–5/2013/ 2.1.10 UV-utwardzalne ognioochronne hybrydowe wyroby lakierowe typu tiol-en UV cured thiol-ene flame retardant hybrid coatings Emre Baºtürk, Burcu Oktay, Memet Vezir Kahraman, Nilhan Kayaman Apohan Progr. Org. Coat., 2013 (vol. 76, issue 6, str. 936-943, rys. 6, tabl. 2, poz. bibl. 23) W reakcji pomiêdzy tlenkiem P,P-dichlorofenylofosfiny a 3-aminopropyltriethoxysilanem zsyntezowano bis-(trietoksysililopropylo) fenylo fosfamid (BESPPA). Jego strukturê chemiczn¹ charakteryzowano przy u¿yciu spektroskopii w podczerwieni z transformacj¹ Fouriera (FTIR) oraz technik magnetycznego rezonansu j¹drowego (NMR). Materia³ hybrydowy, o ulepszonych w³aœciwoœciach termicznych i ognioochronnych, sk³adaj¹cy siê ze œrodka zmniejszaj¹cego palnoœæ, BESPPA i prekursora zol-¿el, otrzymano w wyniku polimeryzacji typu „tiol-en”. Stabilnoœæ termiczn¹ tak uzyskanych UV – utwardzalnych materia³ów hybrydowych (fosfor/zol-¿el) badano za pomoc¹ analizy termograwimetrycznej. Wyniki ujawni³y, ¿e w³¹czenie prekursora zol-¿el i BESPPA do sieci organicznej poprawia stabilnoœæ termooksydacyjn¹ materia³u hybrydowego. Badano równie¿ w³aœciwoœci ognioochronne otrzymanych materia³ów hybrydowych. Ponadto wykazano synergiczne dzia³anie fosforu i krzemu powoduj¹ce wzrost wartoœci wskaŸnika granicznego tlenu LOI (z 20,7 do 26,5) oraz poprawê ognioochronnoœci badanych materia³ów hybrydowych. Morfologiê powierzchni charakteryzowano metod¹ skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Badania te wykaza³y, ¿e cz¹stki nieorganiczne zosta³y równomiernie zdyspergowane w matrycy organicznej. G. K-B. FiL–5/2013/ 2.4 Proszkowe mieszane wyroby lakierowe na bazie termoplastycznego poliestru i ich odpornoœæ na alkalia Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 49 n Opisy bibliograficzne n Mixed powder coating film using thermoplastic polyester and its alkaline resistance Y. Takeshita, T. Kamisho, S. Sakata, T. Sawada, Y. Watanuki, R. Nishio, T. Ueda J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 4, str. 503-514, rys. 16, tabl. 4, poz. bibl. 26) Badano mieszane proszkowe wyroby lakierowe na bazie termoplastycznego politereftalanu etylenowego (PET) pod k¹tem poprawy odpornoœci na alkalia. Jako dodatkowy polimer zastosowano dwa rodzaje poli(winylobutyralu) (PVB) oraz dwa rodzaje poliamidu (PA). Temperatura miêknienia tych mieszanych materia³ów by³a ni¿sza ni¿ PET. Dlatego te¿ te mieszane proszkowe wyroby by³y zdolne do tworzenia dwufazowej pow³oki w procesie powlekania w z³o¿u fluidalnym. Badania mikroskopowe oraz analiza FTIR wykaza³y obecnoœæ tej dwufazowej struktury – na ca³ej powierzchni powsta³a druga warstwa. Na podstawie przeprowadzonych badañ, stwierdzono, ¿e mieszane proszkowe pow³oki lakierowe posiada³y znacznie lepsz¹ odpornoœæ na alkalia (badania w roztworze NaOH w temperaturze 40 °C), która wynika³a z obecnoœci dodatkowego polimeru. W zakresie odpornoœci na alkalia i zdolnoœci tworzenia filmu lepsze okaza³y siê mieszane proszkowe wyroby PET/PVB ni¿ PET/PA. G. K-B. FiL–5/2013/ 2.5 Otrzymywanie nanopow³ok w obecnoœci str¹canego CaCO3 przez UV-sieciowanie Preparation of nanocoatings in the presence of precipitated CaCO3 fillers by UV-curing O. Izgin, M. Aydin, N. Arsu Progr. Org. Coat., 2013 (vol. 76, issue 6, str. 950-954, rys. 5, tabl. 2, poz. bibl. 21) W celu otrzymania cz¹stek str¹canego wêglanu wapnia (PCC) wykorzystano ró¿ne metody. Wielkoœæ cz¹stek oraz ich morfologia zale¿y od warunków reakcji, jak równie¿ temperatury, reagentów oraz sposobu mieszania – mechanicznie lub metod¹ sonikacji ultradŸwiêkowej. Metoda sonikacji pozwala zmniejszyæ wielkoœæ cz¹stek CaCO 3 oraz skróciæ czas str¹cania. Metodê tê wykorzystano równie¿ do zdyspergowania cz¹stek PCC w UV-utwardzalnych formulacjach. Preparaty zawieraj¹ce str¹cany wêglan wapnia i mielony wêglan wap- 50 nia ró¿nych gatunków utwardzano za pomoc¹ urz¹dzenia Mini UV-Cure. Mechaniczne i termiczne w³aœciwoœci pow³oki charakteryzowano metod¹ DMA. Analiza SEM stosowana by³a w celu okreœlenia kszta³tu i wielkoœci cz¹stek PCC. Na podstawie przeprowadzonych badañ, stwierdzono, ¿e proces sonikacji skraca czas wytr¹cania wêglanu wapnia co najmniej 4-krotnie w stosunku do tradycyjnych metod wytr¹cania oraz poprawia dyspergowalnoœæ cz¹stek w badanych preparatach. G. K-B. FiL–5/2013/ 3.5 Zale¿noœæ odpornoœci na zabrudzenia nawierzchniowych pow³ok lakierowych na pod³o¿ach stalowych od ich charakterystyki powierzchni Dependence of dirt resistance of steel topcoats on their surface characteristics S. Li, G. Gu, S. Zhou, L. Wu J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 339-346, rys. 7, tabl. 1, poz. bibl. 16) Brudzenie siê zewnêtrznych pow³ok lakierowych stanowi istotny problem w mocno zanieczyszczonych œrodowiskach. W celu skorelowania odpornoœci na zabrudzenia zewnêtrznych pow³ok z ich w³aœciwoœciami powierzchniowymi (zwil¿alnoœæ, chropowatoœæ i sk³ad) badaniom poddano ró¿ne nawierzchniowe pow³oki lakierowe na pod³o¿ach stalowych. Gama farb obejmowa³a farby PVDF o ró¿nych k¹tach zwil¿ania, farby poliuretanowe, farby polisiloksanowe oraz dwusk³adnikowe farby fluorowêglowe. Przeprowadzono badanie zabrudzenia pow³ok wed³ug chiñskich norm krajowych (GB/T 9757-2001). Pow³oki poddano równie¿ ekspozycji w warunkach naturalnych w Szanghaju w Chinach. Wyniki uzyskane obiema metodami by³y odmienne. Na podstawie wyników uzyskanych po ekspozycji w warunkach naturalnych stwierdzono, ¿e hydrofilowe farby PVDF maj¹ doskona³e w³aœciwoœci samooczyszczania siê i tym samym wykazuj¹ doskona³¹ odpornoœæ na brudzenie siê. Natomiast hydrofobowe farby PVDF pocz¹tkowo wykazuj¹ w³aœciwoœci samooczyszczania siê, ale ze wzglêdu na nagromadzanie siê py³u zawieszonego PM 2.5 staj¹ siê brudne. Farby PVDF maj¹ce k¹t zwil¿ania w zakresie Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Opisy bibliograficzne n 85°–125°, farby poliuretanowe, farby polisiloksanowe oraz dwusk³adnikowe farby fluorowêglowe eksponowane w warunkach naturalnych wykazuj¹ s³ab¹ odpornoœæ na brudzenie siê. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, ¿e odpornoœæ na brudzenie siê zale¿y raczej od zwil¿alnoœci powierzchni i w³aœciwoœci zanieczyszczeñ ni¿ od chropowatoœci i sk³adu powierzchni. G. K-B. FiL–5/2013/ 3.5 Schniêcie i pêkanie miêkkich pow³ok lateksowych Drying and cracking of soft latex coatings Ch. C. Roberts, L. F. Francis J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 4, str. 441-451, rys. 11, tabl. 1, poz. bibl. 54) Minimalna temperatura tworzenia filmu (MFFT) jest minimaln¹ temperatur¹ niezbêdn¹ do powstania niespêkanej jednorodnej pow³oki, w wyniku koalescencji cz¹stek lateksu. W celu lepszego zrozumienia wzajemnego oddzia³ywania si³ w pobli¿u tej krytycznej temperatury wykorzystano kriogeniczn¹ skaningow¹ mikroskopiê elektronow¹ (cryoSEM). Œledzono proces deformacji cz¹stek lateksu oraz migracjê wody w pow³okach suszonych w temperaturach niewiele poni¿ej i powy¿ej MFFT. Pomimo, ¿e cz¹stki lateksu, po zakoñczeniu procesu suszenia, ulegaj¹ ca³kowitej koalescencji w badanych temperaturach, okaza³o siê, ¿e deformacja cz¹stek we wczesnych etapach suszenia jest zupe³nie odmienna. W temperaturze poni¿ej MFFT zaobserwowano powstawanie pêkniêæ. Ich iloœæ zale¿na jest od temperatury – w przypadku temperatur ni¿szych ni¿ MFFT, natomiast dla temperatur powy¿ej MFFT – nie jest zale¿na. Ponadto stwierdzono, ¿e dodatek niewielkich iloœci krzemionki powoduje zmniejszenie iloœci pêkniêæ w temperaturze bliskiej MFFT bez negatywnego wp³ywu na przejrzystoœæ optyczn¹ pow³oki. G. K-B. FiL–5/2013/ 3.5 Zale¿noœæ struktury dyspersji TiO2 stabilizowanych polimerem od prêdkoœci œcinania Shear rate-dependent structure of polymer-stabilized TiO2 dispersions A. Van Dyk, A. Nakatani J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 297-303, rys. 14, tabl. 3, poz. bibl. 7) Od jakoœci dyspersji pigmentu zale¿y wiele w³aœciwoœci farb, takich jak krycie, po³ysk, stabilnoœæ, zgodnoœæ barwy i inne. W artykule opisano badania zale¿noœci struktury wodnej dyspersji dwutlenku tytanu (TiO2) stabilizowanej handlowymi dyspergatorami od szybkoœci œcinania. Badania prowadzono dla dwóch dyspergatorów polikwasowych (o ró¿nym ciê¿arze cz¹steczkowym) i dwóch kopolimerów akrylowych (o ró¿nym ciê¿arze cz¹steczkowym). Badania wykonano w Centrum Badañ Neutronowych NIST (National Insitute of Standards and Technology). Pomiary wykonano na dyfraktometrze o ultra-wysokiej rozdzielczoœci ma³ych k¹tów rozpraszania neutronów (USANS – Ultra-Small-Angle Neutron Scattering). Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, ¿e w przypadku niektórych dyspergatorów œcinanie powoduje wystêpowanie zjawiska dysocjacji, a dla pozosta³ych dyspergatorów œcinanie wywo³uje asocjacjê klasterów TiO2. Dlatego te¿ wa¿ne jest ponowne rozwa¿enie wyboru œrodków dysperguj¹cych w celu zapewnienia dobrej jakoœci dyspersji pigmentu. G. K-B. FiL–5/2013/ 3.5 Skutecznoœæ przeciwporostowych z³o¿onych wyrobów lakierowych na bazie elastomeru silikonowego i barwnego proszku fosforu wobec gatunku okrzemek Navicula The effectiveness of an antifouling compound coating based on a silicone elastomer and colored phosphor powder against Navicula species diatom S. Cao, J. Wang, Y. Zhang, D. Chen J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 397-406, rys. 4, tabl. 3, poz. bibl. 57) Elastomerowe silikonowe wyroby lakierowe maj¹ zdolnoœæ spowalniania wzrostu organizmów porastaj¹cych powierzchniê pow³oki lakierowej. A artykule opisano badania nad okreœleniem gêstoœci kolonizacji i przyczepnoœci okrzemek Naviclua na pow³okach lakierowych na bazie elastomeru silikonowego i ró¿nokolorowych proszków fosforu mieni¹cych siê w ciemnoœci. Okrzemki odgrywaj¹ Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 51 n Opisy bibliograficzne n kluczow¹ rolê w pocz¹tkowym etapie porastania powierzchni organicznych. Tworz¹ one bio-warstwê, do której u³atwiona jest adhezja mikroorganizmów. Na podstawie przeprowadzonych badañ, stwierdzono, ¿e porastanie próbek zawieraj¹cych fosfor jest znacznie mniejsze ni¿ próbek bez fosforu – powierzchnia pokryta przez okrzemki w ci¹gu 7 dni trwania badania wynosi odpowiednio oko³o 30 % i 60%. Ponadto barwny fosfor ma istotny wp³yw na aktywnoœæ porastania okrzemek. Zjawiska te zosta³y czêœciowo wyjaœnione poprzez powi¹zanie ich z charakterystyk¹ powierzchni pow³oki oraz we wczeœniej opisanych badaniach dotycz¹cych zale¿noœci miêdzy kolonizacj¹ okrzemek a oœwietleniem. Podsumowuj¹c, mo¿na stwierdziæ, ¿e badane w ramach niniejszego artyku³u z³o¿one pow³oki lakierowe (z elastomeru silikonowego i fosforu) mog¹ ograniczyæ porastanie powierzchni okrzemkami, a dziêki temu wykazuj¹ w³aœciwoœci przeciwporostowe. G. K-B. FiL–5/2013/ 3.5 Przyczepnoœæ hybrydowych wyrobów lakierowych zol-¿el zawieraj¹cych ró¿ne dodatki Bond strength of hybrid sol–gel coatings with different additives M. May, H. Wang, R. Akid J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 407-413, rys. 10, tabl. 1, poz. bibl. 16) Hybrydowe wyroby lakierowe typu zol-¿el modyfikowano poprzez dodatek polianiliny, TiO2 lub g-Al2O3. Tak otrzymane wyroby zastosowano jako kleje do ³¹czenia na zak³adkê p³yt ze stopów Al 2034-T3. Przyczepnoœæ pow³oki badano przy u¿yciu uniwersalnej maszyny do prób rozci¹gania. Wartoœæ si³y œcinania niemodyfikowanej pow³oki zol-¿el wynosi³a oko³o 1,38 MPa. Wzros³a ona do wartoœci 2,26 MPa dla pow³ok modyfikowanych dodatkiem 0,05% wag. mikrocz¹stek PANI. Ten niewielki wzrost zosta³ przypisany zwiêkszonej elastycznoœci pow³oki spowodowanej obecnoœci¹ w strukturze d³ugich ³añcuchów polimerowych. Dodatek ró¿nych iloœci nanocz¹stek TiO2 do niemodyfikowanej farby zol-¿el spowodowa³ wzrost wytrzyma³oœci na œcinanie w porównaniu z far- 52 b¹ niedomieszkowan¹. Pow³oki zol-¿el zawieraj¹ce 2 % wag. TiO2 wykazuj¹ najwy¿sz¹ wytrzyma³oœæ/przyczepnoœæ spoiny wynosz¹c¹ 4 MPa. Zbli¿ony wzrost wytrzyma³oœci zaobserwowano w pow³okach domieszkowanych nanocz¹stkami g-Al 2 O 3 . Dodatek 0,5% wag. g-Al 2 O 3 spowodowa³ wzrost wytrzyma³oœci/przyczepnoœci spoiny do wartoœci 4,48 MPa. W celu okreœlenia potencjalnych mechanizmów i rodzaju uszkodzeñ badano przekrój powierzchni próbek przy u¿yciu SEM i mikroskopii optycznej. Omówiono przyczyny wzrostu si³y przyczepnoœci spowodowanego modyfikacj¹ wyrobu lakierowego zol-¿el. G. K-B. FiL–5/2013/ 3.5 Zale¿noœæ twardoœci mierzonej metod¹ wahad³a od gruboœci pow³ok akrylowych The dependence of pendulum hardness on the thickness of acrylic coating X. Ma, Z. Qiao, Z. Huang, X. Jing J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 433-439, rys. 3, tabl. 4, poz. bibl. 17) Twardoœæ wahad³owa, powszechnie stosowana do charakteryzacji pow³ok organicznych, w du¿ej mierze zale¿y od gruboœci tych pow³ok. Jednak nadal nie wiadomo czy istnieje zwi¹zek jakoœciowy lub iloœciowy pomiêdzy twardoœci¹ oznaczon¹ metod¹ wahad³a a gruboœci¹ pow³oki. W artykule opisano badania twardoœci Koeniga pow³ok akrylowych o ró¿nej gruboœci przeprowadzone w celu próby wyjaœnienia zale¿noœci twardoœci od gruboœci pow³oki. Wyniki badañ wykaza³y, ¿e twardoœæ pow³ok akrylowych maleje stopniowo ze wzrostem ich gruboœci. Ta wra¿liwoœæ twardoœci na gruboœæ zale¿y w du¿ym stopniu od temperatury zeszklenia wyrobu. Zaproponowano równanie opisuj¹ce zale¿noœæ pomiêdzy logarytmicznym spadkiem amplitudy oscylacji wahad³a a gruboœci¹ pow³oki. W myœl tego równania logarytmiczny spadek amplitudy sk³ada siê z dwóch czêœci sk³adowych, pierwszej pochodz¹cej od pod³o¿a i drugiej – od pow³oki. Opisane w artykule badania pokaza³y, ¿e pomiar twardoœci wahad³em nie odzwierciedla twardoœci jedynie pow³oki, ale reprezentuje wartoœæ dla systemu sk³adaj¹cego siê z pod³o¿a i pow³oki. Stosuj¹c zaproponowane równanie Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Opisy bibliograficzne n uzyskano doskona³¹ korelacjê pomiêdzy twardoœci¹ a gruboœci¹ pow³ok akrylowych popart¹ wynikami badañ eksperymentalnych. G. K-B. FiL–5/2013/ 3.5 Migracja aminowych stabilizatorów œwiat³a z zawad¹ sferyczn¹ w lakierach samochodowych Migration of hindered amine light stabilizers in automotive clearcoats M. E. Nichols, S. L. Kaberline J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 427-432, rys. 6, poz. bibl. 12) Przy zastosowaniu techniki spektrometrii masowej czasu przelotu jonów wtórnych (TOF-SIMS) oceniono w³aœciwoœci dyfuzyjne dwóch stabilizatorów œwiat³a z zawad¹ przestrzenn¹ (HALS): Tinuvinu 123 (bis(1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-sebacate) i Tinuvinu 292 (bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-sebacate) obecnych w lakierze samochodowym. Badania wykonane dla lakierów z dodatkiem stabilizatorów HALS i bez ich dodatku umo¿liwi³y oszacowanie wspó³czynnika dyfuzji dla jednego z nich. W³aœciwoœci dyfuzyjne tych stabilizatorów okaza³y siê ca³kowicie odmienne. Wspó³czynnik dyfuzji Tinuvinu 123 jest znacznie wy¿szy ni¿ dla Tinuvinu 292. Wysoki wspó³czynnik dyfuzji jednego ze stabilizatorów zaprzecza obecnoœci gradientów HALS w starzonych pow³okach. Rozbie¿noœæ t a zost a³a pr zypisana zmniejszaniu siê wspó³czynnika dyfuzji HALS w matrycy pow³oki ze wzglêdu na wzrost Tg lakieru wywo³any starzeniem. G. K-B. FiL–5/2013/ 3.5 Hybrydowe organiczno-nieorganiczne wyroby lakierowe zmniejszaj¹ce palnoœæ na bazie akrylowanego – epoksydowanego oleju sojowego Flame retardant UV-curable acrylated epoxidized soybean oil based organic–inorganic hybrid coating E. Baþtürk, T. Ýnan, A. Güngör Progr. Org. Coat., 2013 (vol. 76, issue 6, str. 985-992, rys. 7, tabl. 3, poz. bibl. 20) Organiczno-nieorganiczne hybrydowe wyroby lakierowe na bazie metakrylowanego/fos- forylowanego epoksydowanego oleju sojowego otrzymano w wyniku po³¹czenia procesu fotopolimeryzacji z procesem zol-¿el. Przygotowano szereg nowatorskich materia³ów pow³okowych na bazie metakrylowanego i fosforylowanego epoksydowanego oleju sojowego i krzemionki. W tym celu u¿yto tetraetoksysilanu (TEOS) i akrylowanego oleju sojowego. Akrylowany epoksydowany olej sojowy (AESO) otrzymano w wyniku rakcji epoksydowanego oleju sojowego (ESO) z kwasem metakrylowym i kwasem winylo-fosfonowym. AESO scharakteryzowano przy u¿yciu technik spektroskopowych NMR i IR.Ciek³e, UV-sieciuj¹ce bezbarwne hybrydowe materia³y pow³okowe na³o¿ono na pod³o¿e z poliwêglanu i utwardzono promieniowaniem UV. W³aœciwoœci otrzymanych w ten sposób pow³ok badano w szerokim zakresie. Oznaczono twardoœæ, po³ysk, przyczepnoœæ metod¹ siatki naciêæ, rozci¹ganie, zawartoœæ frakcji ¿elowej, k¹t zwil¿ania. Wyniki analizy termograwimetrycznej wykaza³y, ¿e w³¹czenie prekursora zol-¿el do ¿ywicy prowadzi do poprawy stabilnoœci termicznej i ognioodpornoœci materia³u pow³okowego. Morfologiê powierzchni pow³oki hybrydowej scharakteryzowano metod¹ skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). G. K-B. FiL–5/2013/ 4.1 Wp³yw pow³oki polianiliny na zachowanie korozyjne elektrody stalowej pokrytej pow³ok¹ cynkowo-kobaltow¹ The influence of polyaniline (PANI) coating on corrosion behaviour of zinc–cobalt coated carbon steel electrode A. T. Ozyilmaz, A. Akdag, I. H. Karahan, G. Ozyilmaz Progr. Org. Coat., 2013 (vol. 76, issue 6, str. 993-997, rys. 7, poz. bibl. 33) Elektrodê stalow¹ poddano galwanizacji w celu na³o¿enia pow³oki stopu cynku i kobaltu (CS/ZnCo). Pow³okê polianiliny na elektrodzie CS/ZnCo otrzymano wykorzystuj¹c technikê woltamperometrii cyklicznej z roztworu zawieraj¹cego 0,2 M aniliny i 0,2 M winianu sodu. Pow³okê PANI scharakteryzowano metod¹ skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). W³aœciwoœci korozyjne elektrod stalowych gal- Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 53 n Opisy bibliograficzne n wanizowanych stopem Zn/Co pokrytych i nie pokrytych pow³ok¹ polianiliny badano w 3,5% roztworze NaCl. Wykorzystano techniki EIS i przebieg anodowych krzywych polaryzacyjnych. Uzyskane wyniki wykaza³y, ¿e obecnoœæ pow³oki PANI prowadzi do zmniejszenia przepuszczalnoœci pow³oki metalowej. Pow³oka polianiliny zapewnia skuteczn¹ barierê dla pow³oki cynkowo-kobaltowej i wyœmienit¹ ochronê anodow¹ pod³o¿a przez d³u¿szy czas ekspozycji. G. K-B. FiL–5/2013/ 4.1 Obróbka proszków Mg kwasem wêglowym oraz wp³yw zmiennych procesu i stosunku Mg na w³aœciwoœci pow³ok podczas badania w komorze solnej Treatment of Mg powder with carbonic acid and the effect of treatment variables and treated Mg ratios on coating performance in salt spray tests T. Turel, S. S. Pathak, S. K. Mendon, M. D. Blanton, J. W. Rawlins J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 4, str. 475-483, rys. 12, tabl. 2, poz. bibl. 28) Podk³ady bogate w magnez (MgRPs) posiadaj¹ doskona³¹ odpornoœæ korozyjn¹ podczas starzenia w warunkach atmosferycznych wynikaj¹c¹ z tworzenia katodowej warstwy ochronnej sk³adaj¹cej siê z metalicznego magnezu, wodorotlenku magnezu i wêglanu magnezu w czasie tworzenia pow³oki, jej utwardzania i ekspozycji w œrodowisku naturalnym. Wykazano, ¿e poddanie dzia³aniu proszków magnezu kwasem wêglowym przed dodaniem ich do podk³adów zwiêksza ich odpornoœæ korozyjn¹. We wczeœniejszych badaniach wytypowano optymalne warunki obróbki proszków magnezu. Brano pod uwagê wp³yw takich zmiennych jak czas obróbki i kolejnoœæ dodawania sk³adników. W tym artykule opisano dalsze badania procesu obróbki proszków magnezu maj¹ce na celu lepsze zrozumienie charakteru procesu i wp³yw zmiennych tego procesu na w³aœciwoœci antykorozyjne. Pow³oki przygotowane z dodatkiem ró¿nych iloœci obrabianego i nieobrabianego Mg poddano badaniom zgodnie z ASTM B117 w celu zoptymalizowania stosunku obrabianego do nieobrabianego pigmentu 54 magnezowego zapewniaj¹cego maksymaln¹ ochronê przed korozj¹. G. K-B. FiL–5/2013/ 4.6 Dwa sposoby traktowania VOC. Dlaczego pomiar „In-Can” i pomiar emisji we wnêtrzach nie koreluj¹ ze sob¹ Zwei VOC-Betrachtungsweisen. Warum „In-Can”-Messung und Emissionsmessung in Innenräumen nicht miteinander korrelieren S. Krieger, K. Reinheimer, H. Petri Farbe Lack 2013 (nr 7, s. 20-24, rys. 5, tab. 3) Europejski przemys³ farb zmuszony jest do obni¿ania emisji VOC (substancje o temperaturze wrzenia £ 250°C) i SVOC (substancje o temperaturze wrzenia powy¿ej 250°C). Do oznaczania zawartoœci tych substancji stosowane s¹ dwie ró¿ne metody. W metodzie „In-Can” (wg ISO 11890-2) oznacza siê ich zawartoœæ w ciek³ej farbie, wprowadzaj¹c j¹ bezpoœrednio do chromatografu gazowego, metoda komorowa wed³ug ISO 16000-9 i pr EN 16402 polega na oznaczaniu emisji z pow³oki. Udowodniono, ¿e miêdzy tymi dwiema metodami oznaczania VOC nie istnieje ¿adna bezpoœrednia korelacja i ¿e stê¿enie objêtoœciowe pigmentu farby ma wp³yw na emisjê z pow³oki. Stwierdzono, ¿e za pomoc¹ dyspersji octan winylu-etylen, o najni¿szej temperaturze tworzenia filmu rzêdu 0°C, mo¿liwe jest otrzymanie farb do wnêtrz bez dodatku rozpuszczalników i zmiêkczaczy. Dla tego typu farb mo¿liwe jest dotrzymanie, charakterystycznych dla pomiaru emisji w komorze, ostrych wartoœci granicznych VOC i SVOC. T.S. FiL–5/2013/ 4.6.3 Charakterystyka akrylowych systemów pow³okowych funkcjonalizowanych czwartorzêdowymi aminami i epoksydami Characterization of tertiary amine and epoxy functional all-acrylic coating system R. A. Parýldar, A. A. Biçen Ibik Progr. Org. Coat., 2013 (vol. 76, issue 6, str. 955-958, rys. 1, tabl. 7, poz. bibl. 8) Przez wiele lat w bran¿y wyrobów lakierowych prowadzi siê prace nad rozwojem i/lub ulepszeniem systemów pow³okowych nieza- Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Opisy bibliograficzne n wieraj¹cych izocyjanianów (NISO). Prace te spowodowane s¹ z jednej strony obostrzeniami w zakresie ochrony œrodowiska i bezpieczeñstwa a z drugiej strony w celu zapewnienia odpowiednich w³aœciwoœci u¿ytkowych pow³ok. W systemach akrylowych wykorzystuje siê przede wszystkim zwi¹zki zawieraj¹ce takie uk³ady grup funkcyjnych jak: bezwodnik/grupa hydroksylowa, czwartorzêdowa amina/grupa epoksydowa, grupa karboksylowa/grupa epoksydowa, wodór aktywowany/grupa ketiminowa. Celem prac opisanych w artykule jest wykazanie, ¿e grupy funkcyjne obecne w ¿ywicach czwartorzêdowo aminowo-akrylowych oraz ¿ywicach epoksydowo-akrylowych mog¹ byæ oznaczane przy zastosowaniu techniki FTIR i pizolitycznej chromatografii gazowej z detektorem p³omieniowo-jonizacyjnym (GC/FID). G. K-B. FiL–5/2013/ 4.7 Recepturowanie i badania w³aœciwoœci antykorozyjnych (na pod³o¿ach ze stali wêglowej) wyrobów nanokompozytowych na bazie epoksydu/azotanu ceru/montmorylonitu Formulation and study of corrosion prevention behavior of epoxy cerium nitrate–montmorillonite nanocomposite coated carbon steel E. Darmiani, I. Danaee, G. R. Rashed, D. Zaarei J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 4, str. 493-502, rys. 7, tabl. 4, poz. bibl. 26) Zsyntezowano i przygotowano wyroby nanokompozytowe na bazie epoksydu/azotanu ceru/montmorylonitu, które na³o¿ono na panele ze stali wêglowej. Nanocz¹stki w³¹czono do ¿ywicy epoksydowej wykorzystuj¹c procesy mechaniczne i sonikacjê (ultradŸwiêki). Jakoœæ zdyspergowania charakteryzowano przy pomocy techniki mikroskopii optycznej, testów sedymentacyjnych, dyfrakcji rentgenowskiej oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej. W celu zbadania w³aœciwoœci antykorozyjnych nanokompozytowych pow³ok wykorzystano technikê elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej oraz badania w komorze solnej. Na podstawie przeprowadzonych badañ, stwierdzono, ¿e nanokompozytowe pow³oki na bazie epoksydu/azotanu ceru/montmorylonitu zapewniaj¹ lepsz¹ ochrona przed korozj¹ ni¿ pow³oki z czystego epoksydu. Ponadto zaobserwowano, ¿e najlepsze w³aœciwoœci antykorozyjne mia³y pow³oki nanokompozytowe zawieraj¹ce 4% wagowych glinki i 2% wagowych azotanu ceru. G. K-B. FiL–5/2013/ 4.7 ¯ywice na bazie estrów sacharozy szczepione monomerem Monomer-grafted sucrose ester resins T. J. Nelson, D. C. Webster J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 4, str. 515-525, rys. 8, tabl. 5, poz. bibl. 17) Pomyœlnie zsyntezowano styrenowane estry sacharozy kwasów t³uszczowych oleju sojowego. W³aœciwoœci pow³ok z nich otrzymanych okaza³y siê byæ porównywalne do w³aœciwoœci pow³ok handlowych styrenowanych ¿ywic alkidowych. Estry te mia³y ni¿sz¹ zawartoœæ lotnych zwi¹zków organicznych przy porównywalnej zawartoœci czêœci sta³ych. Przeprowadzono szereg syntez ró¿ni¹cych siê dodatkiem iloœci styrenu wprowadzanego do ¿ywicy. Zauwa¿ono, ¿e wraz ze wzrostem zawartoœci styrenu skraca siê czas schniêcia. Przypisano to wiêkszej iloœci twardych polistyrenowych segmentów w ³añcuchu. Czas przylepnoœci (tack-free) wynosz¹cy oko³o 30 min. Zaobserwowano dla ¿ywic zawieraj¹cych du¿e iloœci polistyrenu. Na podstawie wyników badañ spektroskopii magnetycznego rezonansu j¹drowego (NMR) stwierdzono obecnoœæ bis-allilowych atomów wodoru, zdolnych do dalszej reakcji sieciowania w procesie autooksydacji po na³o¿eniu pow³oki. Zauwa¿ono równie¿, ¿e dodatek sykatyw kobaltowych i cynkowych skraca czas schniêcia, co potwierdza przebieg procesu autooksydacji. Ponadto te styrenowane ¿ywice estrów sacharozy mo¿na ³atwo przekszta³ciæ w ¿ywice wodorozcieñczalne, które po usieciowaniu z ¿ywic¹ melaminowo-formaldehydow¹ stanowi¹ termoutwardzalne biomateria³y o wysokiej odpornoœci na rozpuszczalniki oraz du¿ej twardoœci przy zachowaniu dobrej elastycznoœci. G. K-B. Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 55 n Opisy bibliograficzne n FiL–5/2013/ 4.7 Termicznie utwardzalne oleje roœlinne modyfikowane benzoksazyn¹ jako materia³y pow³okowe Thermally curable benzoxazine-modified vegetable oil as a coating material Can Yildirim, A. Tuncer Erciyes, Yusuf Yagci J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 4, str. 559-569, rys. 9, tabl. 2, poz. bibl. 71) W artykule opisano nowe podejœcie do modyfikacji czêœciowych glicerydów (PG) uzyskiwanych z oleju s³onecznikowego cz¹steczkami termicznie sieciuj¹cej benzoksazyny oraz ich potencjalne zastosowanie jako materia³ów pow³okowych. W tym celu najpierw otrzymano monomer benzoksazyny zawieraj¹cy grupy hydroksylowe wykorzystuj¹c standardow¹ reakcjê fenolu z para formaldehydem w obecnoœci 6-amino-1-heksanolu. Nastêpnie poddano reakcji uretanowania t¹ benzoksazynê i PG przy pomocy diizocyjanianu toluenu otrzymuj¹c w ten sposób modyfikowany olej. Struktury pó³produktów i modyfikowanych trój glicerydów potwierdzono analiz¹ spektraln¹ FTIR i 1 H NMR. Aktywowany termicznie proces sieciowania prekursora i modyfikowanego oleju przy braku ¿adnego katalizatora badano przy u¿yciu skaningowej kalorymetrii ró¿nicowej. Badano równie¿ w³aœciwoœci termiczne i w³aœciwoœci pow³ok usieciowanych produktów. G. K-B. FiL–5/2013/ 4.7 Otrzymywanie i charakterystyka blokowych elastomerów poli(trifluoropropylometylo) siloksan – poliuretan – mocznik Preparation and characterization of poly(trifluoropropylmethyl)siloxane-block-polyurethane-urea elastomers Z. Shi J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 4, str. 571-578, rys. 7, tabl. 2, poz. bibl. 24) W procesie trójetapowym sieciowania w obecnoœci wilgoci otrzymano serie pow³ok na bazie terpolimeru blokowego poli(trifluoropropylometylo)siloksan – poliuretan – mocznik (FSPUU). Pierwszy etap obejmuje przygotowanie prepolimeru z politlenku tetra metylenu i diizocyjanianu toluenu. Kolejny ma na celu pr z ed³u¿anie ³añcuc hów pr zy pomocy 56 a,w-bis(3-aminopropylodietoksylsilan) poly(trifluoropropylometylo)siloksanu (APFS). W trzecim etapie nastepuje dalsze przed³u¿enie ³añcuchów za pomoc¹ 3,3’-dichloro-4,4’-diaminodifenylometanu (DDDPM). Pow³oki FSPUU charakteryzowano przy u¿yciu spektroskopii FTIR, skaningowej kalorymetrii ró¿nicowej, analizy DMA, skaningowej mikroskopii elektronowej oraz badañ mechanicznych. Badano równie¿ wp³yw iloœci APFS na mikrostrukturê terpolimeru blokowego. Stwierdzono, ¿e badany materia³ wykazuje silne wymieszanie faz przy zawartoœci APFS wynosz¹cej oko³o 15% wag. Natomiast przy zawartoœci APFS w zakresie 21,6 do 26,8 % wag. badany materia³ charakteryzuje siê siln¹ separacj¹ faz i s³ab¹ wytrzyma³oœci¹ na rozci¹ganie. Przy zawartoœci APFS w zakresie 35,6 do 44,5 % wag. i jednoczesnej obecnoœci DDDPM segmenty APFS poprawiaj¹ kompatybilnoœæ fazow¹. Wytrzyma³oœæ na rozci¹ganie pow³ok FSPUU zawieraj¹cych DDDPM osi¹ga a nawet przekracza wytrzyma³oœæ poliuretanu. Badane kopolimery mog¹ znaleŸæ zastosowanie jako materia³y pow³okowe i kleje. G. K-B. FiL–5/2013/ 4.7 Wysokojakoœciowe sieciuj¹ce pod wp³ywem wilgoci poli(eter-uretan) amidowe wyroby lakierowe na bazie surowców odnawialnych (oleju bawe³nianego) High per for mance m ois t ur e cur ed poly(ether-urethane) amide coatings based on renewable resource (cottonseed oil) P. D. Meshram, R. G. Puri, A. L. Patil, V. V. Gite J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 331-338, rys. 5, tabl. 3, poz. bibl. 27) ¯ywicê polieteroamidow¹ zsyntezowano stosuj¹c metodê polimeryzacji kondensacyjnej N,N-bis(2-hydroksyetylo)amidu oleju bawe³nianego (HECOFA) z bisfenolem-A. Nastêpnie poddano j¹ modyfikacji 2,4-diizocyjanianem toluenu w iloœci 10-30% w stosunku do ¿ywicy polieteroamidowej w celu opracowania serii sieciuj¹cych pod wp³ywem wilgoci polieteroamidowych ¿ywic modyfikowanych uretanem (UMCOPEtA). Zsyntezowan¹ ¿ywicê charakteryzowano stosuj¹c spektroskopiê 1H NMR, Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Opisy bibliograficzne n 13 C NMR i FTIR oraz testy rozpuszczalnoœci w ró¿nych rozpuszczalnikach organicznych w temperaturze pokojowej. W³aœciwoœci termiczne i zachowanie podczas utwardzania badano za pomoc¹ analizy termograwimetrycznej oraz technik skaningowej kalorymetriiró¿nicowej. W³aœciwoœci fizyko-chemiczne, takie jak: liczba hydroksylowa, liczba jodowa, ciê¿ar w³aœciwy oraz w³aœciwoœci mechaniczne, takie jak: twardoœæ o³ówkowa, udarnoœæ, elastycznoœæ badano wed³ug standardowych metod laboratoryjnych. Pow³oki UMCOPEtA przygotowano na panelach stalowych i oceniano odpornoœæ chemiczn¹ pow³ok na kwasy, zasady, wodê i ksylen. Na podstawie przeprowadzonych badañ stwierdzono, ¿e nowo opracowane pow³oki charakteryzuj¹ siê zwiêkszon¹ twardoœci¹, udarnoœci¹, po³yskiem oraz odpornoœci¹ chemiczn¹ w stosunku do niemodyfikowanych pow³ok na bazie ¿ywic polieteroamidowych. Dlatego mo¿na je zakwalifikowaæ jako wysokojakoœciowy materia³ pow³okowy. G. K-B. FiL–5/2013/ 4.7 Poliuretanowe wyroby anty-graffiti zawieraj¹ce polimetylosiloksan szczepiony bocznymi ³añcuchami fluorowêglowymi Antigraffiti polyurethane coating containing fluorocarbon side chains grafted polymethylsiloxane H. Liu, B. Fu, Y. Li, Q. Shang, G. Xiao J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 361-369, rys. 6, tabl. 6, poz. bibl. 23) W artykule opisano sposób otrzymywania nowatorskiego polimetylosiloksanu szczepionego bocznymi ³añcuchami fluorowêglowymi wykorzystuj¹cy reakcjê hydrosililowania polimetylohydrosiloksanu (PMHS) akrylanem 2,2,3,4,4,4-heksafluorobutylu (HFBA) w obecnoœci katalizatora Karstedta. Przy wykorzystaniu metody projektowania ortogonalnego badano takie parametry reakcji jak: temperatura, czas, iloœæ katalizatora, iloœæ rozpuszczalnika, stosunek molowy substratów. W optymalnych warunkach uzyskano stosunek szczepienia HFBA do PMHS wynosz¹cy 91,6%. Strukturê szczepionego polimeru charakteryzowano przy u¿yciu widm FTIR i 1H NMR. Nastêpnie zsyntezowany polimer zosta³ w³¹czony do re- ceptury dwusk³adnikowej poliuretanowej farby jako dodatek umo¿liwiaj¹cy uzyskanie pow³ok anty-graffiti. Po utwardzeniu pow³oki przeprowadzono pomiary k¹ta zwil¿ania, a wyniki wykaza³y, ¿e wartoœæ swobodnej energii powierzchniowej pow³oki znacz¹co zmala³a z 30,7 na 21,4 mJ/m2. Tusz trwa³ych markerów nie równomiernie nak³ada³ siê na pow³okê lakierow¹ i dawa³a siê ³atwo usuwaæ, co potwierdza, ¿e dodatek zsyntezowanego polimeru nada³ pow³oce bardzo dobre w³asnoœci anty-graffiti. Analiza XPS wykaza³a, ¿e stê¿enie atomowe krzemu i fluoru w pobli¿u powierzchni (oko³o 10 nm) jest du¿o wy¿sze ni¿ w g³êbszych warstwach pow³oki (oko³o 100 nm). Fakt ten sugeruje, ¿e oba te elementy maj¹ du¿¹ tendencjê do migracji w kierunku granicy faz pow³oka – powietrze. Pomiary AFM ujawni³y ponadto, ¿e w³¹czenie zsyntezowanego polimeru po receptury nie wp³ywa na chropowatoœæ powierzchni utworzonej pow³oki. G. K-B. FiL–5/2013/ 4.7 Otrzymywanie, charakterystyka i aktywnoœæ antybakteryjna fotoutwardzalnych ¿ywic akrylowych domieszkowanych tymolem Preparation, characterization, and antibacterial activity of photocured thymol-doped acrylic resins M. D. Esposti, F. Pilati, M. Bondi, S. de Niederhäusern, R. Iseppi, M. Toselli J. Coat. Tech. and Research, 2013 (vol. 10, nr 3, str. 371-379, rys. 8, tabl. 1, poz. bibl. 33) W artykule opisano otrzymywanie ¿ywic akrylowych domieszkowanych tymolem w wyniku reakcji fotopolimeryzacji roztworu tymolu w monomerze diakrylowym glikolu trójpropylenowego. Metoda ta umo¿liwia otrzymywanie w prosty, energooszczêdny i ekologiczny sposób antybakteryjnych tworzyw sztucznych (spe³niaj¹cych w wiêkszoœci wymagania ekologiczne). Wykazano, ¿e tymol mo¿e byæ zawarty w ¿ywicy nawet w wysokich stê¿eniach (wynosz¹cych do 28,6%) bez wywierania niekorzystnego wp³ywu na reakcjê fotoutwardzania oraz na utratê przeŸroczystoœci. Temperatura zeszklenia domieszkowanej ¿ywicy zmniejsza siê wraz ze wzrostem zawartoœci tymolu, co Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 57 n Opisy bibliograficzne n œwiadczy o tym, ¿e tymol zachowuje siê jak plastyfikator w stosunku do ¿ywicy akrylowej. Na podstawie analizy HPLC stwierdzono, ¿e tymol mo¿e byæ uwalniany do ciek³ych mediów z szybkoœci¹ zale¿n¹ od charakteru chemicznego cieczy. Wykonane testy agarowe potwierdzi³y dzia³anie antybakteryjne ¿ywic akrylowych domieszkowanych tymolem w stosunku do Gram-ujemnych i Gram-dodatnich bakterii (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes i Escherichia coli). G. K-B. FiL–5/2013/ 5.2 Rynki wzrostowe dla farb i lakierów. ChemResearch i Zwi¹zek Producentów Farb analizuj¹ globalny rynek wyrobów lakierowych Wachstumsmärkte für Farben und Lacken. ChemResearch und VdL analysieren den globalen Markt für Beschichtungen M. von Dungen, Ch. Maier Farbe Lack 2013 (nr 7, s. 8-9, rys. 6, tab. 1) 58 Œwiatowe zapotrzebowanie na farby wzrasta³o w ostatnich 20 latach z prêdkoœci¹ œwiatowego produktu socjalnego. Szczególnie wielki wp³yw na wzrost mia³y pañstwa BRICS (Brazylia, Rosja, Indie, Chiny i Afryka Po³udniowa). Przedstawiono w formie wykresów wzrost œwiatowego rynku farb i w krajach BRICS w latach 1990-2013, stan œwiatowego rynku farb w roku 2012 oraz w latach 2005-2013. Omówiono wzrost rynku farb w krajach BRICS, przedstawiono dwunastu najwiêkszych producentów farb. Podano œrednie œwiatowe zu¿ycie farb na g³owê mieszkañca w roku 2012 oraz w takich krajach jak USA, Niemcy, Japonia, Rosja, Chiny, Afryka Po³udniowa, Brazylia i Indie. W roku 2013 nale¿y liczyæ siê z lekkim zmniejszeniem siê wzrostu na œwiatowym rynku farb. Globalny wzrost iloœci farb ma wynieœæ oko³o 3 %, w Europie Zachodniej oczekuje siê w ci¹gu roku wyraŸny spadek rzêdu 6 do 7 %. T.S. Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Normalizacja n ¢ Normalizacja Nowe POLSKIE NORMY dotycz¹ce farb i lakierów Skróty wystêpuj¹ce w tekœcie: — ICS – Miêdzynarodowa Klasyfikacja Norm — PN-EN ISO; PN-EN – Polska Norma — EN ISO – Norma Europejska opracowana przez Europejski Komitet Normalizacyjny (CEN) — ISO – Norma Miêdzynarodowa opracowana przez Miêdzynarodow¹ Organizacjê Normalizacyjn¹ (ISO) — litera po numerze referencyjnym – oznacza wersjê jêzykow¹ normy (E – angielsk¹; P – polsk¹) — „05” po numerze referencyjnym – oznacza miesi¹c (maj) publikacji normy — IDT – norma identyczna; oznacza ca³kowit¹ zgodnoœæ treœci merytorycznej i ca³kowit¹ zgodnoœæ w sposobie prezentacji z wprowadzan¹ norm¹ ICS: 87.040 Farby i lakiery Farby i lakiery – Wyroby lakierowe i systemy pow³okowe na drewno zastosowane na zewn¹trz – Czêœæ 1: Klasyfikacja i dobór Wprowadza: EN 927-1:2013 [IDT] Zastêpuje: PN-EN 927-1:2000P PN-EN 927-1:2013-06E PN-EN ISO 11890-2:2013-06E Farby i lakiery – Oznaczanie zawartoœci lotnych zwi¹zków organicznych (VOC) – Czêœæ 2: Metoda chromatografii gazowej Wprowadza: EN ISO 11890-2:2013 [IDT], ISO 11890-2:2013 [IDT] PN-EN ISO 13129:2013-06E Farby i lakiery – Pomiar elektrochemiczny ochrony stali przez pow³oki lakierowe – Technika z u¿yciem przerywacza pr¹du (CI), woltametrii relaksacyjnej (RV) lub pomiarów zmiennopr¹dowych (DCT) Wprowadza: EN ISO 13129:2012 [IDT], ISO 13129:2012 [IDT] PN-EN ISO 15091:2013-05E Farby i lakiery – Oznaczanie przewodnoœci elektrycznej i oporu w³aœciwego Wprowadza: EN ISO 15091:2012 [IDT], ISO 15091:2012 [IDT] PN-EN ISO 15110:2013-06E Farby i lakiery – Sztuczne starzenie obejmuj¹ce kwaœn¹ kondensacjê Wprowadza: EN ISO 15110:2013 [IDT], ISO 15110:2013 [IDT] PN-EN ISO 15184:2013-04E Farby i lakiery – Oznaczanie twardoœci pow³oki metod¹ o³ówkow¹ Wprowadza: EN ISO 15184:2012 [IDT], ISO 15184:2012 [IDT] Zastêpuje: PN-ISO 15184:2001P PN-EN ISO 1524:2013-06E Farby, lakiery i farby graficzne – Oznaczanie stopnia roztarcia Wprowadza: EN ISO 1524:2013 [IDT], ISO 1524:2013 [IDT] Zastêpuje: PN-EN ISO 1524:2002P Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 59 n Normalizacja n PN-EN ISO 20566:2013-06E Farby i lakiery – Oznaczanie odpornoœci systemu pow³okowego na zarysowanie z zastosowaniem laboratoryjnej myjni samochodowej Wprowadza: EN ISO 20566:2013 [IDT], ISO 20566:2013 [IDT] Zastêpuje: PN-EN ISO 20566:2007P PN-EN ISO 20567-3:2013-06E Farby i lakiery – Oznaczanie odpornoœci pow³ok na uderzanie kamieniami – Czêœæ 3: Próba pojedynczego uderzenia swobodnie poruszaj¹cym siê elementem uderzaj¹cym Wprowadza: EN ISO 20567-3:2012 [IDT], ISO 20567-3:2012 [IDT] PN-EN ISO 2409:2013-06E Farby i lakiery – Badanie metod¹ siatki naciêæ Wprowadza: EN ISO 2409:2013 [IDT], ISO 2409:2013 [IDT] Zastêpuje: PN-EN ISO 2409:2008P PN-EN ISO 3233-1:2013-06E Farby i lakiery – Oznaczanie objêtoœci substancji nielotnych, w procentach – Czêœæ 1: Metoda z zastosowaniem pomalowanych p³ytek do badañ do oznaczania substancji nielotnych i oznaczania gêstoœci suchej pow³oki na podstawie zasady Archimedesa Wprowadza: EN ISO 3233-1:2013 [IDT], ISO 3233-1:2013 [IDT] PN-EN ISO 4628-8:2013-05E Farby i lakiery – Ocena zniszczenia pow³ok – Okreœlanie iloœci i rozmiaru uszkodzeñ oraz intensywnoœci jednolitych zmian w wygl¹dzie – Czêœæ 8: Ocena stopnia odwarstwienia i skorodowania wokó³ rysy lub innego sztucznego uszkodzenia Wprowadza: EN ISO 4628-8:2012 [IDT], ISO 4628-8:2012 [IDT] Zastêpuje: PN-EN ISO 4628-8:2006P Genowefa TOCZKO – Sekretarz KT nr 175 ds. Farb i Lakierów Instytut In¿ynierii Materia³ów Polimerowych i Barwników w Toruniu, Oddzia³ Farb i Tworzyw w Gliwicach Gliwice, 17.09.2013 r. 60 Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 n Imprezy krajowe i zagraniczne n ¢ Imprezy krajowe i zagraniczne u 7 Miêdzynarodowa Warszawska Wystawa Wynalazków IWIS 2013 8 – 10 paŸdziernika 2013 Warszawa/Polska Wystawa Kontakt: tel: +48 22 633 84 82 e-mail: [email protected] u 7. Targi Zabezpieczeñ Powierzchni SURFPROTECT 2013 5 – 6 listopada 2013 Sosnowiec/Polska Targi Kontakt: Micha³ Wadowski – Mened¿er Projektu +48 32 788 75 27 [email protected] u RadTech Europe 2013 15-17.10.2013 Bazylea/Szwajcaria Konferencja/Wystawa Kontakt: Project Manager Events Kristin Roubinek +49 511 9910-274 [email protected] u Façade coatings and plasters 29 – 30.10.2013 Düsseldorf/Niemcy Konferencja Kontakt: Project Manager Events Kristin Roubinek +49 511 9910-274 [email protected] u IENA International Trade Fair Ideas Inventions New Products 30.10-03.11.2013 Norymberga/Niemcy Targi Kontakt: Henning Könicke Lydia Zetl tel.: +49.911.98833-570 fax: +49.911.98833-579 [email protected] u Automotive coatings 12 – 13.11.2013 Düsseldorf/Niemcy Konferencja Kontakt: Project Manager Events Kristin Roubinek +49 511 9910-274 [email protected] u Brussels Innova The world Exibition of Inventions, Research and New Technologies 14-16.11.2013 Bruksela/Belgia Targi Kontakt: Laurence Verbruggen +32 (0)2 808 41 62 [email protected] Elise Goffin +32 (0)2 808 41 63 [email protected] u Eurocoat 2013 International Exhibition and Congress 22 – 24.11.2013 Piacenza/W³ochy Kongres/Wystawa Kontakt: Cyril Ladet + 33 (0)1 77 92 96 84 [email protected] u REACH Conference Bratislava 2013 02-04.12.2013 Bratys³awa/S³owacja Konferencja Kontakt: Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 61 n Imprezy krajowe i zagraniczne n Ekotoxikologické centrum Bratislava Tomášiková 10F 821 03 Bratislava Slovenská Republika +421 (02) 4594 3712 +421 (02) 4594 5223 www.reachconference.eu u Waterborne coatings 03 – 04.12.2013 Düsseldorf/Niemcy Konferencja Kontakt: Project Manager Events Kristin Roubinek +49 511 9910-274 [email protected] u PRIMUS: INTERFARBA 2014 21-24.01.2014 Kijów/Ukraina Wystawa 62 Kontakt: Project Manager Alyona Biryukova +380 44 537 6999 [email protected] u FATIPEC Congress 03-05.09.2014 Kolonia/Niemcy Kongres Kontakt: +33142634591 [email protected] u Advances in Coatings Technology, ACT’14 paŸdziernik 2014 Sosnowiec/Polska Konferencja Kontakt: Anna Paj¹k +48 32 231 90 43 [email protected] Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 Farby i Lakiery (Paints and Varnishes) 5/2013 63 INSTYTUT IN¯YNIERII MATERIA£ÓW POLIMEROWYCH i BARWNIKÓW Oddzia³ Farb i Tworzyw w Gliwicach ul. Chorzowska 50 A, 44-100 Gliwice (32) 231-90-41, fax (32) 231-26-74 n Imprezy krajowe i zagraniczne n Redakcja miesiêcznika „Farby i Lakiery” informuje, ¿e ceny og³oszeñ w 2014 roku bêd¹ nastêpuj¹ce: Og³oszenia czarno-bia³e IV strona ok³adki II i III strona ok³adki 1 strona wewn¹trz numeru 1/2 strony wewn¹trz numeru 1400 z³ + VAT 1200 z³ + VAT 1000 z³ + VAT 600 z³ + VAT Og³oszenia kolorowe: do 4 kolorów pe³ny kolor, fotografie j.w. + 50% j.w. + 100% ZAMÓWIENIE na prenumeratê czasopisma „Farby i Lakiery” w 2014 r. Instytut In¿ynierii Materia³ów Polimerowych i Barwników w Toruniu Oddzia³ Farb i Tworzyw w Gliwicach Redakcja czasopisma „Farby i Lakiery” 44-100 Gliwice, ul. Chorzowska 50 A tel.: 32/231-90-41 do 42 wew. 47; fax: 32/231-26-74; e-mail: [email protected] data: ............................................ NIP lub REGON ........................ ...................................................... Nazwa i adres odbiorcy (zamawiaj¹cego) Niniejszym zamawiamy prenumeratê roczn¹ czasopisma „FARBY i LAKIERY” na rok 2014 w cenie 270,- z³ + 5% VAT za jeden komplet (6 numerów) w liczbie ...... /egz. lub w cenie 135,- z³ + 5% VAT za trzy numery, w liczbie ...... /egz. Fakturê oraz egzemplarze wydawnictwa prosimy przesy³aæ na adres: ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ............................................ G³ówny Ksiêgowy .................................................. Prezes / Dyrektor