Novec

Informacja
o stosowaniu
Novec
™
Fluorowe środki
powierzchniowo czynne
do farb i powłok malarskich
3M™ Fluorad™
Fluorosurfactants
to obecnie
3M™ Novec™
Fluorosurfactants
Żegnaj
pomarańczowa
skórko, żegnajcie
rybie oczy...
Zanieczyszczenia, wady powierzchni i trudnozwilżalne podłoża są
źródłem wszelkiego rodzaju problemów przy nakładaniu farb i
powłok. Szpetne „pomarańczowe skórki”, kratery, „rybie oczy” i
obwódki to tylko niektóre z kłopotów, z jakimi muszą zmierzyć
się twórcy receptur.
...witaj gładkości!
W celu usunięcia tych wad stosuje się środki powierzchniowo
czynne, czyli surfaktanty. Zmniejszają one napięcie
powierzchniowe powłoki, dzięki czemu można ją łatwiej
wyrównać, zwilżyć powierzchnię i pokryć ją – szczególnie, gdy
powierzchnia jest zanieczyszczona.
Im niższe napięcie powierzchniowe, tym lepiej powłoka zwilża
podłoże, wyrównuje się na nim i pokrywa je – a żaden surfaktant
nie obniża napięcia powierzchniowego tak skutecznie, jak
preparaty na bazie związków fluoru, takie jak należące do nowej
generacji fluorosurfaktantów 3M™ Novec™. Nowe
fluorosurfaktanty:
• zdecydowanie obniżają napięcie powierzchniowe;
• ułatwiają farbom i powłokom pokonanie zanieczyszczeń
powierzchni;
• działają skutecznie zarówno w systemach wodnych, jak i
rozpuszczalnikowych.
W sumie oznacza to, że „pomarańczowa skórka”, kratery, „rybie
oczy” i obwódki są już tylko przeszłością.
Co więcej, fluorosurfaktanty Novec pomagają utrzymać niskie
napięcie powierzchniowe w ciągu całego procesu suszenia, to zaś
ułatwia uzyskiwanie gładszych, bardziej błyszczących powłok.
Fluorosurfaktanty Novec można stosować w różnorodnych
powłokach przemysłowych i handlowych, na przykład farbach,
żywicach, klejach, farbach drukarskich, powłokach bezbarwnych,
powłokach podłogowych – i w wielu innych miejscach!
W listopadzie 2003 roku
wszystkie fluorowe
środki powierzchniowo
czynne także te, które
wcześniej były
sprzedawane pod marką
3M Fluorad, otrzymały
nową nazwę: 3M™
Novec™
Fluorosurfactants.
Pod marką 3M Novec
występują substancje
chemiczne zapewniające
bezpieczeństwo,
skuteczność i stabilność
działania w różnych
specjalistycznych
zastosowaniach
przemysłowych. Widząc
produkt noszący nazwę
Novec możemy być
pewni, że ułatwi nam on
spełnienie najwyższych
standardów pod
względem parametrów
użytkowych,
bezpieczeństwa pracy i
ochrony środowiska.
Jak to się dzieje.
Powłoka
malarska
Po dodaniu surfaktantu do farby lub powłoki migruje on do powierzchni międzyfazowej o
najniższej energii – zazwyczaj ku powierzchni rozdzielającej ciecz i powietrze. Dzieje się tak
dlatego, że molekuły surfaktantu złożone są z dwóch grup – hydrofilowej i hydrofobowej.
Strona hydrofobowa jest przyciągana przez powietrze i odpycha ciecz, a strona hydrofilowa jest
przyciągana przez wodę i stara się w niej zanurzyć. Połączenie tych dwóch zjawisk obniża
energię powierzchniową cieczy, dzięki czemu może ona lepiej zwilżać podłoże oraz
wyrównywać się i rozpływać się na nim.
Fluorosurfaktanty w porównaniu z surfaktantami
węglowodorowymi i krzemowymi (silikonowymi).
Fluorosurfaktanty 3M™ Novec™ skuteczniej obniżają napięcie powierzchniowe w systemach
wodnych i niezawierających wody – do poziomów niższych niż możliwe do uzyskania za
pomocą surfaktantów węglowodorowych i silikonowych. Fluorosurfaktanty Novec mogą
obniżyć napięcie powierzchniowe w systemach wodnych i organicznych do około 20 dyn/cm,
podczas gdy w przypadku surfaktantów węglowodorowych jest to około 30 dyn/cm, a przy
surfaktantach silikonowych około 25 dyn/cm.
Surfaktant fluorowy
Potencjalne obniżenie napięcia powierzchniowego przez
fluorosurfaktanty Novec FC-4430 i FC-4432
Poniższa tabela przedstawia potencjalne obniżenie napięcia powierzchniowego (w dynach na
centymetr) przez fluorosurfaktanty 3M™ Novec™ FC-4430 i FC-4432 w niektórych
powszechnie dostępnych żywicach wodnych, w porównaniu z konkurencyjnymi
fluorosurfaktantami węglowodorowymi i silikonowymi.
Surfaktant węglowodorowy
Żywica
Bez
surfaktantu
Surfaktanty
węglowodorowe
1,00%
FC-4430
0,3%
FC-4432
0,3%
39,1
43,1
47,4
37,4
38,4
41,0
38,9
29,0
29,8
33,1
31,8
32,9
31,2
27,6
24,3
21,2
21,2
19,7
21,2
19,7
22,4
20,1
19,9
20,4
21,0
23,4
20,2
21,9
™
NeoCryl A-6099
™
NeoRez R-941
™
NeoRez R-9621
™
JONCRYL 537
™
JONCRYL 1532
™
JONCRYL 1925
™
JONCRYL 1972
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
Konkurencyjny Surfaktant
surfaktant FC silikonowy
0,3%
0,5%
26,1
24,4
24,2
25,6
26,9
25,4
26,3
NeoCryl i NeoRez są znakami towarowymi NeoResins
JONCRYL jest znakiem towarowymi Johnson Polymers
FC-4430 i FC4432 zapewniają niskie dynamiczne napięcie powierzchniowe
Informacja o dynamicznym napięciu powierzchniowym mówi nam o zdolności surfaktantu do
przemieszczania się i organizowania w roztworze. Niskie dynamiczne napięcie powierzchniowe, czyli
szybka migracja surfaktantu, może mieć duże znaczenie w procesach szybkiego nakładania powłok lub
w systemach o niskiej lepkości. Fluorosurfaktanty Novec FC-4430 i FC-4432 mogą obniżyć
dynamiczne napięcie powierzchniowe do poziomu niższego niż konwencjonalne fluorosurfaktanty
(PFOS i pochodne telomeru), co pokazano na poniższym wykresie.
Napięcie powierzchniowe fluorosurfaktantu a częstotliwość pęcherzykowa (bubble frequency) w wodzie
Woda
70
Telomerowy środek
anionowy
60
Napięcie powierzchniowe
Surface Tension
50
FC-430
FC-4432
FC-4430
40
30
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
częstotliwość pęcherzykowa Bubble Frequency [Hz]
12
27,3
23,8
22,8
27,6
28,9
27,1
27,6
Niskie międzyfazowe napięcie powierzchniowe przy niskich stężeniach
Możliwość uzyskania niższego międzyfazowego napięcia powierzchniowego jest
podstawowym wymogiem stabilizacji pigmentów i żywic polimerowych w
preparatach wodnych. Fluorosurfaktanty 3M™ Novec™ FC-4430 i FC-4432
pozwalają uzyskać niskie międzyfazowe napięcia powierzchniowe, jak to
pokazano w poniższej tabeli.
Surfaktant
Kontrola
FC-4430
FC-4432
FC-430
SDS1
SDS-102
Dyspergator
silikonowy
P
P
P
1
P
Nowa chemia
– mniej
problemów
Rezultat
końcowy:
Piękno
P
Napięcie międzyfazowe*
Faza lekka: Heptan
200 ppm
0,5%
1,0%
43,7
3,5
2,2
4,2
2,6
3,5
2,4
15,4
6,1
5,8
15,9
4,1
3,7
dodecylosiarczan sodu
P
14,4
10,9
P
2
10,5
Napięcie międzyfazowe *
Faza lekka: Cykloheksan
200 ppm
0,5%
1,0%
51,2
2,5
1,5
4,2
2,1
4,0
2,1
12,9
5,0
4,9
13,5
2,9
2,6
11,7
dodecylosiarczan benzenosulfonianu
P
8,8
8,8
*dyn/cm
Fluorosurfaktanty Novec FC-4430 i FC-4432, zbudowane z całkowicie nowych
składowych związków fluorowych, są polimerami wykazującymi takie same
zalety użytkowe, jakie od dawna odróżniały chemikalia fluorowe od
konkurencyjnych surfaktantów opartych na związkach krzemu (silikonach) i
węglowodorach. Specjaliści 3M są przekonani, że wynika to z wyjątkowych
własności fizycznych związków fluorowych wchodzących w skład tych
materiałów. Inną zaletą fluorosurfaktantów Novec jest to, że już bardzo małych
ich dodatek powoduje znaczne obniżenie napięcia powierzchniowego preparatu, to
zaś oznacza małe zużycie środka powierzchniowo czynnego. W przeciwieństwie
do fluorosurfaktantów, w przypadku środków węglowodorowych często ilość
użytego produktu musi być o rząd wielkości większa, aby istotnie obniżyć
napięcie powierzchniowe, przy czym jego poziom i tak nie zbliża się do
możliwego do osiągnięcia za pomocą FC-4430 i FC-4432.
Surfaktanty silikonowe lub klasyczne fluorowe często powodują pogorszenie
adhezji między kolejnymi warstwami powłoki malarskiej. W wypadku preparatów
zawierających fluorosurfaktanty FC-4430 i FC-4432, pochodzące z nowej rodziny
materiałów 3M, problemu tego nie zaobserwowano nawet przy większych
poziomach obciążenia.
Za pomocą fluorosurfaktantów Novec można kontrolować napięcie
powierzchniowe powłoki w całym procesie jej nakładania.
Lepsze zwilżanie. Aby ciecz mogła zwilżyć powierzchnię, jej napięcie
powierzchniowe musi być niższe niż energia powierzchniowa podłoża i wszystkich
znajdujących się na nim zanieczyszczeń. Fluorosurfaktanty Novec ułatwiają
zwilżanie powłokami malarskimi różnorodnych materiałów, w tym materiałów
trudnozwilżalnych takich jak tworzywa sztuczne i zaolejone metale. Mogą one
pomóc także w pokonaniu zanieczyszczeń w rodzaju smaru walcowniczego,
skroplin kondensacyjnych, kurzu, cząstek żelowych i silikonów. Niższe napięcie
powierzchniowe podczas nakładania powłoki zapobiega też powstawaniu wad
powierzchni: kraterów, obramowań, „rybich oczu” i niezwilżonych punktów.
Lepsza rozlewność. Jeżeli w cieczy znajdują się składniki o różnych napięciach
powierzchniowych oraz obszary o różnych szybkościach parowania, to gradienty
napięcia powierzchniowego mogą spowodować powstanie defektów na powierzchni
styku cieczy z powietrzem. Defekty takie mają postać chropowatości
powierzchniowej,
często
określanej
jako
„skórka
pomarańczowa”.
Fluorosurfaktanty Novec poprawiają rozlewność poprzez zmniejszenie, a nawet
likwidację tych gradientów na etapie schnięcia powłoki, co w efekcie daje gładszą,
bardziej jednorodną powierzchnię.
Fluorosurfaktanty Novec kontrolują napięcie powierzchniowe w całym etapie
suszenia lub wiązania. Utrzymanie niskiego napięcia powierzchniowego od
początku do końca tego procesu pozwala uzyskać gładsze powłoki o większym
połysku. Zastosowanie fluorosurfaktantów Novec może też ograniczyć
występowanie defektu powierzchni zwanego „skórką pomarańczową”.
Substancje zanieczyszczające
mogą powodować
powstawanie gradientów
napięcia, prowadzących do
tworzenia się „kraterów” i
„rybich oczu”.
Fluorosurfaktanty Novec
koncentrują się na powierzchni
cieczy i obniżają jej napięcie
powierzchniowe. Dzięki temu
ciecz bardziej równomiernie
zwilża podłoże i rozlewa się na
nim, co ogranicza możliwość
powstawania defektów
powierzchniowych.
Jeżeli powłoka malarska
zawiera składniki o różnym
napięciu powierzchniowym, to
cząstki stałe mają tendencję do
migracji i w rezultacie powstaje
efekt „skórki pomarańczowej”.
Bezpieczeństwo
i obchodzenie
się z produktem
Fluorosurfaktanty 3M™ Novec™ FC-4430 i FC-4432 są przeznaczone do użycia
w systemach niedyspersyjnych.
3M nie zaleca używania tych produktów w zastosowaniach wiążących się z częstym
kontaktem produktu ze skórą, z jego wdychaniem lub połykaniem. Substancje te nie
są przeznaczone do zastosowań kosmetycznych lub medycznych. Ani 3M, ani
amerykański Urząd Kontroli Żywności i Leków (Food and Drug Administration) nie
badały ani nie analizowały tych produktów pod kątem ich zastosowania w sektorach
spożywczym, medycznym, farmaceutycznym bądź kosmetycznym.
Na nabywcy spoczywa obowiązek ustalenia, czy trwałość i utwardzenie tych
produktów są odpowiednie do ich końcowego zastosowania. Zalecaną metodą
likwidacji tych materiałów jest spalanie w wysokiej temperaturze i/lub składowanie
na wysypiskach.
W celu uzyskania dalszych informacji o bezpieczeństwie produktu i sposobie
obchodzenia się z nim należy, jeszcze przed jego użyciem, zapoznać się z etykietami
produktu i kartami charakterystyki substancji niebezpiecznych.
Dostępna obecnie nowa generacja fluorosurfaktantów Novec może być stosowana w
farbach i powłokach malarskich o przeznaczeniu przemysłowym i handlowym. Dalsze
informacje można uzyskać u lokalnego przedstawiciela 3M lub pod numerem telefonu
800-541-6752.
POLSKA
3M Poland Sp. z o.o.
Al. Katowicka 117
Kajetany
05-830 Nadarzyn
tel: +48 22 739 6065
fax: +48 22 739 6005
mobile: +48 600 278 011
e-mail: [email protected]
Europe
United States
3M Specialty Materials
3M Belgium N. V.
Haven 1005, Canadastraat 11
B-2070 Zwijndrecht
32 3 250 7511
3M Performance Materials Division
3M Center, Building 223-6S-04
St. Paul, MN 55144-1000
800 541 6752
800 810 8514 (Fax)
Ważna uwaga do Nabywcy: Informacje znajdujące się w tej publikacji opierają się na wiarygodnych, naszym zdaniem,
badaniach. Wyniki uzyskane przez klienta mogą być inne ze względu na różnice pomiędzy rodzajami badań i warunkami.
Nabywca musi zbadać produkt i ustalić, czy nadaje się on do przewidzianego przez niego zastosowania. Ponieważ warunki
używania produktu są bardzo zróżnicowane i nie podlegają naszej kontroli, więc poniższa deklaracja zastępuje wszelkie
podane wprost i dorozumiane gwarancje (w tym domyślne gwarancje przydatności handlowej i przydatności do
konkretnego zastosowania końcowego): Z wyjątkiem przypadków zabronionych prawem, jedynym zobowiązaniem 3M
oraz jedynym zadośćuczynieniem przysługującym kupującemu jest wymiana produktu, co do którego zostanie stwierdzone,
że był wadliwy w momencie nabycia, lub, stosownie do decyzji 3M, zwrot pierwotnej ceny jego zakupu. W żadnym
wypadku 3M nie ponosi odpowiedzialności za szkody bezpośrednie, pośrednie, specjalne, uboczne lub wtórne (w tym, bez
żadnych ograniczeń, za utracone zyski, spadek wartości firmy i możliwości handlowych), niezależnie od tego, czy takie
roszczenia są oparte na naruszeniu gwarancji, warunków kontraktu, zaniedbaniu, czynie zabronionym, czy jakiejkolwiek
innej teorii prawnej lub zasadzie słuszności.