Pobierz pełną wersję czasopisma

Transkrypt

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
3
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).
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
5
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
CERAFLOUR 1000
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.
7
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
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
9
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).
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
11
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 %
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
13
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.
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.
15
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
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).
17
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
Power of Titanium Pigments”, Official Digest, 31, No.
408, 52-64 (1959).
4. Fitzwater, S, and Hook, J.W., “Dependent Scattering
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).
6. McDonald, C.J., Devon, M.J., “Hollow latex particles:
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,
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).
19. Ingham, B., Dickie, S., Nanjo, H., and Toney, M.F., “In
situ USAXS measurements of titania colloidal paint
films during the drying process”, Journal of Colloid
and Interface Science, 336, 612-615 (2009).
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
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
19
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
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
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
marmurowa
marmurowa
Rys. 3: Zast¹pienie wype³niaczy funkcyjnych przez DORKAFILL® H i DORKAFILL® Pro_Void (przyk³ad 1)
21
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
745
735
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 [%]
Cia³o sta³e
-1
2
Wydajnoœæ [m /l]
Chromatycznoœæ Y4
Po³ysk 60°/85°
3
Gêstoœæ [g/cm ]
22
DO
RK
AF
ILL
®H
DO
R
Pro KA
_Vo FIL
L®
id
pcc
DORKAFILL® H
kowa
ziemia okrzem
)
it
m
(diato
marmurowa
DORKAFILL®
Pro_Void
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
(przedtem)
Formulacja
zoptymalizowana (potem)
3
2
2
2
matowa
matowa
PVK [%]
71,9
77,1
34,1
34,1
Cia³o sta³e
56,6
54,6
800
590
21
10
7
7
93,7
93,1
2,4 / 3,6
2,3 / 2,3
1,447
1,430
Stopieñ po³ysku
Wartoœci pomiarowe
-1
2
Wydajnoœæ [m /l]
Chromatycznoœæ Y4
Po³ysk 60°/85°
3
Gêstoœæ [g/cm ]
23
DO
RK
AF
ILL
®H
DO
R
Pro KA
_Vo FIL
L®
id
pcc
DORKAFILL® H
talk
DORKAFILL®
Pro_Void
mika
marmurowa
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.
(przedtem)
Formulacja
zoptymalizowana
(potem)
2
1
1
1
matowa
matowa
PVK [%]
67,0
69,5
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
Stopieñ po³ysku
Wartoœci pomiarowe
-1
2
Wydajnoœæ [m /l]
Chromatycznoœæ Y4
Po³ysk 60°/85°
3
Gêstoœæ [g/cm ]
24
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.
25
— 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
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
27
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-
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
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
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
29
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.
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
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.
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,
31
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
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).
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-
33
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.
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
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-
35
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-
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
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,
37
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
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
Fluorowane, wielofunkcyjne polimery maj¹
zdolnoœæ do tworzenia hydrofobowych powierzchni, które w ró¿nego rodzaju pow³okach
lakierowych daj¹ trwa³y efekt ³atwego oczysz-
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
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
Rohopoint opracowa³ miernik „IQ” do pomiaru po³ysku pod trzema k¹tami 20/60/85°, w
39
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
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
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
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-
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
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
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
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
41
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
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
„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-
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
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
43
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-
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.
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)
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
47
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
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,
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
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
49
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
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
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
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
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
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
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
51
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
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
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
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
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
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-
53
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
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-
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
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
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.
55
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
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
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
¯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,
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
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
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
57
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.
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
PN-EN ISO 15110:2013-06E
Farby i lakiery – Sztuczne starzenie obejmuj¹ce kwaœn¹ kondensacjê
PN-EN ISO 15184:2013-04E
Farby i lakiery – Oznaczanie twardoœci pow³oki metod¹ o³ówkow¹
Zastêpuje: PN-ISO 15184:2001P
PN-EN ISO 1524:2013-06E
Farby, lakiery i farby graficzne – Oznaczanie stopnia roztarcia
Zastêpuje: PN-EN ISO 1524:2002P
59
n Normalizacja n
PN-EN ISO 20566:2013-06E
Farby i lakiery – Oznaczanie odpornoœci systemu pow³okowego na
zarysowanie z zastosowaniem laboratoryjnej myjni samochodowej
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
PN-EN ISO 2409:2013-06E
Farby i lakiery – Badanie metod¹ siatki naciêæ
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
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
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
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:
+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:
+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:
61
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:
+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]
63
INSTYTUT IN¯YNIERII MATERIA£ÓW POLIMEROWYCH i BARWNIKÓW
ul. Chorzowska 50 A, 44-100 Gliwice
(32) 231-90-41, fax (32) 231-26-74
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
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

Pobierz pełną wersję czasopisma

Transkrypt

Podobne dokumenty

Bal karnawa³owy

WF inny ni¿ wszystkie

Zobacz plakat i wiecej informacji (plik pdf)