VI Seminarium Spektrochemu Optymalizacja jakościowa i cenowa technologii wytwarzania wodorozcieńczalnych farb i tynków dyspersyjnych

Transkrypt

1 VI Seminarium Spektrochemu Optymalizacja jakościowa i cenowa technologii wytwarzania wodorozcieńczalnych farb i tynków dyspersyjnych Jak wybrać dyspersję polimerową do produkcji farb i tynków? Czeladź, 20 listopada 2014

2 Wybór dyspersji polimerowej na rynku walka cenowa eurocentami na 1 kg dyspersji receptury ramowe, badania w laboratorium dostawcy pomoc w opracowaniu receptur przez dostawcę 2 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

3 Zawartość dyspersji w farbie procentowa ilość dyspersji w farbie nic nie oznacza prawidłowym sposobem wyrażania jest SOP SOP stężenie objętościowe pigmentów i napełniaczy SOP = Σ obj. PiN Σ + obj. PiN obj. s.p.p. 100% Σ Obj.PiN suma objętości pigmentów i napełniaczy obj.s.p.p. objętość suchej pozostałości polimeru, substancji błonotwórczej 3 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

4 Stężenie objętościowe pigmentów i napełniaczy co oznacza SOP? SOP 85% 25% substancja błonotwórcza 85% pigmenty i napełniacze Poglądowe objętościowe opisanie zawartości polimeru w powłoce 4 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

5 Stężenie objętościowe pigmentów i napełniaczy dlaczego oznaczanie SOP jest poprawniejsze niż podawanie ilości dyspersji w recepturze? Farba A 15% dyspersji Farba B W farbach A i B są różne napełniacze i układ bieli tytanowej. Napełniacze mają różą gęstość 29% polimeru 71% napełniaczy i pigmentów 37% polimeru 63% napełniaczy i pigmentów SOP 71% SOP 63% Oznaczanie SOP pozwala zobrazować w jakim stopniu powłoka jest objętościowo napełniona 5 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

6 Farby bazowe ustalenie receptur standardowych farb bazowych o zróżnicowanym SOP dobór dyspergatorów do bieli tytanowej i napełniaczy wykonywanie badań porównawczych na standardowych farbach bazowych 6 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

7 Farby bazowe Charakterystyka farb bazowych: SOP 65%, 75%, 85% i 92% dyspergatory: I stopnia: Polifos, II stopnia: Tensol DDM biocyd: Acticide MBS odpieniacz Romis 103 biel tytanowa Tytanpol R-001 napełniacz: dolomit P-20 dodatek reologiczny: Natrosol 250HBR alkalizowany udział bieli tytanowej w SOP 65-45%, SOP 75 32,5%, SOP 85 23%, SOP 92 2,7% (objętościowo w SOP) sucha pozostałość: dla farb SOP 65 ±60% m/m, pozostałe: ±55% m/m 7 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

8 Badane dyspersje polimerowe Dyspersja nr Typ kopolimeru MTTF wg danych producenta Cena zakupu dyspersji 1 Akrylowy 2 C 6,20 zł/kg 2 0 C 5,46 zł/kg 3 4 Styrenowoakrylowy < 5 C 5 C 4,65 zł/kg 4,90 zł/kg 5 1 C 5,04 zł/kg 8 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

9 Koszty wsadu przygotowanych farb Dyspersja polimerowa nr 65% 75% SOP 85% 92% 1 4,01 zł/l 3,07 zł/l 2,51 zł/l 1,19 zł/l 2 3,79 zł/l 3 3,54 zł/l 2,79 zł/l 2,34 zł/l 1,11 zł/l 4 3,62 zł/l 2,83 zł/l 2,37 zł/l 1,12 zł/l 5 3,66 zł/l 9 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

10 Odporność powłok na szorowanie na mokro 6000 SOP 65 dyspersja 1: 4,01 zł/l ,54 zł/l SOP 65 dyspersja 4: 3,62 zł/l dyspersja nr 1 dyspersja nr 3 dyspersja nr 4 Liczba posuwów, cykli cykli szorowania 3,07 zł/l 2,83 zł/l SOP 73,5: 2,86 zł/l SOP 75,5: 2,81 zł/l SOP 80,0: 2,75 zł/l ,79 zł/l 0 SOP 73,5 SOP 75,5 SOP Stężenie objętościowe pigmentów i napełniaczy (SOP), % Zależność odporności na szorowanie powłok od SOP 10 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

11 Odporność powłok na szorowanie na mokro dyspersja nr 1 Liczba posuwów, cykli cykli szorowania 400 2,79 zł/l 2,50 zł/l 2,60 zł/l dyspersja nr 3 dyspersja nr SOP 74,8 SOP 81,7 SOP 83, Stężenie objętościowe pigmentów i napełniaczy (SOP), % Uszczegółowienie zależności SOP od szorowania w zakresie do 1000 cykli 11 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

12 Odporność powłok na szorowanie na mokro dyspersja nr 1. Liczba posuwów, cykli cykli szorowania 2,51 zł/l 2,26 zł/l 2,23 zł/l dyspersja nr 3 dyspersja nr 4 20 SOP 85 SOP 87,4 SOP 87, Stężenie objętościowe pigmentów i napełniaczy (SOP), % Uszczegółowienie zależności SOP od szorowania w zakresie do 150 cykli 12 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

13 Odporność powłok na szorowanie na mokro liczba posuwów, cykli > 5000 cykli > 5000 cykli > 5000 cykli SOP 65% 4,01 zł/l 2800 cykli 5200 cykli 3,79 zł/l 3,54 zł/l 3,62 zł/l 3,66 zł/l Dyspersja polimerowa nr Zestawienie odporności na szorowanie powłok SOP 65% 13 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

14 Szorowanie powłok schnących w 20 C / 5 C Dyspersj a polimero wa nr 65% 75% SOP 85% 92% 1 Spękana 1800 / / 50 - / / > Spękana 180 / / 70 - / 16 4 Spękana 650 / / 70 - / 10 Zestawienie odporności na szorowanie powłok schnących w 20 C / 5 C 14 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

15 Ubytek grubości powłok wg ISO 30 Klasa 3 SOP 65% Ubytek grubości powłoki, µm Klasa 2 3 µm 24 µm 9 µm ubytek po 200 cyklach Klasa µm 4 µm Dyspersja polimerowa nr Zestawienie odporności na szorowanie ubytek grubości powłok SOP 65% po 200 cyklach 15 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

16 Ubytek grubości powłok wg ISO SOP 75% po 200 cyklach SOP 85% po 40 cyklach Ubytek grubości powłoki, µm Klasa 4 po 40 cyklach Klasa 2 13 µm 39 µm 37 µm 39 µm 28 µm 19 µm 5 0 Klasa Dyspersja polimerowa nr Zestawienie odporności na szorowanie ubytek grubości powłok po 40 (SOP 85%) i 200 cyklach (SOP 75%) 16 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

17 Białość i zażółcenie powłok przed naświetlaniem po naświetlaniu Wskaźnik białości wg Taubego Dyspersja polimerowa nr Białość powłok SOP 65% 17 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

18 Białość i zażółcenie powłok 3,0 2,5 przed naświetlaniem po naświetlaniu Zażółcenie powłoki. 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Dyspersja polimerowa nr Zażółcenie powłok SOP 65% 18 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

19 Białość i zażółcenie powłok Wskaźnik białości wg Taubego przed naświetlaniem po naświetlaniu Dyspersja polimerowa nr Białość powłok SOP 75% 19 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

20 Białość i zażółcenie powłok 3,0 2,5 przed naświetlaniem po naświetlaniu Zażółcenie powłoki. 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Dyspersja polimerowa nr Zażółcenie powłok SOP 75% 20 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

21 Białość i zażółcenie powłok Wskaźnik białości wg Taubego przed naświetlaniem po naświetlaniu Dyspersja polimerowa nr Białość powłok SOP 85% 21 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

22 Białość i zażółcenie powłok 3,0 2,5 przed naświetlaniem po naświetlaniu Zażółcenie powłoki. 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Dyspersja polimerowa nr Zażółcenie powłok SOP 85% 22 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

23 Białość i zażółcenie powłok 86 Wskaźnik białości wg Taubego przed naświetlaniem po naświetlaniu Dyspersja polimerowa nr Białość powłok SOP 92% 23 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

24 Białość i zażółcenie powłok 2,5 2,0 przed naświetlaniem po naświetlaniu Zażółcenie powłoki. 1,5 1,0 0,5 Wartość ujemna Zażółcenie zerowe 0,0-0, Dyspersja polimerowa nr Zażółcenie powłok SOP 92% 24 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

25 Przepuszczalność wody przez powłokę kat. W 3 (mała) 0,3. kat. W 2 (średnia) Współczynnik przepuszczalności wody, kg/(m 2 h 0,5 ) 0,2 0,239 0,1 kat. W 3 (mała) 0,0 0,088 0,111 0,084 0, Dyspersje polimerowe nr Współczynnik przepuszczalności wody powłok SOP 65% 25 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

26 Przepuszczalność wody przez powłokę 0,8. Dobowa przepuszczalność wody kg/m 2 24 h 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,73 0,29 0,24 0,23 0,22 0, Dyspersje polimerowe nr Dobowa przepuszczalność wody powłok SOP 65% 26 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

27 Przepuszczalność wody przez powłokę 1,5 Współczynnik przepuszczalności. wody, kg/(m 2 h 0,5 ) kat. W 1 (duża) 1,2 0,9 0,94 0,89 0,6 kat. W 2 (średnia) 0,3 0,239 0,111 SOP 65 SOP 75 SOP 85 0,21 1,09 0,084 0,29 1,31 0,0 kat. W 3 (mała) Dyspersje polimerowe nr Zestawienie współczynnika przepuszczalności wody przez powłoki SOP 65, 75 i 85% 27 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

28 Przepuszczalność wody przez powłokę 4,5. Dobowa przepuszczalność wody kg/m 2 24h 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 SOP 65 SOP 75 SOP 85 3,0 2,4 3,9 0,89 1,14 4,1 0,5 0,0 0,73 0,24 0, Dyspersje polimerowe nr Zestawienie dobowej przepuszczalności wody przez powłoki SOP 65, 75 i 85% 28 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

29 Przepuszczalność pary wodnej przez powłokę 70 Przepuszczalność pary wodnej, g/m 2 d V 2 (średni) 58,0 Poziom wymagany dla farb elewacyjnych wg PN-C-81913: ,0 28,0 16,0 V 3 (mały) 9, Dyspersja polimerowa nr Przepuszczalność pary wodnej przez swobodne powłoki farb SOP 65% 29 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

30 Przepuszczalność pary wodnej przez powłokę Przepuszczalność pary wodnej, g/m 2 d V 1 (duży) V 2 (średni) SOP 75 SOP 85 SOP Dyspersja polimerowa nr Przepuszczalność pary wodnej przez swobodne powłoki farb SOP 65, 75 i 85% 30 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

31 Krycie ilościowe 9,0 8,5 m 2 /l Różnica 0,3 m 2 z litra Wydajność przy współczynniku. kontrastu 0,995, m 2 /l 8,5 8,0 7,5 7,0 6,5 Różnica 1 m 2 z litra Różnica 1,4 m 2 z litra Różnica 1,2 m 2 z litra 6, Dyspersja polimerowa nr Krycie ilościowe jako wydajność do pełnego pokrycia powłoki SOP 65% 31 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

32 Krycie ilościowe 8,6. 8,4 Wydajność przy współczynniku kontrastu 0,995, m 2 /l 8,2 8,0 7,8 7,6 7,4 7,2 Różnica 0,9 m 2 z litra 8,4 m 2 /l 8,4 m 2 /l 7, Dyspersja polimerowa nr Krycie ilościowe jako wydajność do pełnego pokrycia powłoki SOP 75% 32 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

33 Krycie ilościowe 8,9. 8,8 Wydajność przy współczynniku kontrastu 0,995, m 2 /l 8,7 8,6 8,5 8,4 8,3 8,8 m 2 /l 8,8 m 2 /l Różnica 0,4 m 2 z litra 8, Dyspersja polimerowa nr Krycie ilościowe jako wydajność do pełnego pokrycia powłoki SOP 85% 33 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

34 Krycie ilościowe 7,4. 7,2 Wydajność przy współczynniku kontrastu 0,995, m 2 /l 7,0 6,8 6,6 6,4 6,2 6,0 Różnica 1 m 2 z litra Różnica 0,5 m 2 z litra 7,3 m 2 /l 5, Dyspersja polimerowa nr Krycie ilościowe jako wydajność do pełnego pokrycia powłoki SOP 92% 34 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

35 Wnioski cena zakupu dyspersji polimerowej nie jest wykładnikiem jakości w zależności od SOP każda dyspersja zachowuje się inaczej minimalna temperatura tworzenia filmu dyspersji nie jest wyznacznikiem najniższej temperatury stosowania farby na danej dyspersji przepuszczalność wody i pary wodnej zależy od rodzaju dyspersji i SOP dyspersje polimerowe wpływają na krycie ilościowe i jakościowe powłok 35 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

36 Podsumowanie przedstawione wyniki badań są przedmiotem codziennej pracy badawczej Spektrochemu w taki sposób badamy dyspersje polimerowe celem określenia ich jakości badania wykonujemy również dla dostawców dyspersji polimerowych badania należy dodatkowo rozszerzyć o oceny stabilności w czasie farb sporządzonych z danymi spoiwami polimerowymi (tu nie opisane) w ten sposób producent farb powinien prowadzić dobór dyspersji Spektrochem dysponuje oraz cały czas rozbudowuje bazę danych na temat jakości i powtarzalności dyspersji przedstawiony sposób stosuje się również do tynków 36 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,

37 Dziękuję za uwagę! 37 VI Seminarium Spektrochemu Czeladź,