Funkcionális töltőanyagok az IMERYS Performance Additives részlegétől Dekoratív rendszerekhez. Heinz Huber VARIACHEM Coatings Seminar 2018

Átírás

1 Funkcionális töltőanyagok az IMERYS Performance Additives részlegétől Dekoratív rendszerekhez Heinz Huber VARIACHEM Coatings Seminar

2 IMERYS Performance Additives Divízió Sok minden változott a áprilisában tartott prezentációm óta augusztusában a Rio Tinto Minerals az Imerys számára eladta a korábbi Luzenac csoportot 2016-ban kölünböző részlegek kerültek kialakításra az IMERYS-en belül amelyek ugyanazon iparágak számára értékesítették a termékeiket Performance Additives Division Filtration & Functional Additives Kaolin IMERYS Minerals Ltd Carbonates Én magam a Performance Additives Division hoz tartozom, ezen belül Műszaki tanácsadó Európa, Közel-Kelet és Afrika területén 2

3 Ásványok, amelyeket az IMERYS a festék- és építőipar számára értékesít: Talkum Mica Wollastonit Diatomite Perlite Kaolin PCC 3

4 IMERYS Performance Additives Division kínálata Ásványok, amelyeket IMERYS Performance Additives értékesít Talkum Talkum-klorit Plastorit Csillám és Wollastonit Mivel a csillámot és wollastonitot nem a VARIACHEM forgalmazza, így azok nem részei a mai prezentációmnak Az IMERYS részlegei különböző disztribútorokkal dolgoznak Ezzel magyarázható, hogy különböző emberek mutatják be a külülönféle Imerys ásványokat. 4

5 Mit fogok ma prezentálni Megváltozott piaci igények ásványokkal történő lehetséges megoldások a dekoratív festékek esetében Olyan új talkum és Plastorit típusok bemutatása, amelyek ilyen megoldással szolgálhatnak Jetfine 1 Eco-Phyl SteaShield 10 Plastorit 10 egy új típus, amely hamarosan bemutatásra kerül Természetesen a már jól ismert anyagokról sem fogok megfelejtkezni... Felelevenítjük a Plastorit alapfunkcióját vakolatok/etics esetében Évek óta kiróbált minőség 5

6 Mai dekoratív festékek változások az elmúlt években Alacsonyabb filmképzési hőmérséklettel rendelkező új generációs diszperziók A szükséges súrolásállóság eléréséhez több "lágy" kötőanyag szükséges A csökkentett pigment térfogat koncentráció (PTF) alacsonyabb száraz fedőképességhez vezet -> több pigment szükséges Van arra mód, hogy kevesebb "lágy" kötőanyag használatával Is elérjük a kívánt súrolásállóságot? Titán-dioxid elérhetősége/ára Az összetételekben használt TiO2 mennyisége már elérte azt a határt, ami a kívánt nedves fedőképesség eléréséhez szükséges. Szükség van a TiO2-ot támogató funkcionális extenderekre Egyik funkcionális töltőanyag sem működik pigmentként Viták a TiO2 egészségügyi kockázatairól A mai felületek nagyon simák (gipszkarton ) jobb mattítás/fényesség csökkentés kell A jó minőséghez a 82 -os beesési szögnél 2,5%-nál alacsonyabb fényesség az elvárás VOC csökkentés nagyon sok foltálló festék ma is oldószeres A vizes kötőanyagok új generációja alkalmas foltálló festékek gyártásához A barrier tulajdonsággal bíró töltőanyagok egyre fontosabb szerephez jutnak 6

7 Mi kell a TiO2 támogatásához? Az extendernél elvárás a magas fehérség Csak a pigment képes nedves fedőképességre - a nagyon finom szemcseméretű extenderek segíthetnek a pigmentek megfelelő (távtartó/spacing) eloszlatásában Minél finomabbra őrlik a töltőanyagot, annál jobb az extender funkció Fontos, hogy az extender könnyen diszpergálható legyen ne alakuljanak ki agglomerátumok Minél finomabbra őrlik az extendert, annál jobb hatással van a száraz fedőképességre a KPTK felett (kritikus pigment térfogat koncentráció) Should not decrease scrub resistance (maximum dosage) Requests for extenders used in exterior façade systems Hydrophobic Inert product Sugar effect in silicate and silicone paints (low organic content) 7

8 Cukor hatás Speed of solubility depends not only on the mineral it depends also on fineness 8

9 IMERYS funkcionális extenderek melyik funkcióhoz melyik típust? Jetfine 1 TiO2 támogatása: - bel- és kültéri dekoratív festékekhez 9

10 Jetfine 1 (A) Jetfine 1 speciális mikronizáló technológiával őrlik Jetfine 1 egy micro-lamellar (mikrokristályos/mikrolemezes) morfológiájú talkum Jetfine 1 a festékiparban jelenleg elérhető legfinomabb könnyen diszpergálható talkum Max szemcseméret 5 μm D50 von 1,1 µm Jetfine 1-85% aktív finomságú tartalom(<2µm) Jetfine 1 fehérség - FMY: 91 10

11 Jetfine 1 TiO2 csökkentése TiO 2 extender magas PTK-val rendelkező emulziós decoratív festékben TiO2 CSÖKKENTÉS Súrolás 4. osztály festék TiO2 TR92 7,0 5,0 Mickhart 5 (CaCO3) 25,0 25,0 Mickhart 2 (CaCO3) 25,0 25,0 Jetfine 1A 2,0 Mowilith LDM ,0 8,0 A nedves fedőképesség csak 1%-al csökkent!!! FMY - Fehérség 89,5 89,3 Száraz fedőképesség 100µm 94,3 94,3 Nedves fedőképesség 100µm 89,0 88,0 Fényesség 85 4,0 4,8 Súrolásállóság osztály

12 Jetfine 1 Segít a TiO2 csökkentésben hasonló száraz fedőképességet biztosítva A Jetfine alkalmazási aránya TiO2 csökkenéshez 1:1 és 1:1,3 között mozog a TiO2 minőségétől függően A nedves fedőképesség kevésbé csökken egyéb extenderekkel összehasonlítva De ehhez fontos, hogy megfelelelően diszpergáljuk a nedvesítő/diszpergáló szerek megnövelt adagolása ajánlott 12 12

13 Jetfine 1 más extenderek kicserélése Egyéb extenderek helyettesítése azonos száraz fedőképesség mellett Tested Extender 2% Talk 10 µm top cut same contrast ratio 1 % Jetfine 1 + 1% CaCO3 ( D 50-2 µm) 4% Talk 20 µm top cut same contrast ratio 1 % Jetfine 1 + 3% CaCO3 ( D 50-2 µm) 4% Precipitated Calciumcarbonate same contrast ratio 1 % Jetfine 1 + 3% CaCO3 ( D 50-2 µm) 13 13

14 Jetfine 1 tulajdonságai: Inert (nem reagál más összetevőkel) /hidrofób Használható bel- és kültéri festékeknél Képes más funkcionális extenderek helyettesítésére A pigmentet tökéletesen támogatja távtartóként Javítja a száraz fedőképességet Megnövelt fényesség Ezért mattítóval kell kombinálni!!! 14 14

15 Szükséges festék tulajdonságok - matt hatás A kontinentális Európa területén a falfestékek esetében elvárás a teljesen matt megjelenés Fényesség: 85 < 5% A magas minőségű anyagoknál az elvárás még ennél is alacsonyabb, ez garantálja, hogy nem látszanak a csíkok Problémát jelent, ha a falat javítani, vagy részben újra kell festeni A szép felület akkor biztosított, ha a fény 85 beesési szögél kevesebb, mint 2,5% 15 15

16 85 -os fény csökkentése Lemezes struktúrát évtizedek óta alkalmaznak mattításra Plastorit 00 és 000 Talkum (Steamat, Luzenac OOC.) Csillám MU 101 Miért ne használjunk olcsó, durva szemcseméretű karbonátot mattításra? A durva szemcseméretű (> 40 µm max.) karbonát alkalmazásával szintén csökkenthető a fényesség

17 Durva szemcseméretű karbonát az "ablak effektus" oka ABLAK EFFEKTUS Csökken a fedőképesség Ennek ellensúlyozására emelni kell a pigment mennyiséget Egyenletlen, durva felület -> Magasabb formulázási költségek 17 17

18 IMERYS funkcionális extenderek melyik funkcióhoz melyik típust? ECO - PHYL - egy új szereplő a fényesség csökkentésére a falfestékekben 18 18

19 ECO - PHYL Az Eco-Phyl -nek ugyanaz az ásványi szerkezete, mint a Plastorit-nak Csillám, klorit és kvarc természetes összenövése Eco-Phyl nem rendelkezik finom részekkel így nagyon alacsony a kötőanyag igénye Eco-Phyl úgy tervezték, hogy a finom részek tartalmát maximalizálták Könnyű diszpergálni, anélkül, hogy a finom részek a levegőbe kerülve expozícót okoznának Emiatt nem tartozik a STOT osztályozásába 19 19

20 Eco-Phyl - Mattító beltéri dekoratív festékekhez Paint components (Weight %) Water + additives 33,0 33,0 33,0 33,0 33,0 33,0 TiO2 Rutil 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 ImerCarb 3L 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 ImerCarb 5L 26,0 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 JETFINE 1 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 ECO-PHYL 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 Vinyl acetate copolymer, MFT 0 C, 53% 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 TOTAL 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,

21 Eco-Phyl - ugyanolyan fedőképesség megnövelt súrolásállóság 21 21

22 Eco-Phyl repedés csökkentés Ék profil 300µm-tól 1500µm-ig 22 22

23 Eco-Phyl kötőanyag csökkentés jobb optikai tulajdonságok! Paint components (Weight %) Water + additives 33,0 33,0 35,0 37,0 TiO2 Rutil 8,0 8,0 8,0 8,0 ImerCarb 3L 18,0 18,0 18,0 18,0 ImerCarb 5L 26,0 22,0 22,0 22,0 JETFINE 1 3,0 3,0 3,0 3,0 ECO-PHYL 0,0 4,0 4,0 4,0 Vinyl acetate copolymer, MFT 0 C, 53% 12,0 12,0 10,0 8,0 TOTAL 100,0 100,0 100,0 100,0 A megváltozott PTK megváltoztatja az optikai tulajdonságokat: Kötőanyag csökkentés után 12 -> 8%-ra Fehérség Y: 0,5%-al növekedett Fedőképesség: 0,5%-al növekedett 23 23

24 ECO - PHYL és a JETFINE 1 kombinálása Jetfine 1 biztosítja Tökéletes fedést Minden kötőanyaggal használható kül- és beltéri festékekhez ECO - PHYL biztosítja Tökéletes mattítást Gátolja a repedésképződést Javítja a súrolásállóságot Költség megtakarítás a tökéletes kombináció 24 24

25 IMERYS funkcionális extenderek melyik funkcióhoz melyik típust? SteaShield 10 - Az új barrier hatású talkum világszerte egyedülálló típus, amelyet a festékipar számára ajánlunk 25 25

26 Foltálló / barrier fedő és alapozó bevonatok A festékgyártók évek óta próbálnak vizes bázisú, foltálló hatású festéket fejleszteni Az elvárt teljesítmény elérése bonyolult probléma A legtöbb foltálló rendszer még mindig oldószeres bázisú A probléma: A vízoldható folt (nikotin, tinta ) beivódik szétterül - a bevonatban A foltok gyakran csak napok után válnak láthatóvá (a páratartalom befolyásolja) Jó minőségű vizes bázisú foltálló festék fejlesztése manapság is nagy kihívás A siker alapvető feltétele a megfelelő kötőanyag és adalékszer kiválasztása Néhány gyártó speciális típusokat fejlesztett ehhez az alkalmazáshoz A barrier funkcióval rendelkező extenderek támogatják a kötőanyagok új generációját! 26 26

27 SteaShield 10 A világ leglemezesebb talkum típusa, amely elérhető a festékipar számára Szabadalmazott őrlési rendszerrel gyártjuk Ásványi összetétel: Talkum/klorit Lemezes szerkezet barrier funkció Max. szemcseméret 15 µm Fehérség: FMY: 85 AITIVA - Imerys 27

28 Hogy érjük el a foltállóságot > barrier hatás A megszáradt festék filmréteg (gyanta/pigmentek/töltőanyagok) elfedik a meglévő foltokat és megakadályozzák, hogy a folt szétterjedjen az idő folyamán. A barrier hatású töltőanyagok támogatják a kötanyagot - akadályozva a folt mozgását, eljuását az alaptól a festék felületére. AITIVA - Imerys 28

29 Tanulmány a barrier hatás bemutatására a SteaShield 10 folt blokkoló hatása Csak a legjobb barrier hatású töltőanyag képes a támogatásra A folt blokkolásához a legfontosabb allkotók: a kötőanyag és az adalékszerek!!! A tanulmány csak a különféle töltőanyagok közti különbséget mutatja be Steopac Csillám MU M2/1 SteaShield 10 Módszer Az ASTM Standard D7514, 2009: Standard Test Methods for Evaluating Ink Stain-blocking of Architectural Paint Systems by Visual Assessment Hordjuk fel a festékréteget egy nem porózus alapra (60µm nedves vastagság) Készítsünk egy "folt sorozatot", amelyet a festék felhordási irányára merőlegesen hordjunk fel Húzzuk fel a folt blokkoló festéket 100 µm-es nedves vastagságban fedőrétegként (topcoat), a fehordott foltokra merőlegesen. (csíkok) 24 óra után teszteljük a foltos és folt nélküli területek színváltozását -> ΔE*, majd egy bizonyos idő elteltével ismételjük meg az összehasonlítást, hogy képet kapjunk a folt blokkoló tuljadonságról is.-> Δ(ΔE*) 29 29

30 Tesztelt foltok: Permanent marker Rúzs Vizes bázisú kék festék Mustár Kávé Olaj Eozin Az eredmény magyarázata: T = 24h T = 2 Months Δ(ΔE)* ΔE* =ΔE*-ΔE* ΔE* One coat + stain 30 AITIVA - Imerys

31 Foltálló összetétel PTK körülbelül 60% / 65% Fix arány (PTK/KPTK) töltőanyagok hatása Festék összetevők (wt %) Referncia (Steopac) Csillám-Mu TM M2/1 SteaShield TM 10 Víz + adalékszerek TiO 2 TR Karbonát keverék (D 50 =5µ, 10µ) Tesztelt töltőanyag Sztenderd kötőanyag Teljes Festék tulajdonságok PTK (%) KPTK (%) Arány (PTK/KPTK) Sűrűség (g/ml) AITIVA - Imerys

32 Folt blokkoló hatás az idő változásával Valós folt blokkolás 2 hónap elteltével ΔE* Kezdeti fedőképesség days 32 AITIVA - Imerys

33 Eredmények 2 hónap elteltével SteaShield 10 szignifikánsan csökkentette a folt penetrációját Jobb, mint a (csillám) Mica MU M2/1 és a Steopac SteaShield 10 képes javítani a festék barrier tulajdonságait 33 33

34 A barrier funkció bemutatása A formulák kétféle talkumot tartalmaznak, a sztenderd Steopac-ot és a barrier hatású SteaShield 10-et, melyeket 300 µm-os nedves filmvastagságban egy üveglapra hordunk fel A festéket 24 órán át 60 C-on szárítjuk Felhordjuk a folt mintákat Permanent marker (kék) Vörösbor Vízben oldódó filcek (különböző színekben) 30 perccel a foltok felhordása után - 5 másodpercen át vízzel mossuk A foltok beivódásának összehasonlítása milyen egyszerű a tisztítása Fotó a minta elülső oldaláról Az üveglap hátoldalának 7 napos összehasonlítása barrier hatás Fotó a minta hátoldaláról 34 34

35 Könnyű tisztítás előlapi fotók Foltos felület + vizes tisztítás STEOPAC Foltos felület + vizes tisztítás SteaShield

36 Eredmények 5 mp-es vizes tisztítás után A foltok kevésbé ivódtak be a SteaShield 10-et tartalmazó festékbe A SteaShield 10-et tartalmazó festéket könnyebb volt vízzel tisztítani SteaShield 10 szignifikánsan jobb eredményeket mutatott, mint a sztenderd Steopac típus 36 36

37 Folt blokkolás üveglap hátoldali fotók FOLT BLOKKOLÁS: foltos felület + vizes tisztítás STEOPAC STAIN BLOCKING : foltos felület + vizes tisztítás SteaShield

38 Eredmények az üveglap hátoldalának összehasonlítása A fotók többet mondanak 1000 szónál... A jó barrier hatás eléréséhez minimum 10% SteaShield 10 szükséges!!! 38 38

39 Egy év SteaShield 10-es tapasztalat után Kiváló visszajelzés: Korróziógátló bevonat - SteaShield 10-el csökkenthető a cink-foszfát mennyisége 2K epoxy rendszerben 1:1 arányú helyettesítésnél hasonló eredmények jöttek (részletek a kiosztott katalógusban) Anti - Graffiti bevonatok Favédő bevonatok 39 39

40 Plastorit - egy jól ismert termékcsoport Ne felejtsük el

41 Csillám Kvarc Klorit A Plastorit egy ásványi összenövés az alábbi összetevőkkel: Csillám: a leginkább lemezes termék, UV visszaverő hatással, magas hőállósággal, viszont egyedüli töltőanyagként nehéz diszpergálni Kvarc: nagyon kemény, nem lemezes szerkezet, könnyű diszpergálni Klorit: egy olyan ásvány, amely sokban hasonlít a talkumhoz, szintén lemezes, de könnyebben diszpergálható annál 41

42 IMERYS funkcionális extenderek a vakolatokban (ETICS) 42 42

43 Plastorit a vakolatokban (ETICS) Javasolt típusok: PLASTORIT 0,5 PLASTORIT 0,25 PLASTORIT 0 ECO-PHYL Adagolás: 3-5% 43 43

44 Repedésmentes rendszer alacsonyabb szerves kötőanyag tartalomnál is 5% Calcit % Plastorit

45 Repedésmentes rendszer alacsonyabb szerves kötőanyag tartalomnál is 5% Calcit % Plastorit

46 Érvek amellett, hogy miért használjunk durva szemcseméretű PLASTORIT -ot kültéri vakolatoban Repedés csökkentés alacsonyabb szerves kötőanyag tartalomnál Különös jelentőséggel a szilikát és szilikon vakolatokra Jobb alkalmazhatóság magas metil-cellulóz tartalomnál is Schwarzenegger hatás Pajzs hatás Jobb színstabilitás nem mosódnak ki a szerves pigmentek Alacsonyabb vízfelvétel Problems in plasters less than Problémák 1,5 mm-nél vékonyabb vakolatoknál Túl durva A finomabb típusoknak magasabb a vízigénye -> megnövekedett zsugorodás 46 46

47 Érvek az új ECO-PHYL mellett összehasonlítva a klasszikus PLASTORIT típusokkal a vakolatokban ECO-PHYL 80µm-os maximum szemcsemérettel rendelkezik 1,5 mm-nél vékonyabb filmvastagság esetében használható ECO-PHYL nem tartalmaz finom részeket Vízigény hasonló a CaCO3-hoz Nem növeli a zsugorodást Mivel ez egy Plastorit típus, nem emeli a viszkozitást Nem csökkenti a vakolat folyási/terülési tuladonságait a száradás alatt Ez különbözteti meg a talkumtól ECO-PHYL csökkenti a tűszúrásos felületet ECO-PHYL nem javítja az alkalmazási tulajdonságokat Ezért néha érdemes a Plastorit 0,5-el kombinálni 47 47

48 Hamarosan bevezetésre kerül egy új PLASTORIT típus az ipari bevonatokhoz és lakkokhoz PLASTORIT 10: A legfinomabb PLASTORIT a portfóliónkban 10µm max. szemcseméret Finomabb, mint a PLASTORIT Super 48 48

49 PLASTORIT 10 - Miért fejlesztettük ezt a terméket? A jól ismert PLASTORIT előnyeit kínálja - egy jobb max. szemcsemérettel Alacsony VOC bevonatok: Mint az összes PLASTORIT, nem növeli a viszkozitást Magas fényű rendszerekben: A Plastorit Super-t évek óta alkalmazzák magas fényű rendszerekben BaSO4 helyettesítésére (térfogat) A PLASTORIT 10-el magasabb fényességet lehet elérni, mint a Plastorit Super-el Kevésbé ülepszik, mint a bárium-szulfát -> kevesebb sűrítő kell -> VOC csökentés Transzparens rendszerek - fa bevonatok: PLASTORIT 10 transzparens 3-5% -os adagolásig Nem csökkenti a fényességet Javítja a karcállóságot 49 49

50 Az általunk, a festékipar számára ajánlott teljes termékkínálat megtalálható az IMERYS Performance Additives Product overview katalógusban Talán érdemes lenne belenézni 50

51 Köszönöm a figyelmet