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Freitag, 22. Februar 2019
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Wissenschaft & Technik, Rohstoffe

Stabilisierungsmechanismus der Hauptfarbpigmente

Montag, 24. September 2018

Forscher konnten kürzlich nachweisen, dass gemischte Partikel besser als entsprechende Einzelpartikel im Lack abschneiden.

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass das Adsorptionsplateau, das Zetapotenzial und die Viskositätswerte der Mischungen sehr nahe am arithmetischen Mittel der einzelnen Mineralien der Mischungen lagen. Quelle: cakeio – Fotolia.com.
Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass das Adsorptionsplateau, das Zetapotenzial und die Viskositätswerte der Mischungen sehr nahe am arithmetisch...

In Lackformulierungen werden je nach Farbeigenschaft unterschiedliche Mineralien in unterschiedlichen Mengen eingesetzt. Während Titandioxid als Hauptpigment zur Verbesserung der Farbeigenschaften verwendet wird, werden einige Mineralien wie Calcit und kalziniertes Kaolin als Füllstoff verwendet, um die Kosten der Farbe zu senken und in einigen Fällen als Ersatz für TiO2. Ein wichtiges Kriterium für die Entwicklung von Lackrezepturen, insbesondere für Architekturlacke, ist es, maximale Mengen an mineralischen Pigmenten oder Füllstoffen so weit wie möglich zu belasten, um der Rheologie des Lackes gerecht zu werden. Die richtige Art und Menge an Dispergiermitteln ist in dieser Phase entscheidend, um die richtige Fließfähigkeit bei hohem Pigment- und Füllstoffanteil zu erreichen.

Wechselwirkung von einzelnen Mineralien und deren Mischungen

Polyacrylsäure-Natriumsalz (NaPAA), ein bekanntes Dispergiermittel, wird in der Regel als kommerzielles Dispergiermittel in verschiedenen Lackformulierungen eingesetzt. Die Wechselwirkung von NaPAA mit einer Gruppe von Mineralien als Einzel- oder Mischungen wird sehr unterschiedlich sein. Da bei Farben eine Vielzahl von Mineralien und Reagenzien in einer Mischung zur Verfügung stehen, sollte dieses komplexe System zur Verbesserung der Farbrezeptur Schritt für Schritt aufgedeckt werden. In einer neuen Studie wurde die Wechselwirkung von einzelnen Mineralien, Titandioxid (TiO2), kalziniertem Kaolin (C.Kaolin), gemahlenem Calcit (GCC) und deren Mischungen wie TiO2 + GCC, TiO2 + C.Kaolin und TiO2 + GCC + C.Kaolin in Gegenwart von NaPAA auf Adsorption, Rheologie und elektrokinetische Phänomene untersucht.

Mischung aus Mineralien mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften

Die Ergebnisse zeigten, dass das Adsorptionsplateau, das Zetapotenzial und die Viskositätswerte der Mischungen sehr nahe am arithmetischen Mittel der einzelnen Mineralien der Mischungen lagen. Der attraktivste Mineralstoff für NaPAA war TiO2, gefolgt von GCC und C.Kaolin. Die Mineralienmischung verhielt sich bei gleicher Dosierung von NaPAA anders als bei den einzelnen Mineralien. Daher ist es wichtig, die Mineralstoffmischungen und die Art und Dosierung des Dispergiermittels so einzustellen, dass die Farbeigenschaften genau aufeinander abgestimmt sind. Diese Studie zeigte deutlich, dass es sinnvoller ist, die gewünschten Farbeigenschaften mit einer Mischung aus Mineralien mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften einzustellen als mit einem einzelnen Mineral.

Die Studie wurde veröffentlicht in: Progress in Organic Coatings Volume 123, October 2018, Pages 292-298.

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