IHS Markit 近期报告,油漆和涂料是一个重要的全球性行业,在2019年价值1,500亿美元。每年生产的涂料中,有55%用于保护住宅和商用结构,以及维护现有建筑,35%用于装饰和保护工业产品。 其余10%主要用于航空、汽车、船舶和军事等应用中使用的高性能涂料。 如果没有油漆和涂料,许多产品和建筑的使用寿命会短得多,而建筑环境和工业环境将会相当沉闷。

丰富的涂料应用带来了众多不同的涂料产品和配方,包括粉末涂料、水性涂料、溶剂型涂料、辐射固化涂料和其他专用产品。油漆和涂料是复杂的配方产品,组合了多种功能成分,以提供所需的特性和性能。 这些产品包括聚合物胶粘剂或成膜剂、颜料、填充剂、溶剂、表面活性剂和添加剂。

为什么表征很重要?

表征在整个油漆和涂料供应链中非常重要,无论是用于开发、制造和鉴定涂料配方中所用的原材料,还是对各个组分进行配比,以制成具有正确性能特征和质量属性的稳健产品。 例如,开发新型聚合物胶粘剂以增强表面保护、优化相关应用中的粒度分布,以及确保涂料分散体在适当条件下保持稳定。

马尔文帕纳科提供哪些解决方案?

颗粒大小

粒度分析对于任何含颗粒物的产品的性能至关重要,无论这些材料是分散体、悬浮体、粉末还是喷雾。激光衍射是针对此需求的最常用工具,我们的 Mastersizer 3000被认为是多种应用的行业标准,具有干湿分散能力和较宽的动态范围。 可用于监测粉末研磨工艺、检查最终产品中的粒度分布,或用作开发和研究新产品的配方工具。 马尔文帕纳科还提供专门用于喷雾分析的名为Spraytec的激光衍射工具,和一种名为Insitec的在线分析仪,可集成到实时粒度测量和自动控制流程中。对于纳米颗粒分散体(< 1 µm)的准确分析,Zetasizer Advance 系列可能更为适合。该系列使用动态光散射法来测量直径小于1nm的分散颗粒,还可用于检查表面活性剂的聚合和较小的乳胶颗粒。

分散稳定性

除了测量分散体的粒度分布外,Zetasizer Advance 系列还可以测量影响产品稳定性的分散体的 zeta 电位。 Zeta 电位也可用于探测配方各组分间的相互作用,并可在表面进行测量。

颗粒形状

除了粒度分析之外,马尔文帕纳科还提供粒形分析解决方案。 Morphologi 4 自动成像系统通过分析样品中成千上万的颗粒来确定不规则颗粒的大小和形状,并对其进行相应的分类。 Morphologi 4-ID 还结合了自动成像和拉曼光谱,以提供颗粒的特定化学信息。

元素分析

马尔文帕纳科主要的元素分析工具是 X 射线荧光(XRF),用于颜料和油漆与涂料添加剂的分析和制造。 还可用于确定二氧化钛或铅等涂层中给定元素或化合物的浓度。 XRF 解决方案包括 ZetiumEpsilon 4。 

聚合物分析

许多涂料都有一个聚合物组分,在配方中起到成膜剂或胶粘剂的作用。 聚合物的大分子结构直接影响膜的特性、性能和流变特性。 凝胶渗透色谱法 (GPC) 是用于确定大分子分子量的常用工具,与先进的检测方法结合使用时,可提供其他与分子大小和结构相关的信息,如支化度。 OMNISEC GPC 系统结合了GPC和先进的检测技术,可用于分析低分子量材料,如低聚物、光固化树脂、环氧树脂以及高分子量聚合物体系。

体相和表面微结构分析

涂料中使用的许多颜料均为多相晶体或半晶体材料,在制造此类材料时使粉末具有正确的结构和物相十分重要。 例如,TiO2 可以具有不同的特性,具体取决于金红石和锐钛矿的相对量及其晶粒大小。 可使用 AerisEmpyreanX 射线衍射 (XRD) 系统来确定主要的微结构特征,如油漆中常用的金属和无机材料的物相组成和晶粒大小。 Empyrean 多功能衍射仪还可用于研究薄膜的结构和残余应力,这使其成为检查涂料本身特性的理想选择。

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