Влияние наполнителей на свойства покрытия

[Nadin]

Покрытие на основе полиуретана сильно поглощает влагу, что приводит к снижению основных свойств? Что на это может влиять? Предполагаю, что наполнители/пигменты. Использовали тальк, барит и диоксид титана.

[avor]

полиуретан очень разнообразный полимер поэтому влиять может и качественный и количественный состав самого полимера.

[Nadin]

дело в том, что полиолы применяли разные, а результат все равно неудовлетворительный. Поэтому подумалось о наполнителях, могут ли они оказать какое-то влияние? Производители наполнителей уверяют, что нет. Хотела убедиться в этом, может у кого-то возникнут мысли. Может какие-то аналоги рассмотреть?

[AF]

дело в том, что полиолы применяли разные...... подумалось о наполнителях, могут ли они оказать какое-то влияние? Производители наполнителей уверяют, что нет.

Какие разные? Водопоглощение ПУ оределяется природой "мягкого" блока и на простых полиэфирах уменьшается в ряду ОЭ > ОП > ТГФ. Для более гидрофобных ПУ пойдут - касторовое масло, полибутадиены с конц ОН (Poly BD), Pripol' ы и более экзотичные полиэфиры. Производители наполнителей правы.

[Nadin]

в системе смесь полиолов, в основном полиспирты с простыми и сложными эфирными группировками. Один - триол, второй - диол. Предложили разветвленный полиол на основе простого полипопиленового эфира, содержащий третичные аминогруппы + линейный на основе того же самого эфира. Как думаете, это может помочь?
Объясните, если ошибаюсь. Может дело не в водопоглощении? При испытаниях на катодную защиту, т.е. при выдержке в 3% растворе NaCl при повышенной температуре происходит полная потеря материалом адгезии, при том что до испытания, адгезия была более чем...

[avor]

Возможно дело в наличии заряженных групп и степени сшивки полимера.

[AF]

в системе смесь полиолов, в основном полиспирты с простыми и сложными эфирными группировками. Один - триол, второй - диол. Предложили разветвленный полиол на основе простого полипопиленового эфира, содержащий третичные аминогруппы + линейный на основе того же самого эфира. Как думаете, это может помочь?
Объясните, если ошибаюсь. Может дело не в водопоглощении? При испытаниях на катодную защиту, т.е. при выдержке в 3% растворе NaCl при повышенной температуре происходит полная потеря материалом адгезии, при том что до испытания, адгезия была более чем...

Потеря адгезии более сложное явление, чем водопоглощение ПУ, как таковое. Во многих случаях требуется грунт/адгезив иной, чем ПУ, природы. Скажем, для сэндвич-панелей из алюминия были предложены свои грунты, для стали - другие.
Ежели ваше покрытие должно быть именно защитным покрытием, я так понимаю, по металллу?, то задача усложняется.
Как правило, более высокую адгезию имеют ПУ на сложных ПЭ, но они же, за исключениями, и менее стойки к гидролизу.
Среди исключений - ряд продуктов от Stepan (ФА + ДЭГ или другие гликоли) которые они и рекомендуют для стойких к гидролизу покрытий с хорошей адгезией к субстратам.

[AF]

Предложили разветвленный полиол на основе простого полипопиленового эфира, содержащий третичные аминогруппы + линейный на основе того же самого эфира. Как думаете, это может помочь?

А покрытие какой твердости? По тому, что вам предложили и вы вроде бы согласились, можно думать, что не очень высокой.
Если предположить , что разветвленный простой ПЭ на ОП с третичным азотом - Лапромол 294 или иже с ним, какой-нибудь аддукт ОП и хх- этаноламина, а линейный - классический ППГ, то ничего вы не выиграете с точки зрения адгезии к субстрату (металлу) и её сохранения в водной среде при повышенной температуре.
Возникнут также проблемы из-за катализа трет-N реакции с влагой воздуха.
Вне зависимости от способа нанесения вами покрытия и применяемого изоцианата, скорее всего вы используете нечто из семейства МДИ.
А светостойкость покрытия вас не беспокоит?

[Nadin]

AF, все правильно Вы поняли - покрытие для защиты металла, совмещает в себе и жесткость, и эластичность, чтобы изделия не повредить при транспортировке. Изоцианат на основе МДИ.
Т.е. Вы предполагаете, что предложенный вариант не сработает в нужном направлении? и, наверное, следует попробовать те самые продукты "для стойких к гидролизу покрытий с хорошей адгезией к субстратам".
Светостойкость нас не беспокоит совсем.
Спасибо Вам большое за советы! Как-то Вы меня направили в нужное русло, а то понеслась я по наполнителям и все никак не могла понять, что не так.

[AF]

... покрытие для защиты металла, совмещает в себе и жесткость, и эластичность, чтобы изделия не повредить при транспортировке

Ага, только для транспортировки.... а потом его нужно удалять? А то вы, как нанесёте, так ничем не удалишь, кроме зверских р-рителей.
Вы, надеюсь, учтиваете, каким прекрасным покрытие не будь, поверхность защищаемого изделия должна быть должным образом подготовлена перед его нанесением...

[AF]

Т.е. Вы предполагаете, что предложенный вариант не сработает в нужном направлении?

Об вашем покрытии и вашей технологии я знаю весьма приблизительно, поэтому могу давать только приблизительные рекомендации общего плана.

[Nadin]

Нет, что Вы, удалять не нужно. Нужно, чтобы оно верой и правдой служило лет 50
Подготовку поверхности, конечно, учитываем. И все требуемые параметры соблюдаются.
Я в любом случае очень благодарна Вам, даже за рекомендации общего плана!

[Nadin]

А вообще само понятие - "потеря адгезии" с точки зрения химии это что? Что происходит на границе покрытие-металл под действием того же самого раствора соли? Что способствует его "отваливанию"?

[AF]

Нет, что Вы, удалять не нужно. Нужно, чтобы оно верой и правдой служило лет 50

При таких сроках службы я бы всерьёз занялся поиском грунтовок, с тем, чтобы было больше свободы в подборе ПУ покрытия! Для алюминия и его сплавов это почти на 100% необходимо.

[AF]

А вообще само понятие - "потеря адгезии" с точки зрения химии это что? Что происходит на границе покрытие-металл под действием того же самого раствора соли? Что способствует его "отваливанию"?

Давайте не будем лезть в дебри теорий адгезии....
Скажем просто - пропадает сцепление между субстратом и покрытием. Но почитать про нюансы можно, к примеру, у Берлина: Берлин А. А., Басин В. Е., Основы адгезии полимеров
В инете есть для скачивания.

[Nadin]

это понятно, что пропадает сцепление, интересно почему...именно поэтому за книгу отдельное спасибо!
А по поводу грунтовки думала уже, просто не хотелось бы. Хочется однослойное покрытие, отвечающее таким требованиям. Встречаются описания таких материалов, например, Scotchkotе (3М). Насколько я понимаю, они для этого покрытия никакую подложку/грунтовку не используют. Поэтому буду еще думать!

[AF]

это понятно, что пропадает сцепление, интересно почему...именно поэтому за книгу отдельное спасибо!
А по поводу грунтовки думала уже, просто не хотелось бы. Хочется однослойное покрытие, отвечающее таким требованиям. Встречаются описания таких материалов, например, Scotchkotе (3М). Насколько я понимаю, они для этого покрытия никакую подложку/грунтовку не используют. Поэтому буду еще думать!

Вот примерно, что использует 3М:
Ingredient C.A.S. No. % by Wt
CASTOR OIL 8001-79-4 40 - 50
BARIUM SULFATE 7727-43-7 10 - 20
ZEOLITES 1318-02-1 10 - 20
CYCLOHEXANONE-FORMALDEHYDE POLYMER 25054-06-2 10 - 20
DIETHYLTOLUENEDIAMINE 68479-98-1 1 - 5
TITANIUM DIOXIDE 13463-67-7 1 - 5
CHROMIUM OXIDE (CR2O3) 1308-38-9 < 1

Касторка даёт гидрофобность, циклогексанон-формальдегидная смола улучшает адгезию, ДЕТДА - аминный сшиватель (и для тиксотропирования заодно)... попытайтесь воспроизвести подобное.

П.С. Это для стали и поверхность они готовят будь здоров как!

[Nadin]

Добрый день! Ничего себе, какие у Вас сведения! Интересно! Спасибо!
Насколько знаю, смола эта даст хрупкость, что для нас неприемлемо. А с касторкой обязательно попробую, я о ней сразу подумала, когда еще Вы написали:

Для более гидрофобных ПУ пойдут - касторовое масло, полибутадиены с конц ОН (Poly BD), Pripol' ы и более экзотичные полиэфиры. Производители наполнителей правы.

[AF]

Насколько знаю, смола эта даст хрупкость, что для нас неприемлемо.

Ну, какую марку смолы они пользуют я не знаю, но без нее, на одной касторке, вы можете не получить должной адгезии покрытия. Про хрупкость ничего сказать не могу, но физико-механика "базового" ПУ этой формулы (Касторка+ДЭТДА+ПИЦ(МДИ)), не учитывая влияние смолы, сама по себе невысока. Возможно большого количества адгезионной добавки и не потребуется.

[Гретхен]

Адгезия пропадает, грубо говоря, потому, что вода лезет под пленку и не может из под нее вылезти.
Про полимер уже сказали, но наполнители тоже влияют.
Вообще, тяжелые наполнители, вроде барита, адгезию не улучшают, они при отверждении садятся, так что надо не давать им это делать. Тальк, если его много, может адгезию слегка ухудшить, за счет барьерного эффекта. Могут улучшить адгезию наполнители с игольчатыми частицами, вроде микроволластонита и наполнители, улучшающие паропроницаемость (диатомит).