蠟乳化液 - 修改水的作用對基於含水的塗層和提高在 OEM 木塗層的附屬屬性 Michelman

包括的事宜

背景
蠟乳化液的福利在外部木塗層的
蠟和蠟乳化液的說明
蠟效果結構
在外部木塗層的風化問題
增加外部木塗層的耐久性的公式化
蠟乳化液水阻力在木塗層的
改進的木塗層水阻力方法
     Waterbeading
     達到在木塗層的最佳的水阻力
     使用在使 VOC'S 降低的蠟乳化液在塗層以依照到政府規則
改進在水基的 OEM 內部木塗層的表面屬性通過使用蠟乳化液
測試方法彙總改進的木塗層
木塗層的改善使用蠟乳化液的
彙總

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背景

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蠟乳化液的福利在外部木塗層的

通過世紀木頭是其中一種最普遍的建築材料。 好力量、結構上的屬性和相對豐盈做為內部和外部建築支持的它。 塗層為上百年也用於改進耐久性和提高木頭的自然秀麗。

此短文將通過論及作為它的周圍的外部木頭變老特別注意水的作用和使用蠟乳化液與這些問題交戰的問題開始。 論述也解決蠟乳化液的福利和用於的標準選擇這項任務的最佳的蠟乳化液。 最終論述關於多種蠟附加的評估將存在改進 OEM 木塗層性能內部應用的。

蠟和蠟乳化液的說明

在通用蠟请是固定的在 20°C，變化從艱苦虛擬/塑料到易碎/。 熔化蠟有相對地低黏度略高於這個熔點，并且他們容易地流。 他們可以是對罰款的無定形或路線在陳列低熱量和電導率的結晶性。

蠟是多才多藝的公式化的工具。 他們在各種各樣的媒體有這個能力被分散在幾乎所有顆粒大小。 極性溶劑、無極的溶劑和水可能所有用於分散蠟。 微粒大小可能從十倍毫微米範圍，到微米大小的微粒到粗微粒。

蠟附加乳化液修改塗層表面排斥在水基的木塗層的水。 蠟乳化液是蠟統一散射在並網方便的水中。 歸結於其在化工接合，蠟上的區別內在的憎水劑。 其中一個在保護的木頭的最重要的蠟屬性是此內在的 hydrophobicity。 直鏈碳氫化合物蠟，例如石蠟相當疏水。 這些多才多藝和有效含水基於蠟乳化液可以被公式化有下列屬性：

• 剪和命中率穩定性
  
• 兼容性
  
• 多種微粒大小
  
• 兼容
  
  • 低 VOCs
    
  • 猿釋放表面活化劑
    
  • 伸手可及的距離、 EINECS， TSCA 等。

蠟效果結構

在外部木塗層的風化問題

外部木塗層 Formulators 面對一定數量的天氣導致的現象 (參見圖 2-6)。 某些最公用的風化問題包括：

• 紫外降低
  
• 顏色退色
  
• 土裝貨
  
• 吸水
  
• 崩裂
  
• 脹大
  
• 模子和霉增長
  
• 黴菌朽爛
  
• 白蟻攻擊

增加外部木塗層的耐久性的公式化

增加外部木塗層的耐久性的 Formulators 工作 - 他們的目標包括：

1. 擴大壽命和木頭的秀麗與一塊保護層的。
   
2. 改進水阻力和提高塗層的耐久性。
   
3. 被改進的水阻力可能最好由對在這塊保護層的蠟乳化液的最佳的使用獲得。

我們可以通過添加少量比較使用蠟乳化液的作用到一種通用外部木塗層配方。

塗上的 A - 沒有蠟	塗層 A+wax
聚合物乳汁，醇酸樹脂，油 60-85%	聚合物乳汁，醇酸樹脂，油 50-75%
蠟乳化液 0	蠟乳化液 2-30%
聯合的溶劑 2-5%	聯合的溶劑 0-5%
殺真菌劑 2-5%	殺真菌劑 2-5%
紫外安定器 1-5%	紫外安定器 1-5%
濕潤劑 1-2%	濕潤劑 1-2%
消泡劑 ~1%	消泡劑 ~1%
其他附加 - 顏料，染料，補白	其他附加 - 顏料，染料，補白

少量的蠟 (2%) 導致重大的改善澆灌小珠/阻力用很少或不對原材料費用的影響，當改進水 repellency 時。

當蠟本身不禁止紫外降低時，它是相對地惰性的和不非常地是受紫外光的影響的。 許多 formulators 將觀察塗層包含蠟乳化液看上去在高紫外情況下降低。 通常它是蠟和這個聚合物或者穩定的表面活化劑之間的界面。

蠟乳化液水阻力在木塗層的

蠟乳化液提供的水阻力可能減慢模子和霉增長，即使蠟不是殺真菌劑。 蠟不是細菌增長的食物來源，雖然有些表面活化劑可能是。 這是一個原因的一些最佳的防水劑乳化液包含低表面活化劑級別。 出現防水劑降低水愛的模子和霉的機會能得以在木頭的立足。 他們可以也幫助殺真菌劑當前通過降低對他們的攻擊由水。

圖 7. 好與壞 waterbeading

改進的木塗層水阻力方法

在木塗層的水 repellency 改善可以被評定用一定數量的方式。 在最公用中请是：

• 改進水成串珠狀 - ASTM D-2921
  
• 改進膨脹阻力 - ASTM D-4446
  
• 最低水位吸收 - ASTM D-5401
  

使用被描述的方法，在二選件類的五蠟乳化液被評估了：

傳統蠟乳化液：

1. 與固定的碱負離子乳化劑系統的石蠟/聚烯烴 (更高級石蠟比例) 混合
   
2. 與固定的碱負離子乳化劑系統的石蠟/聚烯烴 (更低的石蠟比例) 混合
   
3. 小顆粒範圍與可變的碱乳化劑系統的石蠟/聚烯烴混合
   
4. 非離子石蠟乳化液

特殊地被公式化的蠟乳化液：

1. 被公式化的石蠟/聚合物混合乳化液 (更低的 VOC)
   

Waterbeading

水成串珠狀描繪的是為開花對表面的蠟。 水成串珠狀提供有利美學給木頭，減少提高和通常提高實際水阻力的穀物以石蠟乳化液。 水成串珠狀是可能造成被改進的耐久性水排除的證據 (參見圖 9-12)。

圖顯示水成串珠狀未上漆，上漆和上漆的 w/wax 的 9-12 二周詳時間順序。

能被看見增加交會角的增量使用丙烯酸酯的塗層和與蠟乳化液 (參見圖 13-15)。 使用一個平穩的杉木董事會，在測試交會角的關鍵參數包括。 沒有蠟乳化液附加，這個控制是典型的丙烯酸酯的木塗層。 在此測試我們評估了 5 蠟乳化液在 3 不同裝載 (2%， 5% 和 10% 添加)。

圖 13-15。 交會角： 对未上漆的木頭，上漆的木頭，塗用蠟

也使用了未上漆的木頭空白。 範例被安置了在加速的氙弧風險下根據 ASTM D2921 (參見圖 16 和 17)。

圖 16。 程度在氙的 waterbead 形成弧光被風化的木頭有和沒有蠟乳化液。

圖 17。 Waterbead - 氙弧風險

要達到成串珠狀非常好的水我們找到與一種可變的乳化劑 (Michem®Emulsion 62330) 和更高級石蠟比例聚烯烴混合的小顆粒範圍石蠟/聚烯烴混合乳化液與一個固定的碱系統是高效 (Michem®Lube 368)。 增加相當數量蠟乳化液不僅改進成串珠狀最初的水，而且加長了其範圍
效果 (參見圖 18)。

圖 18。 在多種相當數量的 Waterbead 在氙弧風險下的蠟乳化液

達到在木塗層的最佳的水阻力

對水滲透的最佳的阻力在木塗層經常是一種共同作用的結果在用於直鏈碳氫化合物石蠟的共同乳化液的蠟和聚合物材料之間的。 這些蠟混合乳化液可能通過膨脹阻力的 ASTM D-4446。 他們也是非常有效的在通過吸水的 ASTM D-5401 測試。

水阻力包括為水成串珠狀以及幾個另外的屬性描述的上面所有特性：

• 作為前面一部更加有效的影片的塗層
  
• 更加深刻的木滲透
  
• 提高對脹大，崩裂和翹曲的阻力
  
• 減少鑄造和霉增長
  
• 減速丹寧酸弄髒
  
• 塗層公式化的更大的部分
  
• 通過 ASTM D-4446，膨脹測試

要確定被測試的範例的效果水阻力的一個定性評估塗層外觀與/，不用蠟乳化液通過顯示這個上漆的董事會執行在氙弧照明設備。 範例顯示了在同一個加速的氙弧風險。 範例按 0 被評估了 (極其故障) 到 5 (沒有故障) (參見圖 19)。

圖 19。 氙弧風險外觀。

其中一個水阻力的最有效的定量評定在木塗層的是對膨脹的阻力。 脹大阻力如定義的是由 ASTM D-4446 上漆的木頭膨脹的評定與未上漆的木頭比較在水沉沒以後。 通過是 60% 效率。 在測試的繼續水阻力的木範例的質量的一個最初的評估是必要的。 同一個實驗設置被執行執行，當評估水接觸角度時。

這個測試包括了一個控制、空白和五附加在三個不同級別。 至少 60% 水與 (WRE)未上漆比較要求 repellency 效率通過 ASTM D-4446 測試。 使用美國黃松木頭，這個測試進行了。 聚合物蠟共同乳化液被添加了到測試評估 (塗上 70 个低 VOC) 的 Michem®Wood (參見圖 20-23)。

百分比效率的計算是如下：

石蠟/聚合物共同乳化液可以是非常有效的在提供尺寸恆定性，有時到達在抵抗的膨脹的 80% 效率 (參見 Figs. 24-25)。

這個重量測試確定在上漆的杉木水吸收的，相當數量與未上漆在一個 3 個月室外風險在 ASTM D-5401 下。 能被看見與蠟乳化液的丙烯酸酯的塗層顯示改善，當使用石蠟聚合物混合是更加有效的 (時參見 Figs. 26 和 27)。

使用在使 VOC'S 降低的蠟乳化液在塗層以依照到政府規則

許多政府繼續實施瞄準的管理規定減少在外部塗層的 VOC'S。 蠟乳化液可以用於減少 VOC。 在美國許多木水proofer，汙點和完成公式化在 2007年調控對少於 100 克/公升的級別 VOC。 在通用蠟乳化液请是非常低的在 VOC 目錄。 當使用在木塗層公式化蠟乳化液附加在儘管減少的各種各樣的系統必須保留穩定性對可變的有機物。 非 VOC 可能要求聯合的幫助保證穩定性 - 不影響性能： 顯示格外低 VOC'S 和非常好的穩定性的二個產品是與可變的乳化劑系統 (Michem®Emulsion 62330) 的微粒範圍石蠟/聚烯烴混合和低 VOC 防水石蠟/聚合物共同乳化液 (塗上 70 个低 VOC) 的 Michem®Wood。 (參見表 1)。

表 1. % 按多種蠟乳化液重量的 VOC'S。

蠟乳化液	由重量的 VOC 百分比
與固定的碱負離子乳化劑系統 (Michem®Lube 368) 的石蠟/聚烯烴 (更高級石蠟比例) 混合	1.22%
與固定的碱負離子乳化劑系統 (Michem®Lube 270R) 的石蠟/聚烯烴 (更低的石蠟比例) 混合	2.02%
小顆粒範圍與可變的碱乳化劑系統 (Michem®Emulsion 62330) 的石蠟/聚烯烴混合	0%
非離子石蠟乳化液 (Michem®Lube 743)	0.18%
石蠟/聚合物混合共同乳化液 (低 VOC) (塗上 70LV) 的 Michem®Wood	3.16%

一樣低像 2% 蠟乳化液附加添加可能導致在 waterbeading 的重大的改善。 蠟現象開花，并且相對地低原材料費用提高使用少量的蠟乳化液的值。 更高的裝載可能造成改進的性能如定義的是由水阻力和耐久性

改進在水基的 OEM 內部木塗層的表面屬性通過使用蠟乳化液

木塗層黏合劑系統的演變修改了附加程序包兼容性和性能。 此研究的目的將評估多種含水蠟乳化液的影響在水基的油漆的內部木頭的 (家具) 以便於最大化：

• 臨時阻力
  
• 水汙點阻力 (和可能其他汙點阻力)

沒有起基本配方作用的蠟的木油漆對於蠟乳化液我們的測試。 航空噴槍用於塗上木頭複製在行業的這個使用的方法。 大致 20 給乳化液打蠟使用 6 不同 styrenated 丙烯酸樹脂，并且散射為兼容性被篩選了。 基於結果 16 乳化液是受進一步評估支配，在一種標準丙烯酸酯的共聚物木塗層公式化的多種性能特性的。 某些最兼容的蠟乳化液與 6 個篩選的聚合物在清楚的浪花油漆和性能被測試了與一種無蠟的公式化比較 (參見表 2)。

表 2. 標準木完成公式化

木完成公式化	沒有蠟
丙烯酸酯的黏合劑 (44% 固體)	68
氨	0.3
在總公式化的蠟 4% 固體	0
丁基甘醇	1.9
水	23.3
tego 902W	1
Texanol	0.5
Thixol 53L 1:10 在水中	5

調整濃化劑級別達到期望黏度。 成份按列出的順序被添加了和混雜由 dissolver 為。 20 分鐘。 結果從測試提供 4 不同的蠟。

• 石蠟/低密度聚乙烯 - 負離子小顆粒範圍
  
• 菲舍爾Tropsch 非離子更大的顆粒大小
  
• 負離子的高密度聚乙烯
  
• Montan 大顆粒大小
  

範例通過盆射在松木的 150µ 濕塗層準備與噴槍。 烘乾在室溫的 24h (RT)

• 影片塗藥器
  
• 150µ 濕在 Leneta 13H - 烘乾 24h RT
  
• 150µ 濕在玻璃 - 烘乾 24h RT
  

測試方法彙總改進的木塗層

木塗層的改善使用蠟乳化液的

給乳化液打蠟，給共同乳化液打蠟并且給散射打蠟，當使用在 3% 到 5% 提供在木塗層的下列屬性：

• 澆灌 repellency
  
• 臨時和抗磨強度
  
• 塊阻力
  
• 清單 & 潤滑

Michelman 測試在磨蝕與小顆粒範圍石蠟聚乙烯共同乳化液，更大的乳化液微粒菲舍爾 Tropsch 乳化液以後指示在兼容性、臨時阻力、潤滑和光澤留成的關鍵改善。 Montan 使很好也進行的散射成為粒子 (參見表 3)。

內部木塗層蠟乳化液表 3. 彙總。

彙總

成串珠狀石蠟和石蠟/聚烯烴蠟乳化液的多數水加在 2 到 10%的典型的用量級別。 (Michem® 乳化液和 Michem® 潤滑油)。 更多防水石蠟/聚合物 coemulsions 的典型的用量是 5 到 30% 總固體量。 (Michem® 木塗上的串聯)。

蠟乳化液附加提高含水外部木塗層的耐久性：

• 改進水小珠
  
• 阻力脹大的和吸水
  
• 不影響系統穩定性
  
• 支持的低 VOC 解決方法

總之，當公式化為在外部木塗層的水阻力和選擇適當的防水劑附加您將需要佔時：

• 兼容性/穩定性在您的系統
  
• 聯合以其他成份保留屬性平衡
  
• 改善水提供
  
• 低表面活化劑
  
• 低 VOC
  
• 增加耐久性/長壽 - 緩慢的降低

除水 repellency 蠟乳化液之外，如內部木油漆公式化所示能提供下列福利：

• 抓并且毀損阻力
  
• 摩擦系數
  
• 光澤作用
  
• 塊阻力
  
• 潤滑油和清單控制

來源： Michelman

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