Modification of epoxy-polyester and polyester powder coatings with silicone-acrylic nanopowders – effect on surface properties of coatings

• Autorzy: Ofat I. , Kozakiewicz J.

Identyfikatory

DOI

dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.643

Warianty tytułu

PL

Modyfikacja poliestrowo-epoksydowych i poliestrowych farb proszkowych za pomocą nanoproszków silikonowo-akrylowych — wpływ na właściwości powierzchni powłok

• Konferencja: MoDeSt Workshop (8-10.09.2013 ; Warsaw, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of modification with 3 wt % of nanopowders containing silicone-acrylic core-shell nanoparticles (size ca. 100 nm) on surface properties of epoxy-polyester and polyester powder coatings was investigated. Contact angle (CA) determinations, atomic force microscopy (AFM), confocal microscopy (CM), scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to assess this effect. It was found that the modified coatings showed significantly higher CA values and significantly lower surface-free energy (SFE) values as compared to unmodified ones what could be explained by migration of silicone resin contained in nanopowder to the coating surface due to specific features of silicone polymer. Using XPS and EDS the presence of silicone on the surface was confirmed, and AFM of modified coatings revealed structures on the surface which could be attributed to nanoparticles of silicone resin. It was stated that the chemical structure of silicone resin influenced very much surface properties of the coatings.

PL

Zaprezentowano wyniki badań wpływu modyfikacji poliestrowo-epoksydowych i poliestrowych farb proszkowych, za pomocą silikonowo-akrylowych cząstek o budowie rdzeń–otoczka, na właściwości powierzchni otrzymanych z nich powłok. Metodami mikroskopii konfokalnej (CM) i mikroskopii sił atomowych (AFM) określono topografię, a za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w spektrometr dyspersji energii (SEM-EDS) oraz spektroskopu fotoelektronów (XPS) badano skład pierwiastkowy. Metodą kropli osadzanej wyznaczono kąt zwilżania (CA) i swobodną energię powierzchniową (SFE). Stwierdzono, że modyfikacja farb proszkowych za pomocą silikonowo-akrylowych nanocząstek polimerowych wpływa na zwiększenie wartości CA oraz zmniejszenie wartości SFE, co może być spowodowane migracją żywicy silikonowej do powierzchni powłoki. Obecność silikonu na powierzchni próbki potwierdzono za pomocą EDS, a badanie XPS wykazało tendencję do zwiększania się ilości silikonu w powłoce w kierunku powierzchni próbki. Zauważalny jest również wpływ modyfikatorów silikonowo-akrylowych na strukturę powierzchni.

Słowa kluczowe

EN

coating; silicone; silicone-acrylic polymer; surface properties; nanopowders; core-shell particles

PL

powłoka; silikon; polimer silikonowo-akrylowy właściwości powierzchni; nanoproszki; cząstki rdzeń-otoczka

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 9
• Strony: 643--649
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Ofat I.

• Industrial Chemistry Research Institute, Rydygiera 8, 01-793 Warsaw, Poland

autor

Kozakiewicz J.

• Industrial Chemistry Research Institute, Rydygiera 8, 01-793 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Wheeler I.: “Metallic Pigments in Polymer”, Smithers Rapra Technology Limited, UK 1999, pp. 167—177.
• [2] Hanus M.J., Harris A.T.: Prog. Mater. Sci. 2013, 58, 1056. http://dx.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2013.04.001
• [3] Špírková M., Strachota A., Bro ová L., Brus J., Urbanová M., Baldrian J., Šlouf M., Bláhová O., Duchek P.: J. Coat. Technol. Res. 2010, 7, 219. http://dx.doi.org/10.1007/s11998-009-9175-3
• [4] Fernando R.H.: “Nanotechnology Applications in Coatings”, American Chemical Society, Washington DC 2009, 2—21. http://dx.doi.org/10.1021/bk-2009-1008.ch001
• [5] Bauer F., Gläsel H.J., Decker U., Ernst H., Freyer A., Hartmann E., Sauerland V., Mehnert R.: Prog. Org. Coat. 2003, 47, 147. http://dx.doi.org/10.1016/S0300-9440(03)00117-6
• [6] Kozakiewicz J., Kuczyñska H., Jesionowski T., Nowakowski R., Sobczak J.W., Koncka-Foland A.: Inz. Mat. 2007, 5, 863.
• [7] Kozakiewicz J., Ofat I., Trzaskowska J.: “Aqueous silicone-acrylic dispersion of hybrid particle structure — effect of silicone part composition on the properties of the dispersions and the corresponding nanopowders” in Proceedings of The Waterborne Symposium, New Orleans, LA, February 13—17, 2012, pp. 386—389.
• [8] US Pat. 5 223 586 (1993).
• [9] Chojnowski J., Cypryk M.: “Silicon-containing polymers. The science and technology of their synthesis and applications”, Kluwer Academic Publishers Dordrecht, The Netherlands 2000, pp. 3—41.
• [10] Pilch-Pitera B.: J. Appl. Polym. Sci. 2012, 123, 807. http://dx.doi.org/10.1002/app.34506
• [11] Sobhani S., Jannesari A., Bastani S.: J. Appl. Polym. Sci. 2012, 123, 162. http://dx.doi.org/10.1002/app.34435
• [12] Rodriguez R., de las Heras Alarcón C., Ekanayake P., McDonald P.J., Keddie J.L., Barandiaran M.J., Asua J.M.: Macromolecules 2008, 41, 8537. http://dx.doi.org/10.1021/ma8006015
• [13] Mequanint K., Sanderson R.: J. Appl. Polym. Sci. 2003, 88, 893. http://dx.doi.org/10.1002/app.11679
• [14] Wu Y., Duan H., Yu Y., Zhang C.: J. Appl. Polym. Sci. 2001, 79, 333. http://dx.doi.org/10.1002/1097-4628(20010110)79: 2<333::AID-APP160>3.0.CO;2-8
• [15] Ofat I., Kozakiewicz J.: Nano Studies 2013, 7, 131.
• [16] Weyenberg D.R., Findlay D.E., Cekada J.Jr., Bey A.E.: J. Polym. Sci., C 1969, 27, 27. http://dx.doi.org/10.1002/polc.5070270104
• [17] Pol. Pat. 210 583 (2011).