Wpływ nanonapełniaczy na własności eksploatacyjne powłok polimerowych

• Autorzy: Kotnarowska D. , Wojtyniak M.

Warianty tytułu

EN

Effect of nanofillers on polymeric coating performance

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

"Powłoki nanokompozytowe" składają się z matrycy polimerowej zawierającej napełniacze o rozmiarach rzędu nanometrów. Własności materiałów w tej skali mogą się znacznie różnić się od własności w skali makro czy też mikro. Zazwyczaj, im mniejsze rozmiary cząstek, tym efekt tego oddziaływania jest większy. Poza tym, na własności powłok mają również wpływ takie czynniki, jak: charakter chemiczny nanonapełniaczy, ich zawartość w powłoce oraz stopień zdyspergowania w matrycy polimerowej, a także oddziaływanie pomiędzy cząstkami napełniacza i matrycą polimerową. Powłoki dekoracyjne i ochronne są narażone w trakcie eksploatacji na działanie różnych czynników, takich jak: promieniowanie ultrafioletowe, cząstki erozyjne, wilgotność, ciepło. Obecność nanonapełniaczy w powłokach pozwala na podwyższenie ich odporności na działanie tych czynników. Odporność na zarysowanie jest bardzo ważną cechą powłok przezroczystych. Pigmenty, których cząstki są mniejsze niż długość fali promieniowania widzialnego, mogą być stosowane do wytwarzania takich powłok, w celu podwyższenia ich własności eksploatacyjnych. Powłoki charakteryzujące się wysokim stopniem zdyspergowania nanonapełniaczy wykazują wysoką przezroczystość oraz odporność na ścieranie i zarysowanie. Do nanonapełniaczy, najczęściej stosowanych do wytwarzania powłok polimerowych, należą: korund, krzemionka, modyfikowane glinokrzemiany warstwowe, węglan wapnia, ditlenek tytanu, sadza. W artykule przedstawiono przegląd literatury z zakresu wpływu nanonapełniaczy na własności eksploatacyjne powłok polimerowych.

EN

"Nanocomposite coatings" consist of polymer matrix containing nano-scale fillers. Properties of materials having nanoscale dimensions can be very different from those at a larger scale. Usually, the smaller the filler particles the larger the effect. Apart from the filler size, coating properties are also affected by such factors as: chemical nature of nanofillers, their concentration and level of dispersion in the coating, as well as interaction between filler particles and organic matrix. Protective and decorative coatings are exposed to the action of various factors: among others: ultraviolet radiation, erosive particles, humidity and heat. The presence of nanofillers allows increasing coatings resistance to these factors. Resistance to erosive wear and scratch are very important features of transparent clearcoats. Pigments which particles are smaller than the wavelength of visible light may be applied in formulations of such coatings to increase their physico-chemical properties. Complete dispersion of nanofillers in polymer matrix enables preparation of high performance clearcoats showing high transparency and resistance to erosive wear and scratch. The most commonly used nanofillers in organic coatings are: alumina, silica, organically modified clays, calcium carbonate, titanium dioxide and carbon brack. The paper presents literature review on the influence of nanofillers on polymeric coating performance.

Słowa kluczowe

PL

nanonapełniacze; powłoka polimerowa; właściwości eksploatacyjne

EN

nanofillers; polymer coating; performance

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 3
• Strony: 43--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Kotnarowska D.

autor

Wojtyniak M.

• Politechnika Radomska

Bibliografia

• [1] Okada A, Usuki A: Twenty-year review of polymer-clay nanocomposites at Toyota Central R&D Labs., Inc. SAE Teehnieal Paper-2007-01-1017.
• [2] Uhlmann P., Frenzel R, Voit B., Moek U., Szyszka 8., Schmidt B., Ondratschek D., Gochermann J., Roths K.: Research agenda surface technology: Future demands for research in the field of coatings materials. Progress in Organic Coatings 2007, Vol. 58, p. 122-126.
• [3] Bauer F., Gläsel H., J., Hartmann E., Bilz E, Mehnert R: Surface modification of nanoparticles for radiation curable acrylate clear coatings. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 2003, Vol. 208, p. 267-270.
• [4] Zhang W., Li L, Yao S., Zheng G.: Corrosion protection properties of lacquer coatings on steel modified by carbon bla ck nanoparticles in NaCl solution. Corrosion Science 2007, Vol. 49 p. 654-661.
• [5] Nanotechnology in the Western European coatings industry. Report. Information Research Ltd., January 2006.
• [6] Bauer F., Flyunt R, Czihal K., Langguth H., Mehnert R, Schubert R, Buchmeister M.R.: UV curing and matting of acylate coatings reinforced by nano-slica and micro-corundum particles. Progress in Organic Coatings 2007, Vol. 60, p. 121-126.
• [7] Leder G., Ladwig T., Valter V., Frahn S., Meyer J.: New effects of fumed silica in modern coatings. Progress in Organic Coatings 2002, Vol. 45, p. 139-144.
• [8] Nanotechnology Additives. Teehnieal Information L-NI1. BYK-Chemie GmbH, Germany.
• [9] Celiker G., Yücel D., Berber A., Sidar S.: UV curing high scratch resistant nanocomposites. Conference proceedings. Boya Paint 2006. Istanbul 17-19.05.2006.
• [10] Zhou S., Wu L, Sun J., Shen W.: The change of the properties of acrylic-based polyurethane via addition of nano-silica. Progress in Organic Coatings 2002, vol. 45, p. 33-42.
• [11] Amerio E, Fabbri P., Malucelli G, Messori M., Sangermano M. Taurino R: Scratch resistance of nano-silica reinforced acrylic coatings. Progress in Organic Coatings 2008, Vol. 62, p. 129-133.
• [12] Xiong M., Wu L, Zhou S., You B.: Preparation and characterization of acrylic latex/nano-SiO2 composites. Polymer International 2002, Vol. 51, p. 693-698.
• [13] Wilson R.: PPG protects: paint and coating supplier develops new clearcoats to improve paint protection - Supplier Technology - PPG Industries. Automotive Industries, January 2003.
• [14] DaimlerChrysler Highteeh Report 2/2004, p. 9.
• [15] Lü N., Lü X., Jin X., Lü C.: Preparation and characterization of UV-curable ZnO/polymer nanoeomposite films. Polymer International 2006, Vol. 56, p. 138-143.
• [16] Yang L.H., Liu F.C., Han E.H.: Effects of P/B on the properties of anticorrosive coatings with different particle size. Progress in Organic Coatings 2005, Vol. 53, p. 91-98.
• [17] Karatas S., Kizilkaya C., Kayaman-Apohan N., Güngör A: Preparation and characterization of sol-gel derived UV-curable organo-silica-titania hybrid coatings. Progress in Organic Coatings. 2007, Vol. 60, p.140-147.
• [18] Sawitowski T.: Nanocomposites in coatings. Paper presented at the Nurnberg Congress on 7-9 May 2007.
• [19] Bagherzadeh M.R., Mahdavi F.: Preparation of epoxy-clay nanocomposite and investigation on its anti-corrosive behaviour in epoxy coating. Progress in Organic Coatings 2007, Vol. 60, p. 117-120.
• [20] Kotnarowska D.: Effect of nanofillers on wear resistance of polymer catings. 3rd International Conference: Mechatronic Systems and Materials (MSM 2007), 27-29 September, 2007, Kaunas, Lithuania. Abstracts of Reviewed Papers, Technologija, Kaunas 2007, p. 181-182.
• [21] Kotnarowska D.: Nanotechnology application to polymeric coating production. Materials of conference: Viennano'07, Vienna 2007, Austria, p. 63.
• [22] Baer D.R, Burrows PE, El-Azab A.A: Enhancing coating functionality using nanoscience and nanotechnology. Progress in Organic Coatings 2003, Vol. 47, p. 342-356.
• [23] Salahuddin N., Moet A, Hiltner A, Baer E: Nanoscale highly filled epoxy nanocomposite. European Polymer Journal 2002, Vol. 38, p. 1477-1482