Светоотражающие покрытия с использованием микросфер Expancel

Микросферы Expancel успешно используются изготовлении различных красок и другихтипов покрытий, начиная с 1986 года. С 2005 наблюдалось увеличение спроса на использование микросфер в изготовлении теплоизоляционных покрытий. Подтвержденный положительНЫЙ эффект от использования теплоизоляционных покрытий значительно превышает обеспечение хороших изоляционных свойств. По этой причине было принято решение обратить пристальное внимание на светорассеивающие свойства покрытий, изготовленных с использованием микросфер Expancel. Мы попросили Баварский центр по практическим исследованиям в области энергетики в Германии провести ряд замеров отражательных способностей солнечного света покрытий, изготовленных в Мексике. Замер направленно-полусферической отражательной способности был выполнен C использованием светомерного шара.

На первом графике приведено сравнение спектральной отражательной способности чистого акрилового связующего вещества и связующего вещества с добавлением ТО2, СаСО3 и микросфер Expancel 461 WE(T) 20 соответственно. Толщина покрытия составила 0,8 ± 0,05 мм.

Данный график наглядно демонстрирует, что замена неорганического наполнителя микросферами Expancel WE(T) позволяет значительно улучшить общую отражательную способность солнечных лучей для покрытия. Система Expancel WE(T) особенно эффективна B ближней инфракрасной области спектра. Согласно литературе, закрытые уплотненные соединения газонаполненных сфер диаметром от 10 до 50 мкм являются весьма эффективным отражателем в ближней инфракрасной области спектра. (Л.А. Домбровский, высок. темпер. том 42, No 5 стр. 776-784)

На втором графике приведено сравнение спектральной отражательной способности для стандартного кровельного покрытия с добавлением TIO, в количестве 70 г Ті, на литр и покрытия с объемной долей 40 % Expancel WE(T) и TiO2 в количестве 40 г на литр. Результаты говорят сами за себя: даже при уменьшении концентрации ТО,, общая отражательная способность солнечных лучей увеличивается с 0,81 ± 0,02 до 0,86 ± 0,02. Увеличение отражательной способности произошло как для волн видимого спектра (с 0,86 ± 0,02 до 0,90 ± 0,02), так и для ближней инфракрасной области спектра (с 0,80 ± 0,02 до 0,87 ± 0,02). Толщина покрытия 0,8 ± 0,05 мм.

Измерения отражательной способности солнечных лучей, выполненные Баварским центром практическим исследованиям в области энергетики B Германии, также продемонстрировали, что использование объемной доли микросфер Expancel 461 WE(T) 20 более эффективно по сравнению со стеклянными микросферами и сферическими сферами, доступными на рынке.

Низкая теплопроводность

На теплопроводность и теплоизоляционные свойства поверхностей влияет добавление микросфер Expancel и содержание минерального наполнителя. На графике теплопроводность теоретически рассчитывается B зависимости от введения наполнителя в акриловое покрытие. Минеральный наполнитель (СаСО) будет способствовать увеличению теплопроводности. Микросферы Еxpancel уменьшают теплопроводность и увеличивают теплоизоляционные свойства. На нижеприведенной фотографии сканирующего электронного микроскопа (SEM) приведена структура пор покрытия с объемной долей 40%.

Мы провели анализ теплопроводности пены, состоящей из сфер Expancel, плотностью 40 кг/м3. Результат составил от 0,025 до 0,030 Вт/м*К.

Мы также измерили теплоизоляционные свойства покрытий с объемным процентом сухих микросфер Expancel 42 %. Теплопроводность определялась в соответствии с методикой испытаний EN 12664. Низкие значения теплопроводности свидетельствуют о том, что изменение концентрации микросфер Expancel влияет на показатели теплоизоляции. Размер частиц оказывает слабое влияние на изоляционную способность. Смотрите таблицу ниже.

Прочие важные характеристики

Микросферы Еxpancel - очень упругие сжимаемые частицы с малой удельной поверхностью, низким расходом связующих веществ И небольшим или отсутствующим водопоглощением. Они газонепроницаемы И сохраняют свой объем И сферическую форму в процессе подготовки.

Упругие покрытия для стен и кровельные покрытия представляют собой гибкое наружное покрытие, используемое на цементных, бетонных и подобных им материалах. Покрытие является водостойким, а вода, как известно, может вызывать появление трещин и разрушение основного материала в результате циклов замораживания-оттаивания.

Это покрытие, к тому же, послужит эффективным барьером для двуокиси углерода и других кислотных газов в атмосфере, которые в ином случае могли бы нейтрализовать щелочность основного материала.

В то же время покрытие должно быть достаточно проницаемым для устранения разницы в парциальном давлении паров воды, которые появляются между основным материалом и наружным слоем. Покрытие должно сохранять температурах.

Водопоглощение

Микросферы Expancel461 WE снижают водопоглощение упругих покрытий для стен и кровельного покрытия. На графике представлена степень водопоглощения (мг/см2) В зависимости от толщины пленки для трех различных погружений.

Явно виден положительный эффект. Покрытия, содержащие микросферы, более водонепроницаемы по сравнению с аналогичным покрытием, не содержащем микросфер. Разница B водопоглощении между стандартным покрытием и покрытием, содержащим микросферы Expancel, возрастает с увеличением толщины. Это имеет большое значение при использовании упругих покрытий с обычной толщиной сухой пленки 1 мм и более.

Паропроницаемость

Результаты исследований показали, что покрытия, состав которых входит Еxpancel 461 WE более паропроницаемые по сравнению с покрытиями, не содержащими Expancel. Термопластичные микросферы поддерживают прохождение водяного пара сквозь материал. Испытание проводится помощью хорошо известного метода испытаний под давлением путем погружения испытуемого объекта в жидкость и проверкой выхода пузырьков газа. Затем подсчитываются коэффициенты абсолютной проницаемости. коэффициенты проницаемости зависят от толщины пленки, а в системе кроме материала имеются другие значительные сопротивления, обратная величина коэффициентов проницаемости приведена относительно обратной величины толщины. Экстраполяция к бесконечной толщине и инвертирование даст коэффициент абсолютной проницаемости.  

Гибкость при низкой температуре

Согласно методу испытания ASTM D-1043, добавление Expancel 461 WE 40 d36 не влияет на гибкость упругих покрытий для стен и кровельных покрытий при низкой температуре. Установленные температуры (от -28 °С до -29°С) для стандартных покрытий и покрытий, содержащих Еxpancel, равны.

Прочность при растяжении

Относительное удлинение при разрыве облицовки стен и кровельных покрытий, содержащих микросферы Expancel, по сравнению со справочными значениями без содержания Expancel уменьшается незначительно. Прочность при растяжении в случае добавления микросфер Ехpancel также несколько уменьшается. Перед началом испытаний образцы хранились в течение 10 недель при комнатной температуре.

Дополнительные сведения от изготовителей/ потребителей светоотражающих кровельных покрытий с содержанием Expancel WE(T):

• Увеличенная устойчивость K атмосферным воздействиям.

• Хорошее сцепление с несколькими основами. 

• Улучшенная водоотталкивающая способность и высокая упругость.

• Меньшее растекание.

• Высокое содержание твердых веществ, быстрое высыхание, толстое сухое покрытие.

Подготовка и нанесение

Смешивание И подготовка светоотражающих покрытий могут осуществляться с помощью таких ротационных устройств, как диссольвер, лепестковый или планетарный смеситель. Микросферы Expancel легко диспергируются и могут добавляться в смесь после растворения тяжелых красящих веществ и наполнителей. Расширенные микросферы обладают высокой эластичностью и способны выдерживать активное механическое воздействие без повреждений. Угловая скорость диска диссольвера должна составлять не менее 10 м/с для обеспечения надлежащей дисперсии микросфер. Добавление небольшого количества противовспенивающего вещества поможет свести стабилизацию пузырьков воздуха к минимуму. Удаление воздушных мешков возможно выполнить с помощью деаэрации. Дополнительные рекомендации диспергированию Expancel WE приведены техническом бюллетене "Дисперсия микросфер Expancel".

Нанесение светоотражающего покрытия возможно выполнить с помощью валика, кисти или распылителя. Для достижения значительного охлаждающего эффекта рекомендуемая толщина наносимого слоя покрытия должна превышать 0,5 мм.

Рекомендуемая марка

• 461 WE(T) 20 d36

Сведения о составе

Необходимо помнить о том, что использование Expancel WE(T) приводит к образованию структур с очень низкой плотностью. Это несколько усложнят процесс расчета объема добавок. Существуют несколько ловушек, которых вам надо избегать. Данное руководство поможет вам подобрать состав без необходимости разбавления красящего вещества: 

В обоих составах используется одинаковое количество TiO , однако при расчете 2 массовой доли ее значение для состава с Expancel получается выше. При сравнении характеристик данных двух составов, состав с Expancel будет обладать более высокой отражательной способностью и укрывистостью. Причина тому - одинаковая объемная доля TiO2 и более высокая отражательная способность Expancel по сравнению с CaCO3, вместо которого он используется. Основная задача - выполнить расчет по весу, а не массовой доле, и стремиться к получению того же объема. В данном примере мы только заменили CaCO Expancel, то есть количество ПВХ 3 остается прежним. При этом соотношение ПВХ/ХПВХ теперь меньше по причине того, что абсорбирующая способность Expancel к маслу значительно ниже, чем у CaCO3. Следовательно, возможно увеличить количество наполнителя для поддержания прежнего соотношения ПВХ/ХПВХ.

В результате вы получаете ипокрытие с более высокой общей отражательной способностью солнечных лучей, и при этом экономить!