1、Liquid rheology control additives for Paint Industry 涂料用液态流变控制助剂 Presented by Alec Li, 李玉桂 Product Group Manager- Rheology 流变助剂产品经理 BYK Solutions ( Shanghai) Co.,Ltd 12.7.2 BYK Product Overew: Sag Resistance, Anti-Settling and Viscosity Control BYK 液 态 流 变 控 制助剂: 防流挂, 防 沉淀及 粘度控 制 BYK-410 BYK-411 BYK
2、-420 BYK-425 BYK-430 BYK-431 BYK-428 BYK-415 12.7.2 Viscosity Profile Dependant on the Shear Rate 粘度与剪切速率有关 0,1 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 0.001 shear rate 剪 切 速率D (1/s) (Pas) 100 10 1 can viscosity under stirring 搅拌 下的罐内 粘度 Brookfield Krebs-Stormer HIGH SHEAR 高剪切 LOW SHEAR 低剪切 MEDIUM SHEAR 中等剪切 V
3、iscosity 粘度 Storage 贮存 Transportation 运输 Production 生产 Leveling 流平 Settling 沉降 Rotational viscometer 旋 转 粘度计 Flow cup 4 mm 4mm 流动杯 ICI cone/plate 锥 板 粘度计 Sagging 流挂 Application 施工 12.7.2 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 0.001 0,1 100 10 1 Viscosity Profile with Pseudoplastic Flow Control Additives 含假塑性流
4、动控制助剂的粘度范围 Application 施工 Stirring 搅拌 Grinding 研磨 high molecular weight chains at high shear, entanglement, oriented in flow direction 高分子量链在高剪切力下互相纠缠，按流动方向定向 Storage 贮存 Settling 沉降 leveling / sagging 流平/流挂 Transportation 运输 Higher molecular weight based products 高 分 子 量产品e.g.: Polyamides 聚酰胺(e.g. B
5、YK-430 / 431) Castor oil derivatives 蓖 麻 油 衍生物 Polyurethane 聚氨酯(e.g. BYK-425) Alkaline swellable emulsions 碱 溶 胀 性乳液 Cellulosic 纤维素 viscosity 粘度 (Pas) shear rate 剪 切 率D (1/s) higher molecular weight chains at rest, tangled, structure builds up via assoziation with resin and pigments 高分子量链在静止时缠结，通过树脂
6、和颜料间 的 缔 合 形成结构 12.7.2 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 0.001 0,1 100 10 1 Viscosity Profile with Thixopropic Flow Control Additives 含触变性流动控制助剂的粘度范围 particles oriented in the flow direction, no network formation under shear 颗粒按流动方向定向，在剪切力下没有网络结构 Lower particle size based products 低 颗 粒 大小产品e.g.: Urea ch
7、emistry 脲化学(BYK-410,411,420) Clay based products 膨 润 土 产品(Bentonites) Fumed silica 气 相 二 氧化 硅(Aerosil) additive particles build up 3D-network via hydrogen bondings 通 过 氢 键，助剂颗粒建立起3 维结构 Application 施工 Stirring 搅拌 Grinding 研磨 Storage 贮存 Settling 沉降 leveling / sagging 流平/流挂 Transportation 运输 viscosity
8、粘度 (Pas) shear rate 剪 切 率D (1/s) 12.7.2 Product Differentiation According to Polarity and Flow Properties 系列产品应用 于 不同极 性体系, 产 生不同的 流变效 果 BYK-410 BYK-411 BYK-420 Non polar systems 非极 性体系 Polar systems 极性体系 BYK-430 BYK-431 BYK-425 Fast structure recovery 粘度 结构 恢复 快 High build applications 厚涂施工 Sag res
9、istance 防流挂 Improvement of “in-can viscosity“ 增加罐内 粘度 Pseudoplastic flow - Main advantage: 假塑性流动 优点 Thixotropic flow- Main advantage: 触变性流动 优点 Anti-settling 防沉淀 Leveling 流平 Shear thinning 剪切变稀 Low application viscosity 低施 工粘 度 Post correction 后粘度调整 12.7.2 BYK-411 BYK-410 BYK-420 BYK-431 BYK-430 BYK-
10、425 Imediate structure recovery after shear 剪 切 后 结构 立即 恢复 Excellent sag resistance even for high build systems 即 使 用 于厚膜体系也有优异 的抗流挂性 Anti settling properties dependant on the adjusted storage viscosity 防 沉 降 性受贮存粘度调整的影响 Structure recovery after shear depends on time and dosage 剪 切 后 的结构恢复和时间及用量有关 P
11、ronounced shear-thinning effect 显 著 的 剪切变稀效果 Ideal product performance to adjust leveling- and sag resistance balance 调 整 流 平和抗流挂平衡有理想的效果 Air release properties 脱泡性能 Liquid Rheology Additives: Differentiation 液态流变助剂的区别 Polar systems 极性体系 Non-polar systems 非极性体 系 Thixotropic flow 触 变 性 流动: Pseudoplas
12、tic flow 假 塑 性 流动: 12.7.2 BYK-410, BYK-411, BYK-420: Thixopropy Additives Based on Modified Urea 基于改性脲的触变助剂 BYK-410 BYK-411 BYK-420 Urea groups 脲基团 High polarity 高极性 Medium polarity 中等极性 Low polarity 低极性 Modifying groups 改性基团: 12.7.2 Mode of Action 作用机理 Incorporation under stirring 搅拌加入 Network buil
13、d up 建立网络 Result: Strong thixotropic flow behavior 结果 ： 形成强烈 的触变性流动 Active substance precipitates in form of micro crystals 活性物质 以微小 晶体析 出 Structure formation via hydrogen bondings 通过氢键 形成结 构 12.7.2 BYK-410: Efficiency Depends on Polarity of System BYK-410: 效力与体系极性有关 too non-polar 极性太低 too polar 极性太
14、高 White spirits 石油溶剂 Xylene 二甲苯 Butylacetate 醋酸丁酯 Water 水 Isopropanol 异丙醇 Compatible 相容 Diacetone alcohol 二丙酮醇 Butanol 丁醇 Isobutanol 异丁醇 Butylglycol 乙二醇丁醚 Propylenglycol- Monomethylether 丙 二醇 单 甲醚 Xylol 二甲苯/ n-Butanol 正丁醇 = 80 / 20 Butyl acetate 醋酸丁酯/ Dowanol PM 丙二醇单甲醚= 75 / 25 Suitable solvent mixt
15、ures 合 适 的 溶剂混 合物:! 12.7.2 BYK-420 Rheology Additive for Thixotropic Flow Control in Water Born Systems and Pigment Concentrates 水性体系和颜料浓缩浆用触变性流 动流变控制助剂 12.7.2 BYK-420: Rheology Control in Aqueous Systems 在水性体系中的流变控制 Homogenous, rapid incorporation: 均 匀快速 添加 excellent thickening effect 优 异 的 增 稠 效果
16、homogenoues, no particles 均相无颗粒 Inhomogenoues incorporation: 不均匀添加 no thickening effect 无增稠效果 inhomogenoues, particles 不 均 匀 ， 有 颗粒 12.7.2 BYK-420: Effective Thickening of Pure Water 在纯水中的增稠效果 10 5 2 1 0,5 0,2 0,1 0,05 150 100 50 0 Viscosity 粘度 Pa s shear rate 剪 切 速率 D(1/s) BYK-420 1% active loading
17、 活性成分 Acrylate thickener 1% active loading 活性成分 丙烯酸酯 增稠剂 Synthetic clay 1% active loading 活性成分 合成陶土 Natural clay 天然陶土 2% active loading 活性成分 Fumed silica 气相二氧化硅 5% active loading 活性成分 12.7.2 BYK-420: Compatibility Test 相容性测试 Particles / seeds visible 可见颗粒/ 析出 Compatibility improvement possible using
18、 co-solvents and wetting/dispersing additives 选择合适的助溶剂和润湿分散剂 可改进 相容性 No particles / no seeds 无颗粒/ 无析出 and rheological effect 并 有 流 变效果 Compatibility is acceptable, no formulation changes are Necessary 相容性 可接受, 无须改变 配方 2. Compatibility test 相 容 性 测试 visual judgement of compatibility 目测评价(particles /
19、seeds) and rheological effect （颗粒/ 析出）以及流变效果 1. Addition of BYK-420 to the non-pigmented formulation 将 BYK-420 加 到 不 含颜料的配方中 (homogeneous mixing 均相混合) 12.7.2 BYK-420 in Aqueous Effect Pigment Slurry 在水性效应颜料浆中 1. Water 水 50,0 68,7 2. Co-solvents 助溶 剂 5,0 10,0 (e.g., glycols and glycol ethers 如 ， 二元 醇
20、，二 元醇醚) 3. DISPERBYK-190 or DISPERBYK-192 1,0 3,0 4. Effect pigment 25,0 35,0 效应颜料 5. BYK-420 0,3 1,0 (incorporation under stirring 搅 拌 下添加) 12.7.2 Improves antisettling 改 善 抗沉降性 Improves anti-sagging 改 善 抗流挂 性 No influence on flow and pump properties, especially of pigment concentrates 对 流 动和 泵输送 无
21、不良 影响， 尤其是 颜料浓 缩浆 No influence of pigment stabilization 对 颜 料稳 定无不 良影响 Easy to incorporate (liquid), practical performance test possible 易 添 加（ 液态） ，需要 应用试 验 Effectiveness independent of pH 功效与pH 值无关 No temperature control for activation 活 化 无需 温度控 制 Less water sensitivity 较 少 水敏感性 BYK-410 / 420: Ad
22、vantages 优点 12.7.2 BYK-425 BYK-425 Rheology Additive for Pseudoplastic Flow Control in Water Borne Systems 水性体系用假塑性流动控制的流变 助剂 12.7.2 Urea modified Urethane 脲改性聚氨酯BYK 425 Association and Hydrogen Bonding 缔合和氢键 Hydrophobic particle 憎水颗粒 Conventional PU thickener 常规PU 增稠剂 Conventional Thickeners: 常规增 稠
23、 剂 BYK-425 Hydrogen bonding 氢键 BYK 425: 12.7.2 BYK-425: Strong Effect With Resin BYK-425: 在含树脂的体系中有优异的效果 Additive dosage 助剂用量: 0,2% effective substance 活 性物质 Control 空白 BYK-425 BYK-420 PU thickener PU 增稠剂 Acrylate emulsion 丙烯酸酯乳液 Johncryl SCX 8280 shear rate 剪切速率(1/s) 12.7.2 BYK-425: Advantages 优点 T
24、hickener with broad universal compatibility in various aqueous binder systems 在 多 种水 性基料 体系中 具有广 泛相容 性的增 稠剂 Post addition possible 可 后 添加 Easy to handle 易使用 - no pH adjustments necessary 不需要调整pH 值 - can be diluted with water 可用水稀释 No negative influence on film properties 对 漆 膜性能 无 不良影 响 VOC-free, APEO-free 不含VOC ，不含APEO No higher costs compared to common thickeners 与 常 规增 稠剂相 比不会 增加成 本 Dependant on system two to three times more effective 根 据 实际 应用体 系, 可得到两 到三倍 的效果
