Organoclay cho sơn và chất phủ

Tại sao nên sử dụng Organoclay trong lớp phủ gốc dung môi?

Chúng tôi đã cung cấp đất sét hữu cơ cho ngành sơn và chất phủ trong hơn 20 năm. Trong thời gian đó, hai vấn đề chúng tôi nhận được từ khách hàng lần nào cũng giống nhau: lắng đọng sắc tố trong quá trình bảo quản (sơn tách ra trong hộp; bột màu tạo thành một lớp bánh cứng ở phía dưới) và chảy xệ trên bề mặt thẳng đứng trong quá trình ứng dụng. Cả hai đều có thể hòa tan được - hoàn toàn - với đất sét hữu cơ phù hợp với liều lượng phù hợp. Nếu những vấn đề này vẫn tồn tại sau khi sử dụng đất sét hữu cơ thì vấn đề hầu như luôn nằm ở việc lựa chọn mã sản phẩm, liều lượng hoặc phương pháp phân tán - chứ không phải bản thân chất phụ gia. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi khắc phục những trường hợp này hàng ngày.

Điều làm nên sự khác biệt trong cách tiếp cận của chúng tôi: chúng tôi không chỉ đề xuất một mã sản phẩm tiêu chuẩn. Chúng tôi xem xét hệ thống dung môi cụ thể, mục tiêu chi phí trong công thức và thiết bị sản xuất của bạn, đồng thời chúng tôi cung cấp cho bạn mã sản phẩm dung môi có thể giải quyết vấn đề của bạn ở mức giá tốt nhất. Mục tiêu là mối quan hệ cung cấp ổn định lâu dài - không phải bán hàng một lần.

Lớp phủ công nghiệp dựa trên dung môi phải đối mặt với ba vấn đề dai dẳng về công thức. Organoclay giải quyết đồng thời cả ba vấn đề — trong một chất phụ gia duy nhất với tỷ lệ xử lý là 0,2–2,0% trọng lượng:

vấn đề	Nguyên nhân gốc rễ	Dung dịch đất sét hữu cơ
Lắng đọng sắc tố trong quá trình lưu trữ	Các sắc tố đậm đặc (TiO₂, bari sunfat, oxit sắt đỏ) chìm trong môi trường có độ nhớt thấp khi ở trạng thái nghỉ	Mạng gel xúc biến cố định các sắc tố ở trạng thái nghỉ → không tạo thành lớp cứng; trầm tích mềm dễ phân tán lại
Chảy xệ màng ướt trên bề mặt thẳng đứng	Trọng lực kéo màng ướt xuống trước khi quá trình xử lý bắt đầu	Mạng gel được xây dựng lại trong vòng vài giây sau khi ứng dụng dừng cắt → màng được giữ nguyên ở tất cả các bản dựng màng
Hành vi ứng dụng kém (quá THICKENT để phun hoặc chải)	Mạng có độ nhớt cao hiện diện trong quá trình ứng dụng	Mạng bị hỏng ngay lập tức khi bị cắt ứng dụng → độ nhớt thấp trong quá trình phun, lăn hoặc chải → cấp độ trơn tru

Đất sét hữu cơ trong lớp phủ: Một montmorillonite biến đổi amoni bậc bốn tạo thành mạng lưới phiến sét xúc biến có thể đảo ngược trong các hệ thống nhựa và dung môi hữu cơ. Ở trạng thái nghỉ: độ nhớt cao (chống lắng, chống chảy xệ). Dưới lực cắt: độ nhớt thấp (dễ thi công). Sau khi cắt: phục hồi độ nhớt nhanh (không bị chảy xệ). Hiệu quả ở mức 0,2–2,0% trọng lượng của tổng trọng lượng công thức.

Organoclay hoạt động như thế nào trong hệ thống sơn phủ

Khi bột đất sét hữu cơ được phân tán dưới lực cắt cao trong hệ dung môi hoặc nhựa, các phiến sét riêng lẻ (THICKENT 1 nm, rộng 200–500 nm) bong ra khỏi các cốt liệu xếp chồng lên nhau và tự tổ chức thông qua các tương tác tĩnh điện cạnh đối mặt thành mạng lưới gel "ngôi nhà" ba chiều mang lại khả năng tính xúc biến:

Ở trạng thái nghỉ (lưu trữ): Mạng gel còn nguyên vẹn → độ nhớt cao → sắc tố và chất độn lơ lửng; không có bánh lắng hoặc cứng
Dưới lực cắt (chải, lăn, phun ở tốc độ 1.000–10.000 s⁻¹): Mạng bị gián đoạn → độ nhớt giảm xuống độ nhớt của ứng dụng → dòng và mức độ phủ
Sau khi cắt (phim ứng dụng): Mạng được xây dựng lại sau 5–30 giây → độ nhớt trở lại → màng ướt giữ trên bề mặt thẳng đứng mà không bị chảy xệ

Ngoài tính lưu biến, các phiến sét hữu cơ sắp xếp trong màng khô - tạo ra một đường quanh co cho độ ẩm và các ion ăn mòn giúp cải thiện đáng kể hiệu suất chống ăn mòn trong sơn lót epoxy và polyurethane. Trong thử nghiệm của chúng tôi trên hơn 50 công thức lớp phủ chống ăn mòn, việc thêm 0,5% trọng lượng CP-34 đã làm giảm tốc độ truyền hơi ẩm từ 18–24% so với công thức đối chứng không có đất sét hữu cơ.

Lựa chọn mã sản phẩm phủ theo mã sản phẩm mã sản phẩm phủ

Loại lớp phủ	Yêu cầu chính	mã sản phẩm đề xuất	Tỷ lệ điều trị
Lớp phủ bảo vệ công nghiệp (epoxy, PU, alkyd)	Sắc tố nặng chống lắng, chống chảy xệ, gia cố hàng rào	CP-34, CP-40, CP-388	0,3–1,5% trọng lượng
Lớp phủ hàng hải (chống hà, thân tàu, epoxy nhựa than đá)	Khả năng phụ gia chống chảy xệ cực cao, ổn định trong các hệ dung môi mạnh mẽ	CP-34, CP-40, CP-EL	0,5–2,0% trọng lượng
Lớp phủ kiến trúc (alkyd ngoại thất, nội thất)	Chống lắng, dễ chải, màu sắc nhẹ nhàng	CP-10, CP-10A, CP-26, CP-100	0,2–0,8% trọng lượng
Lớp phủ trong suốt, sơn mài trong suốt	Gel trong suốt (độ mịn 10 μm), không có sương mù	CP-MP, CP-MPS, CP-EDS, CP-EZ10	0,2–1,0% trọng lượng
Sơn phủ gỗ và đồ nội thất	Chống chảy xệ trên tấm dọc, cân bằng, trong suốt	CP-EZ10, CP-180B, CP-MP	0,2–1,5% trọng lượng
Sơn lót chống ăn mòn (giàu kẽm, photphat)	Hệ thống treo sắc tố đậm đặc, gia cố hàng rào	CP-34, CP-APA, CP-EZ10	0,3–1,5% trọng lượng
Vạch kẻ đường và sơn giao thông	Khả năng phụ gia chống chảy xệ cao khi tạo màng THICKENT, ổn định nhiệt độ	CP-34, CP-40	0,5–1,5% trọng lượng
Lớp phủ có độ rắn cao (>80% NV)	Chống chảy xệ không cần kích hoạt, xử lý đơn giản	CP-180B, CP-APA (tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực)	0,5–2,0% trọng lượng

Chọn theo phân cực dung môi

Việc lựa chọn mã Organoclay cũng phụ thuộc vào độ phân cực của hệ dung môi của bạn. So khớp dung môi của bạn với mã sản phẩm bằng cách sử dụng giá trị Kauri-Butanol (KB):

Hệ dung môi	Giá trị KB	Loại phân tán	mã sản phẩm CP
Aliphatic/rượu khoáng/naphtha	<40	Thông thường (với bộ kích hoạt)	CP-EL, CP-GL, CP-24B
Hỗn hợp Xylene/toluene/thơm	40–65	Thông thường hoặc tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực	CP-34, CP-40, CP-10, CP-180B
Xeton/ester/ete ete (MEK, butyl axetat)	65–85	tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực (không cần kích hoạt)	CP-APA, CP-MP, CP-EDS
Phân cực rộng / hỗn hợp / không xác định	bất kỳ	Dễ dàng phân tán trên phạm vi rộng	CP-388, CP-MPS, CP-MPZ, CP-MP10

Thông số kỹ thuật đầy đủ của sản phẩm - mã sản phẩm phủ

Mã sản phẩm	LỢI (1000°C)	Độ ẩm	Độ mịn phân tán	Phạm vi phân cực	Loại phân tán
CP-10	30–34%	≤3.5%	≤40 μm	Không phân cực đến trung bình	Dễ dàng phân tán
CP-10A	30–34%	≤3.5%	≤40 μm	Không phân cực đến trung bình	Dễ dàng phân tán
CP-26	26–29%	≤3.5%	≤40 μm	Không phân cực đến trung bình	Dễ phân tán (tiết kiệm)
CP-100	26–29%	≤3.5%	≤40 μm	Không phân cực đến trung bình	Dễ phân tán (tiết kiệm)
CP-34	28–30%	≤3.5%	Tiêu chuẩn	Thấp đến trung bình-cao	thông thường
CP-40	28–30%	≤3.5%	Tiêu chuẩn	Thấp đến trung bình-cao	thông thường
CP-180B	29–32%	≤3.5%	Tiêu chuẩn	Trung bình đến thấp	Thông thường/tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực
CP-388	31–34%	≤3.5%	Tiêu chuẩn	Không phân cực đến cao	Dễ dàng phân tán
CP-APA	32–35%	≤3.5%	Tiêu chuẩn	Trung bình đến cao	tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực
CP-MP	34–36%	≤3.5%	≤10 μm	Thấp đến cao	Dễ phân tán (độ rõ nét cao)
CP-MPS	31–34%	≤3.5%	≤10 μm	Không phân cực đến cao	Dễ phân tán (độ rõ nét cao)
CP-EDS	34–37%	≤3.5%	≤10 μm	Trung bình đến cao	Dễ phân tán (độ rõ nét cao)
CP-EZ10	32–35%	≤3.5%	≤10 μm	Thấp đến trung bình	Tăng cường dễ phân tán
CP-MP10	42%	≤3.5%	≤40 μm	Thấp đến cao	tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực (phạm vi rộng)

Lưu ý về LOI: LOI cao hơn = hàm lượng chất biến tính hữu cơ cao hơn = khả năng tương thích tốt hơn với dung môi phân cực và hệ thống phân cực cao hơn. Nên sử dụng các mã sản phẩm có độ mịn phân tán ≤10 μm cho mã sản phẩm phủ trong suốt và trong suốt.

Cách phân tán đất sét hữu cơ trong sơn

Các mã sản phẩm thông thường (CP-34, CP-40, CP-24B, CP-180B, CP-EL, CP-GL)

Thêm vào pha dung môi trước — thêm đất sét hữu cơ (0,3–1,5% trọng lượng tổng công thức) vào dung môi đo được trước khi thêm nhựa hoặc chất màu
Thêm chất kích hoạt cực - 95% etanol ở mức 30–50% trọng lượng Đất sét hữu cơ, hoặc propylene cacbonat ở mức 20–30% trọng lượng Đất sét hữu cơ
Trộn cắt cao — trộn ở tốc độ 1.500–3.000 vòng/phút trong 15–20 phút bằng máy phân tán tốc độ cao hoặc lưỡi Cowles
Thời gian nghỉ ngơi — dành 10–15 phút để mạng gel hình thành hoàn chỉnh trước khi đo hoặc thêm các thành phần khác
Xác minh TI - đo chỉ số xúc biến (tỷ lệ 6 vòng/phút / 60 vòng/phút); mục tiêu ≥ 4.0 cho hầu hết các ứng dụng công nghiệp

Các mã sản phẩm tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực / phân tán dễ dàng (CP-10, CP-APA, CP-MP, CP-388, CP-MP10)

Không cần kích hoạt - thêm trực tiếp vào pha dung môi hoặc nhựa
Trộn ở tốc độ 1.500–2.500 vòng/phút trong 15–20 phút
Tùy chọn sau khi bổ sung — Có thể thêm CP-10, CP-10A, CP-APA, CP-MP10 sau khi mài để điều chỉnh độ nhớt của sơn thành phẩm

Phương pháp Pre-Gel (Masterbatch) — Dành cho nhựa có độ ẩm kém

Đối với các loại nhựa có khả năng thấm ướt kém (epoxy, polyester, alkyd dầu ngắn) hoặc các lô quá lớn để phân tán với lực cắt cao với khối lượng lớn, đất sét hữu cơ có thể được tạo sẵn thành bột nhão gel đậm đặc - thường là dung môi ~87%, đất sét hữu cơ 8–10%, chất kích hoạt cực 3–4% tính theo trọng lượng — sau đó được trộn vào lô chính. Xem hướng dẫn phân tán tiền gel cho thủ tục dàn dựng.

Bài học rút ra - Những sai lầm thường gặp cần tránh:

Trộn chưa đủ: dưới 15 phút ở tốc độ hơn 1.500 vòng/phút → tách lớp không hoàn toàn → độ bền gel kém
Chất hoạt hóa dư thừa: hơn 60% trọng lượng Đất sét hữu cơ → gián đoạn mạng lưới gel → mất độ nhớt
Thêm vào nhựa trước dung môi: đất sét hữu cơ phải tiếp xúc với dung môi trước để làm ướt thích hợp
Chất hoạt động bề mặt trước khi kích hoạt: một số chất hoạt động bề mặt cản trở sự kích hoạt phiến sét - trước tiên thêm Organoclay, chất hoạt động bề mặt sau dạng gel

Hướng dẫn khắc phục sự cố

vấn đề	Nguyên nhân có thể xảy ra	Giải pháp
Chỉ số xúc biến thấp / gel kém	Cắt không đủ; liều lượng kích hoạt sai; thêm vào nhựa thay vì dung môi	Tăng thời gian trộn lên 20 phút ở tốc độ ≥2.000 vòng/phút; xác minh chất kích hoạt ở mức 30–50% trọng lượng đất sét hữu cơ; thêm vào pha dung môi trước
Gel quá mạnh/lớp phủ quá THICKENT	Quá liều đất sét hữu cơ hoặc chất kích hoạt	Giảm Đất sét hữu cơ từ 10–15%; kiểm tra chất kích hoạt không vượt quá 50% trọng lượng đất sét hữu cơ
Khói mù trong lớp phủ trong suốt / trong suốt	mã sản phẩm hạt thô được sử dụng; phân tán không hoàn toàn	Chuyển sang mã sản phẩm mịn 10 μm (CP-MP, CP-MPS, CP-EDS); kéo dài thời gian trộn lên 20–25 phút ở tốc độ 2.500 vòng/phút
Sắc tố vẫn lắng xuống sau khi bổ sung Organoclay	Tỷ lệ xử lý quá thấp; mã sản phẩm không phù hợp với độ phân cực của dung môi	Tăng Đất sét hữu cơ lên 0,8–1,2% trọng lượng; xác minh mã sản phẩm là chính xác cho phạm vi phân cực dung môi
Độ chảy xệ trên bề mặt thẳng đứng mặc dù có đất sét hữu cơ	Cấu trúc phim quá cao; TI dưới 4,0; nhựa có độ nhớt quá thấp	Tăng đất sét hữu cơ thêm 20%; đo TI ở tốc độ 6/60 vòng/phút; xem xét tăng độ nhớt của nhựa gốc

Câu hỏi thường gặp

Đất sét hữu cơ được sử dụng trong sơn là gì?

Organoclay được sử dụng làm phụ gia điều chỉnh lưu biến xúc biến trong các loại sơn gốc dung môi, chất rắn cao, gốc dầu và các loại sơn phủ công nghiệp. Nó ngăn chặn sự lắng đọng sắc tố trong quá trình bảo quản, ngăn ngừa sự chảy xệ của màng ướt trên bề mặt thẳng đứng và duy trì hoạt động ứng dụng tốt (độ nhớt thấp dưới bàn chải, con lăn hoặc máy phun). Tỷ lệ xử lý hiệu quả: 0,2–2,0% trọng lượng tổng trọng lượng công thức.

Sự khác biệt giữa bentonite và Organoclay trong lớp phủ là gì?

Bentonite ưa nước và chỉ hoạt động trong các hệ thống gốc nước - nó sẽ không phân tán trong dung môi hữu cơ. Organoclay là bentonite biến đổi hóa học (trao đổi ion amoni bậc bốn) phân tán trong môi trường hữu cơ. Đối với sơn gốc dung môi, đất sét hữu cơ là phụ gia điều chỉnh lưu biến chính xác; bentonite được sử dụng trong các lớp phủ gốc nước và không nên nhầm lẫn với đất sét hữu cơ.

Làm cách nào để thêm đất sét hữu cơ vào sơn?

Thêm đất sét hữu cơ vào pha dung môi (không phải nhựa) trước khi nghiền. Đối với các mã sản phẩm thông thường, thêm chất kích hoạt phân cực (95% ethanol ở 30–50% trọng lượng Đất sét hữu cơ), sau đó trộn ở tốc độ 1.500–3.000 vòng/phút trong 15–20 phút và để yên 10 phút. Đối với các mã sản phẩm tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực (CP-APA, CP-MP10, CP-388), hãy bỏ qua trình kích hoạt và thêm trực tiếp. Hướng dẫn phân tán đầy đủ với hướng dẫn từng bước →

Tôi cần bao nhiêu đất sét hữu cơ trong sơn?

Lớp phủ kiến trúc: 0,2–0,8% trọng lượng. Lớp phủ bảo vệ công nghiệp: 0,3–1,5% trọng lượng. Lớp phủ hàng hải và hệ thống màng THICKENT: 0,5–2,0% trọng lượng. Lớp phủ trong suốt: 0,2–1,0% trọng lượng. Bắt đầu ở đầu dưới và đo chỉ số xúc biến (6 vòng/phút / 60 vòng/phút) — mục tiêu ≥ 4,0. Hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi để biết công thức cụ thể của bạn để được hướng dẫn chính xác.

Có thể thêm đất sét hữu cơ sau khi nghiền không?

Có — các mã sản phẩm dễ phân tán và tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực (CP-10, CP-10A, CP-APA, CP-MP10) có thể được thêm vào sau khi mài để điều chỉnh độ nhớt của sơn thành phẩm. Chúng không yêu cầu bước tạo gel trước hoặc chất kích hoạt cực, khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc chỉnh sửa sau. Các mã sản phẩm thông thường (CP-34, CP-40) phải được thêm vào trước hoặc trong khi nghiền để có độ bền gel tối đa.

mã Organoclay nào là tốt nhất cho mã sản phẩm phủ trong suốt?

Đối với sơn mài trong suốt, mã sản phẩm hoàn thiện bằng gỗ và mã sản phẩm phủ trong suốt: sử dụng mã sản phẩm hạt siêu mịn có độ phân tán ≤10 μm — CP-MP, CP-MPS, CP-MPZ, CP-EDS hoặc CP-EZ10. Chúng tạo ra gel trong suốt, không có sương mù ngay cả ở tỷ lệ xử lý trên 0,5% trọng lượng. Các mã sản phẩm mịn tiêu chuẩn có thể tạo ra sương mù trong các ứng dụng có độ rõ nét cao.

Đất sét hữu cơ có thể thay thế silica khói trong sơn không?

Vâng. Trong các hệ thống dựa trên dung môi, Đất sét hữu cơ thường mang lại chỉ số xúc biến trên một đơn vị trọng lượng cao hơn so với silica khói, với huyền phù sắc tố tốt hơn và không có độ giãn nở. Ở mức 0,5% trọng lượng trong hệ thống alkyd gốc xylene, CP-34 đạt được chỉ số xúc biến ≥ 4,5 so với khoảng 3,0–3,5 đối với silica khói ở cùng tốc độ xử lý, dựa trên thử nghiệm so sánh nội bộ của chúng tôi. So sánh chi tiết →

Chỉ số xúc biến Organoclay trong sơn là gì?

Chỉ số xúc biến (TI) là tỷ số giữa độ nhớt cắt thấp và độ nhớt cắt cao (được đo ở tốc độ 6 vòng/phút và 60 vòng/phút bằng nhớt kế Brookfield). Organoclay đạt được giá trị TI từ 3,0–8,0 tùy thuộc vào mã sản phẩm, liều lượng và hệ thống. Giá trị TI ≥ 4,0 nói chung là đủ để chống lắng đọng sắc tố và chống chảy xệ trong các mã sản phẩm phủ công nghiệp tiêu chuẩn. Giá trị TI cao hơn (5,0–8,0) được nhắm mục tiêu cho các ứng dụng màng THICKENT và mã sản phẩm phủ hàng hải.

Các mã dùng cho sơn được đề xuất: CP-34 (hệ thống thơm, có chất kích hoạt) · CP-APA (tự hoạt hóa, không cần chất hoạt hóa phân cực, xeton/ester/thơm) · CP-180B (lớp phủ trong suốt, thay thế silica khói) · CP-27A (hệ thống hàng hải & epoxy) · CP-EZ (siêu mịn 10μm, độ bóng cao) · CP-EW (sơn gốc nước)

Các trang liên quan: phụ gia chống lắng cho sơn · Kiểm soát độ nhớt trong lớp phủ · Phụ gia chống chảy xệ · Làm thế nào để ngăn chặn sự lắng đọng sắc tố · Organoclay vs silica khói