Smart coating-roadshow-feb-2015-krasbescherming-polymer-based-daan-dewulf
-
Upload
sirris -
Category
Technology
-
view
245 -
download
0
Transcript of Smart coating-roadshow-feb-2015-krasbescherming-polymer-based-daan-dewulf
Extra krasbescherming via polymeer gebaseerde coatings Daan Dewulf Sirris Smart Coating Application Lab
18.11.14 1 © sirris | www.sirris.be | [email protected] |
Inleiding tot (krasvaste) polymeer coatings
18.11.14 2
Kunststoffen meer onderhevig aan externe invloeden
Krassen, abrasie, UV-degradatie, warmte,…
Beschermen via (kraswerende) polymeercoatings
© sirris | www.sirris.be | [email protected] |
Inleiding tot (krasvaste) polymeer coatings
18.11.14 3
Beschermen van metallische substraten Verhinderen van roest
Clearcoat/topcoat/hardcoat Poedercoating
© sirris | www.sirris.be | [email protected] |
Inleiding tot krasvaste polymeer coatings
18.11.14 4
Definities Kras: een door een kracht geïnduceerde groef-
vormige beschadiging veroorzaakt door een scherp object Sleutels, winkelkarretjes ed. Veroorzaken breuk in coating
Abrasie: een fenomeen veroorzaakt door de mechanische actie van wrijven, schrapen of erosie waarbij voortdurend kleine deeltjes uit het materiaaloppervlak worden weggenomen
Micro- abrasie (engels: “mar”): degradatie van een oppervlak door een groot aantal microkrassen of microputjes, waardoor de glans of transparantie merkbaar vermindert Car wash-krassen Veroorzaken geen breuk in de coating Verlies van glans
© sirris | www.sirris.be | [email protected] |
18.11.14 5
Toepassingsgebieden Krasvaste coatings op optische lenzen Automotive glanscoatings Vloervernis ( “epoxy-vloeren”) Laminaatvloer/parket …
Behoudt van onderliggende materiaal eigenschappen Transparantie Dikte van de coating
© sirris | www.sirris.be | [email protected] |
Inleiding tot krasvaste polymeer coatings
Greep uit de verschillende soorten polymeer gebaseerde coatings
18.11.14 6
Polyester (acrylaat) Epoxy (acrylaat) Poly-urethaan (acrylaat) Melamine (acrylaat) Silicone …
© sirris | www.sirris.be | [email protected] |
Verschillende soorten polymeren
18.11.14 7
Keuze polymeer afhankelijk van gewenste eigenschappen
© sirris | www.sirris.be | [email protected] |
Urethaan Epoxy
Polyester Bron: Allnex UV uithardende harsen
Verschillende soorten polymeren
18.11.14 8
Keuze van polymeer? Substraat adhesie Uithardings mechanismen Uv of thermisch
Transparantie Hardheid/flexibiliteit Corrosie resistentie …
© sirris | www.sirris.be | [email protected] |
Van polymeer naar coating formulatie
18.11.14 9
Formulatie: - Hars (polymeer basis) - (reactieve) verdunner - Additieven (+ foto initiator) pigmenten, keramische (nano)deeltjes,
ontschuimers, verdikkers, vloeiverbeteraars,…
Uitharding (“curing”) Kamer temperatuur Thermisch/IR UV
© sirris | www.sirris.be | [email protected] |
Voorbehandeling oppervlakken Meest cruciale stap Bevochtings- en hechtingsproblemen oplossen door:
Reinigen met detergenten en ontvettingsmiddelen Verruwen van het oppervlak
Niet interessant indien transparantie is vereist
Chemische oxidatie (etsen) Corona—plasma behandeling
Verhogen oppervlakte energie
Een ‘goede’ coating, kan ‘slechte’ eigenschappen vertonen indien geen rekening wordt gehouden met een correcte voorbehandeling
Applicatiemethoden Spraycoaten
Snel Moeilijke geometrieen mogelijk Weinig coatingvloeistof Goed automatiseerbaar
Nood aan procesoptimalisatie
• Orange peel • Overspray
Hoge flux van lucht • Nood aan stofvrije ruimte!
Spraycabine @ Smart Coating Lab
Applicatiemethoden
Flow coaten Coatingvloeistof wordt rond gepompt: 85% efficiënt Weinig gevoelig aan stof Afdruipen kan lang duren Beperkte geometrieen Lage viscositeit vereist
Flow coaten van de lens van een koplamp
Applicatiemethoden
Rol coaten
bar-/spiraal coaten m.b.v. meyer spiraal
Goede diktecontrole Snel /egaal proces
Enkel voor vlakke substraten Juiste viscositeit vereist
Applicatiemethoden Dip coaten Snel, egaal, makkelijk
Veel coating vloeistof nodig Ophangpunt Beperkte geometrien Viscositeit/druipers
Karakterisatie methoden krasvastheid/abrasie Hardheid
Potloodhardheid (ASTM D 3363 ): meest gebruikt Kras plaatsen met reeks potloden met oplopende hardheden: 6B - … -
HB – F – 6B – 5B – 4B – 3B – 2B – B – HB – F – H – 2H – 3H – 4H – 5H - 6H Potlood onder hoek van 45° en wordt vooruit verplaatst Hardheid coating is de hardheid van het potlood dat net geen kras
zichtbaar of voelbaar geeft.
Alternatief: Sclerometer Pen met SiC punt die op spanning wordt gebracht door een instelbare veer De spanning wordt verhoogd tot de pen een kras veroorzaakt.
Karakterisatie methoden krasvastheid/abrasie
18.11.14 © sirris | www.sirris.be | [email protected] | 16
Abrasie: Taber abraser test (ASTM D4060) Testplaat roteert tegen twee abrasieve wielen Verschillende wielen:
sterk abrasief (H18): abrasieweerstand (meting door gewichtsverlies)
Mild abrasief (CS 10F): micro-abrasie (gloss of haze meting)
25 cycles, uncoated 500 cycles Hardcoated
CS10F wheels with a 500g load
Karakterisatie methoden krasvastheid/abrasie
18.11.14 © sirris | www.sirris.be | [email protected] | 17
Clemen test (ISO1518) Bepaling van de weerstand tegen blijvende vervorming door
indringing (= kras) Naald met carbidepunt wordt over het oppervlak verplaatst Normaalkracht loopt op van 1 tot 20 N Kleinste normaalkracht bij blijvende vervorming geeft de
krasweerstand
18.11.14 19
Optimaliseren van de basishars (“backbone”)
Bij de productent Optimaliseren door versterken van de formulatie:
HYBRIDE COATING Toevoegen additieven/sol-gel netwerken
Harde nanodeeltjes al dan niet organisch gemodificeerd
Behoud transparantie Lage ladingsfactor Goede inmenging geeft stabiliteit Aggregatie leidt tot hoger viskeus karakter
Frictieverlagende additieven (“Slip”) PTFE deeltjes PE/PP Waxen
Hardheid van de coating gaat omlaag
© sirris | www.sirris.be | [email protected] |
Krasvastheid en/of abrasieresistentie verhogen
Circular Taber Abraser; ASTM D4060
Weerstand tegen abrasie
18.11.14 © sirris | www.sirris.be | [email protected] |
Krasvastheid/abrasieresistentie verhogen door hybride coatings
20
Coating developed @ Sirris Smart Coating App Lab (project IWT-VIS-CO multifunctional coatings)
Comparison with commercial coatings
3-3-2015 © Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 21
Circular Taber Abraser; ASTM D4060
Wat doen wij voor u? Er bestaan al heel wat commercieel
beschikbare krasvaste coatings Welke coating is nu geschikt voor uw
materiaal/applicatie? Hechting en eigenschappen sterk
afhankelijk van substraat
Projecten Advies voor coating Ook reeds bestaande formulaties
verbeteren Applicatie en prototypes maken Coating eigenschappen testen Volgen van de laatste ontwikkelingen!
18.11.14 © sirris | www.sirris.be | [email protected] | 22
Zelfherstellende coatings Zelfherstel door microcapsules Schade in vroeg stadium herstellen
Zelfherstellende coatings Zelfherstel door materiaalvloei (lage glastransitie T)
Bayer: 2K PUR Clear Coat toepassing: metallische automotive
Zelfherstel door nieuwe bindingen reversibele waterstofbruggen
bij verhoogde T
+32 472 38 11 60
Daan Dewulf – Project Engineer
3.03.15 © sirris | www.sirris.be | [email protected] |
www.sirris.be www.smartcoating.be