Rivestimenti senza PTFE: scelta delle cere micronizzate per resistenza ai graffi e opacità

Panoramica del meccanismo di ingegneria di base e della formulazione

Spinti dalla normativa PFAS, un numero crescente di formulatori di rivestimenti e inchiostri stanno valutando alternative prive di fluoro alle polveri di cera PTFE.

La rimozione del PTFE da un sistema consolidato raramente è uno scambio uno a uno. Il PTFE unisce basso attrito, elevata resistenza termica e resistenza alla brunitura in un unico materiale. Non fluorurato cere micronizzate ricoprono molte di queste funzioni, ma la scelta giusta dipende dalle tue condizioni di cura e dalla proprietà a cui tieni di più.

Questo articolo spiega cosa fa il PTFE in una pellicola, cosa possono coprire le cere micronizzate PE, PE ossidato, ammidico e PP e dove rimangono i compromessi.

Che ruolo gioca il PTFE nei rivestimenti?

In pellicole di rivestimento e inchiostro, la cera micronizzata PTFE contribuisce principalmente a tre cose:

1. Basso attrito e scivolamento superficiale Il PTFE ha un'energia superficiale molto bassa, quindi gli oggetti a contatto scivolano sulla pellicola invece di penetrarvi.

2.Resistenza termica Il PTFE fonde molto al di sopra delle temperature tipiche di cottura, quindi rimane solido durante i cicli di polimerizzazione a bobina, in lattina e in polvere.

1. Resistenza alla brunitura e alla marcatura dei metalli Le particelle rigide aiutano a limitare i segni lucidi e bruniti sulle superfici opache e i segni grigi lasciati dallo sfregamento di oggetti metallici sulla pellicola.

Sapere quale di questi è più importante nella tua applicazione è il punto di partenza. Se hai bisogno principalmente di resistenza allo scivolamento e ai graffi nei rivestimenti e negli inchiostri per legno a temperatura ambiente o a bassa cottura, il PE o le cere modificate sono spesso una soluzione adatta. Se il processo prevede la cottura ad alta temperatura o condizioni severe di marcatura dei metalli, la selezione della qualità richiede maggiore attenzione.

Cosa può coprire ciascun tipo di cera micronizzata?

Nessuna singola cera non fluorurata riproduce tutte le proprietà del PTFE. L'approccio pratico consiste nell'abbinare il tipo di polimero, il punto di goccia, la polarità e la dimensione delle particelle alla proprietà necessaria. La tabella elenca i gradi MILLWAX™ mostrati nella nostra brochure del prodotto; fare riferimento alla scheda tecnica per le specifiche finali.

Oltre il tavolo

Le cere di tipo PE sono il punto di partenza abituale per la resistenza allo scivolamento, allo sfregamento e all'antibloccaggio nei sistemi di polimerizzazione ambientale. Il PE ossidato e i gradi modificati sono più facili da incorporare nei sistemi a base acquosa. Le cere ammidiche apportano tenacità e resistenza all'abrasione. Le cere PP hanno un punto di goccia più elevato e vengono spesso scelte laddove l'uniformità dell'opacizzazione e la resistenza all'opacizzazione sono priorità. Le prestazioni effettive variano a seconda della formulazione.

Applicazioni e compromessi

Vernici per legno, finiture UV e PU

Di solito è l'area più semplice per la sostituzione senza PTFE. Cere tipo PE per la resistenza allo scivolamento e al graffio, cere PP o ammidiche per l'uniformità dell'opacizzazione e la resistenza all'effetto brunito.

Nota: nei trasparenti lucidi prestare attenzione alla granulometria e alla limpidezza. Cambiando il tipo di cera si modifica la distribuzione superficiale dell'agente opacizzante, quindi potrebbe essere necessario riequilibrare il rapporto cera/agente opacizzante per mantenere la brillantezza desiderata.

Rivestimenti industriali, vernici e inchiostri da sovrastampa Le cere tipo PE, PE ossidate e ammidiche ricoprono caratteristiche di resistenza allo sfregamento, antibloccaggio e antiscivolo.

Nota: le cere non fluorurate potrebbero richiedere un aggiustamento del dosaggio o della gradazione per raggiungere un coefficiente di attrito simile; considerare anche l'adesione della sovrastampa e la stampa a caldo.

Rivestimenti per coil e lattine Questo è lo scenario più impegnativo e richiede la selezione più attenta. Le temperature di picco dei metalli spesso superano i 200 °C, al di sopra del punto di goccia delle cere di PE, PP e ammide. A differenza del PTFE, queste cere si sciolgono nel forno e si ricristallizzano durante il raffreddamento, quindi la curva di raffreddamento e le condizioni di raffreddamento influiscono sulla superficie finale, sulla brillantezza e sulle prestazioni di marcatura del metallo.

Vernici in polvere Le cere PE, PP e ammidiche possono affrontare la resistenza ai danni superficiali, l'antibloccaggio e lo scivolamento. Gli speciali effetti strutturali del PTFE puro sono più difficili da riprodurre.

Nota: spostamento della brillantezza e adesione del rivestimento.

Come lavoriamo con voi sulla selezione

Il nostro team tecnico fornisce consigli sulla selezione e un riferimento per il dosaggio iniziale in base al sistema e agli obiettivi prestazionali, e prosegue con gli aggiustamenti in base al feedback della prova.

Per restringere il campo dei gradi MILLWAX in modo più accurato, è utile condividere quanto segue quando ci contatti:

• Sistema di resina e polimerizzazione: PU 2K, acrilato UV, acrilico/PUD a base acquosa, bobina di poliestere/melammina, polvere epossidica/poliestere, ecc.
• Spessore del film secco.
• Temperatura e tempo di polimerizzazione.
• Prestazioni target: brillantezza, resistenza allo sfregamento, resistenza ai graffi, coefficiente di attrito, ecc.

Sono disponibili TDS e SDS. Per favore contattaci per campioni e supporto tecnico →

Domande frequenti (FAQ)

Q1: Una cera micronizzata PE può sostituire la cera PTFE in ogni formulazione?

No. Le cere PE funzionano bene per la resistenza allo scivolamento, allo sfregamento e all'antibloccaggio nei sistemi di polimerizzazione ambientale, ma il loro punto di goccia (circa 108–126 °C nella nostra gamma) è molto inferiore al PTFE. Per condizioni di cottura a forno elevato o severe, solitamente vale la pena prendere in considerazione i gradi PP, ammidici o compositi, selezionati in base alle condizioni di processo.

Q2: In che modo la rimozione del PTFE influisce sull'opacizzazione?

Il tipo di cera e la dimensione delle particelle influenzano la distribuzione dell'opacizzante e la microrugosità della superficie. Dopo aver cambiato cera, potrebbe essere necessario regolare nuovamente il rapporto cera/agente opacizzante per mantenere la brillantezza desiderata.

Q3: Quale dimensione delle particelle dovrei scegliere per i trasparenti?

Dipende dallo spessore del film e dal target di brillantezza. Le particelle grossolane possono ridurre la chiarezza e la nitidezza dell'immagine, mentre quelle molto fini possono rimanere sepolte in pellicole più spesse. Il nostro team tecnico può consigliarvi in ​​base al vostro sistema.

Q4: Cosa è adatto ai sistemi a base acqua?

Le polveri standard di PE e PP sono idrofobiche e possono essere difficili da bagnare in acqua. I gradi di PE ossidato (5006/5011/5018), ammidico (3101/3103/3106) e sintetico modificato (8105) sono elencati come a base acqua o a base acqua/solvente nella nostra brochure e solitamente sono più facili da bagnare; le esigenze antischiuma dovrebbero essere confermate nel vostro sistema. Le emulsioni di cera predisperse sono un'altra opzione.

Q5: Come dovrebbe essere affrontata la marcatura dei metalli?

La marcatura del metallo è la traccia grigia o scura lasciata quando oggetti metallici sfregano su un rivestimento. Si riferisce all'attrito superficiale, alla rugosità e alla durezza. Una cera aiuta riducendo l'attrito e migliorando la resistenza ai graffi. Il nostro team tecnico può aiutare a identificare una direzione di pendenza adeguata in base alle condizioni di cottura e raffreddamento e apportare modifiche in base al feedback della prova.

MILLWAX™ di Rallychem | Supporto tecnico aggiuntivo, dalla discussione dell'applicazione alla produzione di massa affidabile.

Come certificato ISO produttore di cera micronizzata, Rallychem fornisce prodotti al 100% esenti da PTFE cera di polietilene micronizzata (SAMWAX® PE-04) e gradi compositi modificati con amido progettati per il controllo della dimensione delle particelle strette D50/D90 nei rivestimenti industriali per legno, bobine e lattine.