Omówiono właściwości wybielaczy optycznych i ich wpływ na parametry optyczne powłok farb dyspersyjnych. Przedstawiono wyniki badan różnych wybielaczy optycznych, omówiono możliwość i zasadność ich stosowania w kolorowych farbach dyspersyjnych dla budownictwa.

ABSTRAKT. Omówiono właściwości wybielaczy optycznych i ich wpływ na parametry optyczne powłok farb dyspersyjnych. Przedstawiono wyniki badan różnych wybielaczy optycznych, omówiono możliwość i zasadność ich stosowania w kolorowych farbach dyspersyjnych dla budownictwa.

ABSTRACT. Optical brighteners in dispersion paints. Discusses the properties of optical brighteners and their impact on optical quality in dispersion paints. The paper presents research results of various optical brighteners, discussed the possibility and appropriateness of their use in color architectural paints.


Czytając referat oglądaj prezentację z pdf-u zamieszczonego na końcu artykułu.

Wstęp

Rozjaśniacze optyczne to substancje wykazujące skłonność do fluorescencji i nadawania tej cechy powłokom malarskim, w których zostały zastosowane. Polega ona na przekształcaniu promieniowania niewidzialnego dla ludzkiego oka, szczególnie w końcowym zakresie bliskiego ultrafioletu (~370­380 nm) w promieniowanie w niebieskim zakresie pasma widzialnego ludzkim okiem (~460 nm).

Schemat działania rozjaśniacza optycznego pokazano na rys. 1

Jako podstawowy rozjaśniacz optyczny stosuje się pochodne kwasu dwuaminostilbenodwusulfonowego, np. sole sodowe (rys. 2).

Często za rozjaśniacz optyczny uważa się ultramarynę. Nie jest ona jednak substancją powodującą fluorescencję a zatem nie może być nazywana rozjaśniaczem optycznym.

Ultramaryna posiadając niebieską barwę, wprowadzona w niewielkiej ilości do białych farb dyspersyjnych powoduje, że obserwator rzeczywiście odbiera białość jako wyższą, jednakże jest to zasługą dostrzegania przez ludzkie oko niebieskiego pasma światła widzialnego, które powoduje wrażenie wyższej białości, jednakże nie jest to wynikiem fluorescencji.

Stosowanie rozjaśniaczy optycznych w farbach dyspersyjnych jest stosunkowo ograniczone. Wynika to z obawy technologów przed wywołaniem niepożądanych zachowań powłoki, szczególnie w przypadku zakolorowania farby. Brak dostępnych wyników badań powoduje takie obawy. Wychodząc naprzeciw nim przeprowadzono w Spektrochemie liczne badania rozjaśniaczy optycznych. Przedstawiamy niektóre z wyników badań prowadzonych na powłokach z farb dyspersyjnych z zawartością dwóch fluorescencyjnych rozjaśniaczy optycznych i ultramaryny.

Farba do badań

Do badań przygotowano farby dyspersyjne SOP 85% i suchej pozostałości 56% na dyspersji polimerowej Axilat 8202MB (Momentive), napełniaczu P­20 (Piotrowice), bieli tytanowej Tytanpol R­001 (Grupa Azoty Police) i hydroksyetylocelulozie alkalizowanej jako dodatku reologicznym. Do dyspergowania użyto polifosu (Luvena) jako dyspergatora I stopnia i Tensolu DDM (Tensis). Dyspergowanie przeprowadzono technologią Spektrochemu. Udział bieli tytanowej w SOP = 23%.

Przygotowano cztery próbki farb:
0 – bez rozjaśniacza,
1 – ultramaryna (w postaci pasty),
2 – rozjaśniacz optyczny A,
3 – rozjaśniacz optyczny B. Dozowanie poszczególnych rozjaśniaczy ultramaryny wg zaleceń producenta.

Wykonano badania powłok:
– białość (wg PN­C­81914:1998 pkt. 3.5.5) i zażółcenie (wg PN­86/C­04404/16)
-Δ*ab powłok pigmentowanych z rozjaśniaczami i ultramaryną w stosunku do powłok otrzymanych z farb bez rozjaśniaczy (według PN­ISO 7724­3:2003 za pomocą spektrofotometru Konica Minolta CM­2500d)
– odporność powłok białych i kolorowych na działanie światła (5 cykli działania światła i temperatury podwyższonej do 50°C – autorska metoda badawcza Spektrochemu).

Badania białości i zażółcenia

Na wykresie 1 przedstawiono oznaczone białościpowłok, a na wykresie 2 zażółcenie powłok.





Z wykresów wynika, że w badanym układzie najwyższe białości uzyskały rozjaśniacze optyczne B i A, a następnie ultramaryna. Zażółcenie powłok również jest znacznie niższe (wartości ujemne) dla wszystkich powłok, przy czyn najniższe uzyskano dla ultramaryny. Po naświetlaniu powłoki z rozjaśniaczami optycznymi wykazały wzrost zażółcenia i przyjął on wartości dodatnie. Powłoki z ultramaryną wciąż posiadały zażółcenie ujemne. Również w przypadku spadku białości po zażółceniu, najmniejszy zaobserwowano dla powłoki z ultramaryną.

Badania w powłokach kolorowych

Farby do badań zakolorowano dwoma pastami pigmentowymi dwóch dostawców. Do kolorowania użyto kolorantów z pigmentami: żółtym PY74 oraz zielonym PG7. Udział pasty pigmentowej w farbie 5% wag.

Na wykresie 3 przedstawiono Δ*ab powłok żółtych kolorowanych z rozjaśniaczami optycznymi i ultramaryną w stosunku do powłok kolorowanych bez rozjaśniaczy i ultramaryny.





Z wykresów 3 i 4 wynika, że powłoki pigmentowane pastą żółtą z obecnością ultramaryny wykazują znaczną niezgodność odcienia barwy z powłoką bez ultramaryny. W przypadku koloru zielonego nie dostrzega się takiej niezgodności. Powłoki pigmentowane pastami żółtymi i zielonymi wykazują tak małe odchylenia, że są one praktycznie do pominięcia. Wszystkie powłoki zachowują się stabilnie pod kątem odporności na światło.

Wnioski

- ultramaryna jako niebieski pigment miesza się z niektórymi innymi pigmentami powodując powstawanie nowych kolorów (np. z żółtym)
– fluorescencyjne rozjaśniacze optyczne są całkowicie obojętne dla past pigmentowych i tym samym nie powodują zmian kolorów pigmentowanych farb i powłok z nich otrzymywanych
– ultramaryna stabilizuje dobrze białe powłoki pod katem ich odporności na działanie światła i zmiany białości i zażółcenia, jak również powłoki kolorowe z pominięciem wcześniejszego wywoływania zmiany koloru jak wyżej
– fluorescencyjne rozjaśniacze optyczne podwyższają odporność na działanie światła powłok kolorowych i mogą być z powodzeniem w nich stosowane do uodpornienia na działanie światła

Podsumowanie

Przedstawiony tu zakres badań stanowi jedynie wybrane fragmenty pracy badawczej nad rozjaśniaczami optycznymi w powłokach malarskich. Już na tym etapie można przyjąć podane wnioski i obalić mity związane z obawami przed stosowaniem ultramaryny i fluorescencyjnych rozjaśniaczy optycznych.

Pobierz pdf prezentacji:
Rozjaśniacze optyczne w farbach dyspersyjnych

Artur PAŁASZ, Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Farb, Klejów i Polimerów „SPEKTROCHEM”, Tarnobrzeg
__________
Materiał z seminarium: OPTYMALIZACJA JAKOŚCIOWA I CENOWA TECHNOLOGII WYTWARZANIA WODOROZCIEŃCZALNYCH FARB I TYNKÓW DYSPERSYJNYCH • CZELADŹ 20 XI 2014

Autor: Spektrochem Paint R&D and Testing Laboratory - zobacz wizytówkę firmy