Poedercoatingharsen en hun eigenschappen
Poedercoatings zijn samengesteld uit een bindmiddel, pigmenten, vulstoffen en additieven. Synthetische harsen, die fungeren als bindmiddel, vormen het hoofdbestanddeel (tot 60% van het mengsel) en zijn grotendeels verantwoordelijk voor de eigenschappen van de uiteindelijke coating. De hardheid en stabiliteit en de algemene oppervlaktekwaliteit zijn een direct gevolg van de gebruikte hars. Filmvorming kan plaatsvinden volgens twee verschillende mechanismen. Deze zijn:
- fysisch drogen
- chemische vernetting (uitharding)
Op basis van hun fysische en chemische gedrag worden bindmiddelen ingedeeld in thermoplasten en thermoharders.
Thermoharders
Thermoharders moeten uitharden om een film te vormen. Daarom hebben ze na het smelten extra tijd nodig om de uithardingsreactie in de moffeloven te voltooien. De moffelparameters moeten altijd worden bepaald op basis van de maximale wanddikte van het gecoate onderdeel, omdat hier de langste opwarmtijd nodig is tot de juiste temperatuur is bereikt. De uithardingsomstandigheden hebben alleen betrekking op de objecttemperatuur. Thermoharders zijn zeer elastisch en slagvast.
Bindmiddelen:
- Epoxyhars
- Polyester
- Polyurethaan
- Acrylaat
Thermoplasten
Thermoplasten smelten en blijven kneedbaar. Ze kunnen meerdere keren vloeibaar worden als de temperatuur wordt verhoogd. Als ze te lang en te sterk aan hitte worden blootgesteld, is druppelvorming mogelijk. In tegenstelling tot thermoharders hebben deze poedercoatings geen apart uithardingssysteem nodig. Het belangrijkste toepassingsgebied is het wervelsinterproces. Alleen speciale types - zoals een thermoplastisch polyester en sommige types polyurethaan zijn geschikt voor elektrostatische verwerking.
Bindmiddelen:
- Polyamide
- PVC
- Polyethyleen
- Thermoplastisch polyester
- vast bij normale temperaturen (smeltpunt > ca. 65 °C)
- smelttemperatuur mag niet te hoog zijn
- lage smeltviscositeit in het standaard temperatuurbereik voor uitharding
- fysisch en chemisch stabiel tijdens opslag tot minstens 40 °C
- goede hechting op verschillende materialen zonder hechtingsbevorderaars
- goede verfbaarheid
Epoxyhars
Samenstelling
Er zijn verschillende soorten epoxyharsen, elk met verschillende functionaliteiten. Een groot deel van de epoxyharsen die wereldwijd worden gebruikt, zijn gebaseerd op bisfenol A.
Vernettingsmogelijkheden van epoxyharsen
- Amine (alifatisch, cycloalifatisch, aromatisch)
- Anhydriden
- Imidazolen
- Isocyanaten
- Silanolen
- Aminoplasten (amino- of amideharsen)
- Fenolharsen (lineaire fenolharsen, cresol novolaks)
Eigenschappen
Epoxyhars heeft een goede hechting aan de ondergrond, uitstekende mechanische eigenschappen (elasticiteit) en een zeer goede chemische weerstand. Het nadeel is vergeling en krijten van het oppervlak door blootstelling aan hogere temperaturen of UV-licht.
Hoewel nieuwe ontwikkelingen deze nadelige eigenschappen hebben verminderd, is epoxyhars niet geschikt voor weerbestendige coatings van hoge kwaliteit.
Poedercoatings op basis van epoxyhars geven een zeer soepele vloei voor hoogglanzende en matte oppervlakken. Door hun vernettingseigenschappen zijn ze perfect geschikt als primer:
- zeer goede penetratie in hoeken en randen
- goede chemische weerstand
- hoge reactiviteit/goed gedrag bij lage temperaturen
Toepassingen
Epoxypoedercoatings worden daarom tegenwoordig bijna uitsluitend gebruikt in de functionele sector, bijv. voor auto-onderdelen, in de elektrische en elektronica-industrie, corrosie beschermende primers en voor fittingen en wapeningsijzer.
Polyesterhars
Samenstelling
Polyesters worden gevormd als reactieproducten van de veresthering van polyhydrische alcoholen met polycarboxylzuren.
Vernettingsmogelijkheden van polyesterharsen
Reacties met polyesterharsen met carbonzuurfunctie
- Triglycidylisocyanuraat (TGIC)
- Hydroxyalkylamiden (HAA)
- Glycidylesters
- Epoxyharsen (hybriden)
Reacties met polyesterharsen met hydroxylfunctie
-
Isocyanaten (IPDI-adduct)
-
Polyuretdionen (polyisocyanaten)
Eigenschappen
Polyesterharsen worden gekenmerkt door hun bijzonder hoge weerstand tegen vergelen en krijten. Dankzij hun temperatuurstabiliteit worden ze ook steeds meer gebruikt in interieurtoepassingen. Bovendien vertonen ze een hoge glans- en kleurstabiliteit en zijn ze geschikt voor veel effecten en oppervlakken.
De weerstand tegen oplosmiddelen is echter lager in vergelijking met epoxy's en hybriden.
Toepassingen
Door hun weerbestendigheid zijn polyesters geschikt voor alle buitentoepassingen, zoals gevelelementen, raamkozijnen, landbouwmachines, tuin- en campingmeubilair, verlichtingsarmaturen en tweewielers, enz.
Polyurethaan hars
Samenstelling
PUR-poedercoatings zijn gebaseerd op vrije polyesterharsen met hydroxylgroepen die door een additiereactie worden vernet met polyisocyanaten.
Op basis van IPDI-derivaten (isoforondiisocyanaat) bestaan er hoofdzakelijk twee gebruikelijke vernettingsopties:
- Isocyanaat adducten
- Polyisocyanaten (polyuretdionen)
Eigenschappen
Poedercoatings op basis van polyurethaan zijn ook uitstekend bestand tegen verwering en krijten. Bovendien hebben ze uitstekende vloei-eigenschappen.
Toepassingen
Het toepassingsgebied van PUR poedercoatings overlapt dus met dat van polyesters. Vaak wanneer chemische weerstand vereist is, genieten PUR-poeders de voorkeur. Ze zijn vooral populair in de spoorwegsector.
Hybride systemen
Samenstelling
Bij de productie van epoxyhars/polyester gemengde poedercoatings, zogenaamde hybriden, worden geschikte polyesterharsen gebruikt die terminale, vrije carboxylgroepen in het molecuul bevatten, die ruimtelijke vernetting veroorzaken door toevoeging aan epoxygroepen.
De mengverhouding varieert van 60:40 tot 10:90 van epoxyhars tot polyester. (meest voorkomende mengverhoudingen 70/30, 60/40 en 50/50) De exacte mengverhouding wordt bepaald door specifieke eisen van de klant en toepassingsgebieden.
Eigenschappen
Hybriden hebben vergelijkbare eigenschappen als epoxy poedercoatings, maar bieden een betere vergelingsstabiliteit tijdens het moffelen en minder neiging tot krijten onder UV-blootstelling.
Toepassingen
De toepassingsgebieden zijn voornamelijk te vinden in de decoratieve sector, winkel- en rekkenbouw, metalen kantoormeubilair, huishoudelijke apparaten, tuin- en campingmeubilair, plafondelementen en radiatoren.
Acrylhars
Samenstelling
De productgroep weerbestendige acryl poedercoatings is gebaseerd op acrylharsen die kunnen worden vernet met verschillende harders.
Verknopingsmogelijkheden van GMA acrylaatharsen
-
alifatische dicarbonzuren
-
polycarboxylzuren en hun anhydriden
-
polyanhydriden
-
alifatische diaminen
Eigenschappen
- Acryl poedercoatings hebben uitstekende eigenschappen:
- Emissie- en afvalarme coating
- Vloei vergelijkbaar met vloeibare verven in de auto-industrie
- Bovengemiddelde weerbestendigheid (5-jaar test in Florida)
- Barstvrije blanke lak à Geen spanningsbarsten
- Uithardingstemperaturen van 130 °C mogelijk
Toch is hun aandeel in de poedercoating markt lager dan dat van de andere bindmiddelsystemen, wat kan worden verklaard door de volgende beperkingen:
- hoge prijs
- niet stabiel bij opslag op kamertemperatuur à koeling noodzakelijk
- toevoer van geklimatiseerde en gereinigde lucht noodzakelijk
- compatibiliteit à compartimentering van systemen met conventionele poedercoatings noodzakelijk
Back to overview