Náhrada koalescentu na bázi butylglykolu ve formulacích určených pro aplikace na vláknocementové střešní a fasádní desky

Bc. Marek Šenfeldr

Master's thesis

Replacement coalescent agent based on butylglycol in formulations intended for applications on fiber-cement roofing and facade panels

Abstract:

Práce se zabývá náhradou koalescentu na bázi butylglykolu ve formulacích aplikovaných jako spodní, základní a vrchní nátěry pro vláknocementové podklady s použitím jako střešní krytiny a fasádní desky. Cílem práce bylo nalézt vhodný a zároveň environmentálně neškodný koalescent ze skupiny testovaných vodou mísitelných, částečně vodou mísitelných a vodou nemísitelných koalescentů takový, který dosáhne lepších filmotvorných vlastností při stejném dávkování, případně stejných filmotvorných vlastností při nižším dávkování a zároveň bude obsahovat menší množství těkavých organických látek. Jednotlivá měření byla provedena ve spolupráci se společností Swisspearl a.s. Pro splnění cílů práce byla provedena studie nepigmentovaných vzorků nátěrových hmot na bázi vodou ředitelné akrylátové disperze s Tg > 50 °C s postupně zvyšující se koncentrací koalescentu na sušinu této disperze s hodnotou 1; 2,5; 5; 10; 12,5; 15 a 20 %. V průběhu experimentální části práce byly stanoveny fyzikálně-chemické vlastnosti testovaných koalescentů a pojiva. Následně bylo provedeno laboratorní testování a vyhodnocení fyzikálně-chemických vlastností a mechanické a chemické odolnosti nátěrových hmot a filmů. Koalescenty na bázi dipropylenglykol-monobutyletheru, ethylenglykol-monobutyletheru, ketalesteru, butyllevulinátu a esterů dikarboxylové kyseliny dosáhly optimálních výsledků a byly použity do pigmentovaných formulací s aplikací jako spodní, základní a vrchní nátěry pro vláknocementové podklady. Vzhledem k tomu, že vybrané koalescenty dosáhly srovnatelných výsledků při nižším dávkování a neobsahují těkavé organické sloučeniny v porovnání s referencí, kterou byly nátěrové hmoty a filmy obsahující kombinaci koalescentů na bázi ethylenglykol-monobutyletheru a dipropylenglykol-monobutyletheru bych tyto koalescenty doporučil dalšímu testování typu skladovatelnost, mrazuvzdornost a delší expozici v urychlených povětrnostních testech v QUV komoře, případně expozici v agresivnějším prostředí například xenonová komora.

Abstract:

The work deals with the replacement of coalescent based on butyl glycol in formulations applied as bottom, base and top coatings for fiber cement substrates with use as roofing and facade panels. The aim of the work was to find a suitable and at the same time environmentally harmless coalescent from the group of tested water-miscible, partially water-miscible and water-immiscible coalescents, one that achieves better film-forming properties at the same dosage, or the same film-forming properties at a lower dosage, and at the same time will contain a smaller amount of volatile organic substances . Individual measurements were made in cooperation with Swisspearl a.s. In order to fulfill the objectives of the work, a study was carried out of non-pigmented samples of paint materials based on water-dilutable acrylate dispersion with Tg > 50 °C with a gradually increasing coalescent concentration on the dry matter of this dispersion with a value of 1; 2.5; 5; 10; 12.5; 15 and 20%. During the experimental part of the work, the physico-chemical properties of the tested coalescents and the binder were determined. Subsequently, laboratory testing and evaluation of physico-chemical properties and mechanical and chemical resistance of coatings and films was carried out. Coalescents based on dipropylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ketal ester, butyl levulinate and dicarboxylic acid esters achieved optimal results and were used in pigmented formulations with application as bottom, base and top coats for fiber cement substrates. Given that the selected coalescents achieved comparable results at a lower dosage and do not contain volatile organic compounds compared to the reference, which was paints and films containing a combination of coalescents based on ethylene glycol-monobutyl ether and dipropylene glycol-monobutyl ether, I would recommend these coalescents for further shelf-life testing, frost resistance and longer exposure in accelerated weather tests in a QUV chamber, or exposure in a more aggressive environment, for example a xenon chamber.

Keywords

Vodou ředitelná akrylátová disperze, koalescent, vláknocement, butylglykol, nátěrový film

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 5. 2023

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Andréa Kalendová, Dr.

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Master programme / field:
Chemistry and Technology of Materials / Organic Coatings and Paints