Formulierung des PVC-Beschichtungsharzes

PVC-Beschichtungen werden in der Regel unter Verwendung eines pastenförmigen PVC-Harzes hergestellt, bei dem es sich um ein emulsionspolymerisiertes Harz handelt. Diese Formulierung wird absichtlich so gestaltet, dass sie eine extrem feine Partikelgröße aufweist, die durch Sprühtrocknung einer Emulsion von Vinylchloridmonomer in Wasser erreicht wird. Das Ergebnis ist ein Harz, das in Kombination mit Weichmachern und einer Reihe von Additiven (wie Stabilisatoren, Gleitmitteln, Füllstoffen und Pigmenten) ein so genanntes Flüssig-PVC bildet - eine flüssige Formulierung, die als Beschichtung aufgetragen und anschließend ausgehärtet werden kann, um einen dauerhaften, flexiblen Film zu erzeugen.

Die Wahl eines pastenförmigen Harzes gegenüber einem Suspensionsharz ist wichtig. Suspensions-PVC-Harze werden mit gröberen Partikeln hergestellt und eignen sich besser für Anwendungen wie starre Rohrleitungen oder Profile. Im Gegensatz dazu gewährleistet die feine Partikelgröße von pastenförmigem (emulsionspolymerisiertem) PVC, dass die Beschichtung glatt ist, eine hervorragende Haftung aufweist und nach dem Aushärten eine gleichbleibende Leistung zeigt. Während des Aushärtungsprozesses - der in der Regel höhere Temperaturen erfordert - verbindet sich das pastenförmige Harz zudem effektiv mit den Weichmachern, so dass die endgültige Beschichtung die gewünschten Eigenschaften wie Flexibilität, Haltbarkeit und Klarheit aufweist.

Dieser Ansatz bei der Harzformulierung ist von zentraler Bedeutung bei spezielleren Vinylbeschichtungsanwendungen, z. B. bei dekorativen Bodenbelägen oder Oberflächenschutzbeschichtungen, bei denen die Gleichmäßigkeit und die glatte Oberfläche entscheidend sind. Durch die sorgfältige Anpassung der Additive und der Verarbeitungsbedingungen wird das Plastisol weiter auf die spezifischen Leistungsanforderungen der Endanwendung zugeschnitten.

Vinyl Chloride PVC Coating

Richtrezeptur 1: Standard-Weich-PVC-Beschichtung (Plastisol-Beschichtung)

Diese Formulierung ist typisch für Bodenbeläge, Dekorationsfolien und Anwendungen, bei denen es auf gute Haftung und Flexibilität ankommt. Sie basiert auf einem hochpastösen (emulsionspolymerisierten) PVC-Harz mit einer feinen Partikelgröße, die nach dem Aushärten einen glatten Film ergibt.

KomponenteBeladung (phr)Funktion/Rolle
PVC-Harz in Pastenform (Vinylchlorid-Harz) 100Das filmbildende Grundgerüst, das den strukturellen Rahmen für die Beschichtung bildet.
Weichmacher (z. B. Dioctylphthalat oder eine moderne Alternative)120Erweicht das Harz und steuert die Rheologie; ein höherer Weichmachergehalt erhöht die Flexibilität.
Thermischer Stabilisator (z. B. Ca-Zn-Komplex oder Alternativen auf Zinnbasis)3Schützt das Harz während des Aushärtungsprozesses bei hohen Temperaturen vor Degradation.
Dispersionsmittel1Hilft bei der gleichmäßigen Verteilung der Harzpartikel und etwaiger Pigmente oder Füllstoffe in der Mischung.
Schmiermittel1Verbessert die Verarbeitbarkeit durch Verringerung der inneren Reibung und gewährleistet einen reibungslosen Ablauf bei der Anwendung.
Füllstoff (z. B. Talkum oder Kalziumkarbonat)5Passt die Viskosität an, verbessert die Oberflächeneigenschaften und trägt zur Kostenkontrolle bei; kann auch den Mattierungseffekt beeinflussen.
Pigment/Zusatzstoffe (fakultativ)1-3Sorgt für Farbe oder zusätzliche Eigenschaften (wie UV-Stabilisierung); kann bei Klarlacken weggelassen werden.

Anmerkung zum Mischen:

  • Dispergieren Sie zunächst das PVC-Harz in dem Weichmacher bei kontrollierter Temperatur.
  • Fügen Sie nacheinander den Stabilisator, das Dispergiermittel und das Schmiermittel hinzu.
  • Zum Schluss werden der Füllstoff und das Pigment (falls verwendet) eingearbeitet, um eine homogene Mischung zu gewährleisten.

Leitformulierung 2: Hochfeste, langlebige PVC-Beschichtung für industrielle Anwendungen

Diese Formulierung ist für Anwendungen gedacht, die eine erhöhte chemische, witterungsbedingte oder mechanische Beständigkeit erfordern. Das Design kann auf industrielle Oberflächen oder architektonische Verkleidungen abzielen, wo ein robuster, hochfester Film gewünscht wird.

KomponenteBeladung (phr)Funktion/Rolle
PVC-Harz in Pastenform (Vinylchloridharz/-polymer) 100Dient als primärer Filmbildner, der eine ausgezeichnete Haftung und eine gleichmäßige Oberfläche beim Aushärten gewährleistet.
Hochleistungs-Weichmacher-Mischung100Sorgt für ein Gleichgewicht zwischen Flexibilität und verbesserter Beständigkeit (chemisch, witterungsbeständig); durch die Auswahl einer Mischung kann die Haltbarkeit optimiert werden.
Thermostabilisator-Mischung (auf Kalzium-Zink-Basis)3Gewährleistet eine langfristige thermische und oxidative Stabilität während der Verarbeitung und Lebensdauer.
Füllstoff (z. B. Talkum, Marmorstaub)8Verbessert die mechanischen Eigenschaften, senkt die Kosten und kann die Oberflächenbeschaffenheit und Deckkraft der Beschichtung verändern.
Aufschlagmodifikator (falls erforderlich)1Verbessert die Schlagfestigkeit, was bei Anwendungen, die Abrieb oder mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, nützlich ist.
Schmiermittel / Verarbeitungshilfsmittel1Fördert eine reibungslose Verarbeitung und trägt zur Aufrechterhaltung einer niedrigen Viskosität für einen effizienten Beschichtungsauftrag bei.
Pigmentkonzentrat (fakultativ)3Bietet dekorativen Wert oder Opazität; kann an die ästhetischen Anforderungen oder den UV-Schutz angepasst werden.

Bearbeitungshinweis:

  • Das Harz wird zunächst mit dem Weichmacher und dem Stabilisator vermischt, um eine einheitliche Basis zu gewährleisten.
  • Füllstoffe, Schlagzähigkeitsmodifikatoren und eventuelle Pigmente werden dann langsam zugegeben, um die Dispersion aufrechtzuerhalten.
  • Die endgültige Mischung wird in der Regel bei Raumtemperatur aufgetragen und unter kontrollierten Heizbedingungen ausgehärtet, um die gewünschten Filmeigenschaften zu erreichen.

Zusätzliche Überlegungen

  • Anpassung an den Endverbrauch: Je nach den gewünschten endgültigen Eigenschaften - wie z. B. Flexibilität oder Steifigkeit, Glanz oder Mattigkeit oder verbesserte Außenbeständigkeit - müssen die Mengen an Weichmachern, Füllstoffen und zusätzlichen Additiven fein abgestimmt werden. Laborversuche sind unerlässlich, um das optimale Gleichgewicht zu ermitteln.
  • Verarbeitungsbedingungen: Die Mischreihenfolge, die Temperatur und das Aushärtungsprofil haben einen entscheidenden Einfluss auf die endgültige Leistung des Films. So kann beispielsweise eine zu hohe Aushärtungstemperatur zu einem vorzeitigen Abbau führen, selbst wenn Stabilisatoren vorhanden sind.
  • Umwelt- und Regulierungsfaktoren: Jüngste Trends begünstigen Formulierungen mit niedrigerem Weichmachergehalt (unter Verwendung moderner, phthalatfreier Typen) und bleifreien Stabilisatoren, um Umwelt- und Gesundheitsvorschriften zu erfüllen. Passen Sie die Komponenten entsprechend an, wenn Sie für bestimmte Märkte formulieren.

Diese Formulierungen sind als Ausgangspunkte gedacht. Sie bieten einen Rahmen, auf dem Sie mit weiteren Experimenten und Optimierungen aufbauen können, die auf Ihre spezifischen Verarbeitungsanlagen, Substrate und Leistungskriterien zugeschnitten sind.

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