페인트, 코팅 및 접착제 회사가 제품에 산화 아연을 첨가하는 이유

산화아연 또는 더 일반적으로 ZnO라고 불리는 산화아연은 오늘날 표면 기술 분야에서 교묘한 강자입니다. 잘 선택된 단일 등급으로 자외선 차단, 내식성, 항균 내구성, 기계적 강화, 광학적 안정성, 유변학 제어 및 향상된 접착력을 제공할 수 있기 때문에 포뮬러 제조업체는 페인트, 코팅 및 접착제에 이를 통합합니다. 이러한 기능 범위는 드물며 백악질 사이딩, 녹슨 난간, 벗겨진 바닥 마감재 또는 박리된 라미네이트와 같이 고장이 나타나는 시장에 영향을 미칩니다.

자외선 차단 및 광안정성

산화아연의 우르츠사이트 결정 구조는 약 280~400나노미터의 파장 영역에서 자외선과 강하게 상호작용하는 넓은 밴드 갭을 가지고 있습니다. 필름에 분산되면 입자는 광자가 유기 바인더와 상호 작용하기 전에 에너지를 흡수하고 산란시킵니다. 건축 외장 코팅은 백묵이 더 천천히 변하고, 투명한 목재 코팅은 리그닌을 유지하며, 해양 및 자동차 코팅은 황변과 균열에 강합니다.

부식 방지 및 차단 성능

금속이 존재하는 경우 산화 아연은 두 번째 방어선을 제공합니다. 물리적으로 산화아연은 코팅을 조밀하게 하고 비틀림을 개선하여 물, 산소 및 이온의 실질적인 경로를 확장합니다. 화학적으로는 물과 반응하여 염기성 아연 염을 형성하고 침전물이 미세 결함을 밀봉하고 장벽을 강화할 수 있습니다. 에폭시 및 폴리우레탄 프라이머에서 ZnO의 극성 표면은 강철 및 아연 도금 기판의 습윤 및 접착을 촉진하고 염수 분무 및 습도 테스트에서 피막 부식을 감소시킵니다. 금속 아연 분진과 같은 희생 안료는 아니지만 녹을 적색화하고 스크라이빙 후 부식 블리스터를 줄이는 데 유용한 시간을 제공합니다.

항균 및 곰팡이 저항성

코팅 표면에서 방출되는 아연의 일부는 미생물의 막과 대사 과정을 방해합니다.

오래 지속되는 무기물 작용 메커니즘 덕분에 ZnO는 욕실, 주방, 병원, 식품 공장, 습한 지하실 등 곰팡이 및 악취 문제가 지속적으로 발생하는 곳에서 효과적입니다. 수성 접착제와 실란트의 보관성도 개선되며, 저용량의 ZnO는 휘발성 방부제 없이도 슬라임 형성을 방지하고 탱크와 호스를 깨끗하게 유지합니다.

기계적 강화 및 인성

산화 아연은 활성 필러입니다. 고에너지 극성 표면은 에폭시, 아크릴, 폴리우레탄, 니트릴 및 클로로프렌 기능과 상호 작용하여 응집력을 높입니다. 필름은 더 단단하고 내마모성이 뛰어나며 블록에 대한 저항력이 강해집니다. 감압 및 구조용 접착제는 모듈러스와 크리프 저항이 증가하여 온도와 하중 하에서 접착선 형상을 유지합니다. ZnO는 작은 입자 크기로 사용할 수 있기 때문에 과도한 취성이나 불투명도 없이 이러한 장점을 실현할 수 있습니다.

유변학 제어 및 적용

적절하게 분산된 ZnO는 부드러운 요변성을 제공합니다. 브러싱, 롤링 또는 스프레이 중에는 점도가 낮아져 레벨링을 돕고, 도포 후에는 다시 반등하여 처짐, 가장자리 슬럼핑 및 안료 침전을 방지합니다. 표면 처리된 실란, 스테아레이트 또는 폴리머 코팅은 화학자가 바인더 및 계면활성제와의 호환성을 조정하여 이산화티타늄 및 유기 착색제와의 응집을 줄일 수 있습니다. 그 결과 더 매끄러운 도포, 더 선명한 컷인, 수직면에 일관된 필름이 형성됩니다.

광학 관리 및 색조 안정성

TiO₂는 색 결함 및 광촉매 작용을 일으킬 수 있지만 밝기에서는 동등하지 않습니다. ZnO를 혼합하여 사용하면 언더톤을 보정하고 근자외선에 노출되었을 때 숨어 있는 색상을 개선하며 밝은 색상의 수명을 연장할 수 있습니다. 투명 코팅에 사용하면 나노 크기의 산화아연 입자가 “보이지 않는” 자외선 차단을 제공하여 불투명도나 이미지 선명도 저하를 일으키지 않으며, 밝은 코팅 표면 아래에서 목재, 플라스틱 및 인쇄된 이미지가 자외선에 의해 열화되지 않도록 보호합니다.

열 및 화학적 내구성

약 1975°C의 녹는점과 양쪽 성질을 가진 산화아연은 경화 조건에 강하고 다른 필름을 약화시킬 수 있는 산이나 염기의 작용을 제한합니다. 내열성 코일 코팅 제품은 반복적인 가열 및 냉각 사이클을 통해 광택과 유연성을 유지하기 위해 ZnO를 사용합니다. 정유 공장, 비료 공장 및 하수 처리 작업의 가혹한 환경에서는 ZnO를 방해하려는 세척제, 연료 및 염분 잔류물에 노출되더라도 차단 특성을 유지할 수 있습니다.

접착 촉진 및 치료 동역학

아연 센터는 산소 또는 질소 공여체와 잘 결합하는 루이스산 기능을 제공하여 계면 교차 결합을 촉매합니다. 기판 근처에서 겔화가 빨라지면 생산 라인에서 생산 시간이 단축되고 랩 전단 강도 및 박리 접착력이 향상됩니다. ZnO는 습식 경화 폴리우레탄 또는 실릴 말단 폴리머의 응축 공정을 개선합니다.

표 1: 코팅 및 접착제에서 ZnO의 접착 촉진 및 경화 동역학

지속 가능성 및 규정 준수 이점

이 화합물은 저방출, 저취제이기 때문에 VOC를 줄여 실내 공기질을 개선합니다. 또한 내구성이 향상되어 재도장 비율이 낮아져 서비스 수명 기간 동안 배출량이 줄어듭니다. 재활용 아연은 다양한 공급업체로부터 환경 제품 인증을 받았기 때문에 기업의 지속 가능성 요건을 지원할 수 있습니다. 또한 방부제, 자외선 안정제 또는 자외선 흡수제의 대체 프로세스는 화학물질 요건을 간소화하여 건강 및 안전 보고를 개선합니다.

사양, 처리 및 품질 관리

이점은 디테일에 있습니다. 입자 크기 분포는 광학적 특성과 강화에 영향을 미치며, 서브미크론 입자는 최대의 자외선 차단과 부드러움을 제공하는 반면 입자가 약간만 크면 점도와 비용 효율성이 향상됩니다. 특정 표면은 틱소트립신 및 분산제에 대한 요구 사항에 영향을 미칩니다. 표면 화학은 물 기반 제형과 용매 기반 제형을 구분하여 ZnO가 건조제 또는 촉매 성분과 불리하게 반응하지 않도록 합니다. 특히 납, 카드뮴, 염화물과 같은 불순물이 없어 규정 준수에 필수적이며 착색도 촉매하지 않습니다. 제조 측면에서는 높은 전단력을 사용하는 프리믹스를 통해 ZnO 입자의 습윤을 가능하게 하고, 특정 분산제는 첨가 속도와 온도를 제어하여 응집을 방지합니다.

경제성 및 증명

수동 첨가제에 비해 비용이 더 많이 들 수 있지만, ZnO를 사용하면 수명 연장, 콜백 감소, 방부제 감소, 생산 속도 향상, 경화 시간 단축 등의 이점으로 인해 실제 비용 절감 효과가 상쇄되는 경우가 많습니다. QUV, 크세논, 염수 분무, 습도, 마모, 충격, 굽힘, 랩 전단 등의 표준 테스트에서도 이러한 이점을 확인할 수 있습니다.

결론

포뮬러 공급업체가 산화 아연을 첨가하는 이유는 산화 아연의 다기능성 때문입니다. 산화아연은 태양 광선으로부터 보호하고, 부식을 억제하고, 미생물 성장을 줄이고, 박막의 강도를 높이고, 적용 편의성을 높이고, 색상을 조정하고, 열 및 화학 물질로부터 보호하고, 접착력을 높이고, 필요한 경우 지속 가능한 목표를 동시에 지원합니다. 산화 아연은 입자 크기, 표면 처리, 순도 등의 특성이 최적화되면 다양한 기능을 수행할 수 있습니다.