פתרונות ל- Low-VOC

תרכובות אורגניות וולטיל (VOCs) הן דאגה משמעותית בתעשיית הציפוי.כימיקלים אלה, שפורסמו במהלך היישום וריפוי של צבעים, כות, וסימני הגנה, לתרום להיווצרות האוזון ברמה הקרקעית, זיהום אוויר, ובעיות בריאותיות כגון גירוי נשימה ואפקטים נוירולוגיים.

איך עצמי-Healattings Work

ציפויים של עצמים מחקים תהליכי תיקון ביולוגיים.עיקרון הליבה הוא להטמיע מנגנון ריפוי בתוך ממטריקס הציפוי המפעיל על הנזק - סדקים או שריטות חריפות - כדי לשחזר את תכונות המחסום.

  • (FLT:0Microcapsule מבוסס מערכות: קיד:1 קפסולות קטנות המכילות סוכן ריפוי נוזלי (למשל, שמן מונומר או יבש) מפוזרים בציפוי.כאשר מפיץ סדק, הוא קרע את הקפסולות, שחרור הסוכן לתוך מטוס הפצח או מרפא (גם מטביעה או מוטבע) לאחר מכן מקלקל את הנזק הפולימרים, משתחרר את הסוכן לתוך מטוס הנפץ או מחוספס.
  • (FLT:0) מערכות אוויריות: 1.FLT:1 רשת של ערוצים או סיבים המכילים סוכני ריפוי עובר דרך הציפוי, אנלוגי כלי דם.נזק שובר את הערוצים האלה, שחרור הסוכן על שטח גדול יותר, המאפשר אירועים ריפוייים מרובים.
  • (FLT:0) ⁇ העצמי העצמי-healing:cioFLT (:1 חומר הציפוי עצמו מתוכנן עם אג"ח כימי ניתוק (למשל, תגובות דילס אלדר, אגרות חוב מטושטשות או מגע מימן) נזק, אגרות חוב אלה יכולות רפורמה - לעתים קרובות מופעלת על ידי חום, אור או לחות - ללא צורך כמוסות משובצות.

כל מנגנון מציע שינויים בין יעילות ריפוי, מספר מחזורי ריפוי, והתאמה עם ניסוחים קיימים של ציפוי.חידושים אחרונים להתמקד אופטימיזציה אלה עבור מערכות ידידותיות לסביבה.

טכנולוגיות מפתח גורמות ל-VOC Emissions

סוכני ריפוי מבוססי-ביו

סוכני ריפוי מסורתיים - כגון Isociantes או epoxy monomers - יכול להיות רעיל או גבוה ב VOCs. חוקרים פנו להזנת מחודשים.מיקרו-קומפוזרים המבוססים על ביו-קו באמצעות שמנים צמחיים (למשל, שמן linseed, שמן סיטור) או פוליקולים ביולוגיים-דר מספקים כיום יעיל עם פרופיל פליטה נמוך בהרבה, למשל, שמן נוזלי (NSCV) ודגמי לנטרל את התקני פחמן (NSCNUMF) כאשר הם מספקים סטנדרטים מצוינים) ו-FDFED CULLNUMFD (NSCNUMFED CULLNUMF) ו-LNUMFED CULLNUMF) ו-FED CULL Tobacco Tobacco DUS DUS DLOD) ו-NUMFEN CULLNUMFENFENFENFENCNUMFENCOODLENCOODLNUMFENCOODLENCOODNUMFENCOODLENCOODLNUMFENCOODNUMFED CULLNUMED CULED CULED CULLNUMED CULLNUMED

ווטרבורן ו- Solvent-Free Formulations

ההתקדמות במיקרו-capsulation אפשרה לסוכני ריפוי להיות מושעה במערכות ציפוי מים. ציפויי Waterborne מכילים פחות VOCs מאשר עמיתים מבוססי-מעצורים. על ידי שילוב של רזים בבסיס מים (למשל, פיזור פוליאוריטאן או emulions acrylic) עם סוכנים מרפאים מלוכדים, להשיג הן רמות נמוכות של פחמן-Credrecured נמוך ולהפחית במהירות נמוכה יותר של צינורות אוויריים, אשר תחת ציפויים אולטרה סגולים, אשר פחות.

שיפור יכולת ה- Encapsulation

מיקרו-capsules מוקדם לעתים קרובות מפוזרים מוקדם במהלך ערבוב או יישום, שחרור סוכנים ריפוי מוקדם ושילוב ציפוי. חידושים בחומרי פגז - שימוש פולימרים חזקים כמו פוליאורה, פוליאוריטאן, או אחליקה - יש שיפור דרמטי יציבות מכנית.הכמוסות של היום לשרוד תערובת גבוהה, ריסוס יישום, אחסון מורחב, להבטיח כי סוכני ריפוי זמינים רק כאשר צריך יעיל זה ייצור עצמי.

מערכות ריפוי מרובות

הדור האחרון של ציפויים משלב עצמו-הההה עם פונקציות הגנה אחרות, עוד צמצום מספר הציפויים הדרושים.לדוגמה, שכבה אחת עשויה להציע גם מעכבי היסוס עצמי וקורוזיון. חלק מהנוסחאות מטביעות מעכבי קורוזיה למיקרו-capsulesules לצד סוכני ריפוי, שחרור בו זמנית כאשר הציפוי הוא פורץ.

יתרונות סביבתיים וכלכליים

VOC Emissions Over The Lifecycle

היתרון הסביבתי העיקרי הוא ההפחתה משמעותית של VOCs מפעולות recoating.a בניין חזית או חלק רכב עשוי לדרוש מימון מחדש כל 2-5 שנים. משטחים של עצמו המרחיבים את חיי הציפוי ל -10-15 שנים יכול לחסל שני או שלושה מחזורים מחדש, כל אחד מהם משחרר VOCs. גם אם הציפוי הראשוני יש מעט גבוה יותר פליטות ממות (מסוכנים המבוססים על ידי ביו-או-קו-או-caps), תמיכה עצמית.

ההרחבה Extended Coating Lifespan and Durability

ציפויים עצמיים חוזרים ממיקרו-צריפים, אשר הם בדרך כלל נקודת ההתחלה של דלמינציה, קורוזיה ולחות בתוקפנות.על ידי חותם באופן אוטומטי פגמים אלה, הציפוי שומר את שלמות המחסום שלו הרבה יותר זמן. בדיקות שדה על ניקוי רכב מראה כי גרסאות של עצמו-healing לשמור על עמידות מבריקה ושרטט לאחר שנים של חשיפה שבה ציפויים קונבנציונליים יידרדרו ישירות לצריכת חומרים נמוכה יותר פסולת חומר שנשלחה פחות.

עלויות תחזוקה נמוכות

תעשיות שמתחזקות ציים גדולים של כלי רכב, מטוסים או תשתיות ניצבות בפני עלויות משמעותיות לבדיקה, תיקון, ושיקום עצמי של ציפויים להפחתה בתדירות ההתערבות הללו.המשרד לאנרגיה של ארה"ב הדגיש את FLT:1 כי ציפויים עצמיים על להבי טורבינות רוח יכולים לקצץ בעלויות עד 40% תוך הרחבת החיים.

יישומים בתעשייה

רכב

ניקוי רכב שנחשפו לצ'יפס אבן, שריטות, ותחריט סביבתי נהנים מאוד. כמה יצרני פרימיום מציעים עכשיו "חיוב עצמי" מנקה כי לתקן שריטות אור מתחת חום (למשל, מאור השמש או מים חמים) בשילוב עם בסיסים דלים-VOCborne, מערכות אלה לייצר מכוניות עם הפסקת אש ארוך יותר וסילוק נמוך יותר.

חללי תעופה

ציפוי מטוסים חייב לעמוד בקרינת UV קיצונית, טמפרטורה וחשיפה נוזלית.התעלים עצמיים להפחית את הצורך בהחזרות תכופה, אשר יקר וכולל פעולות פסים VOC-intensive. תוכניות מחקר ב-FLT:0Imperial College LondonFLT:1 מפתחים ציפויים עבור רכיבי מנוע סילון כי מחסום תרמילאי עצמי, שיפור יעילות הדלק וצמצום פליטות.

בנייה ותשתית

מבנים, גשרים ומבנים ימיים סובלים ממיקרו-קררים בשל התרחבות תרמית ותנועה מבנית. ציפויים עצמיים על בטון ופלדה יכולים למנוע מים וכלור בתוקפנות, להרחיב מאוד את המרווח בין repainting. השימוש בסוכני ריפוי המבוססים על ביולוגית הופך את הציפויים האלה מתאימים להסמכה ירוקה כגון LEED, אשר מתגמל חומרים נמוכים מזניחים.

Marine Marine

משחות האנייה חשופים ברציפות לשקע מכני ו biofouling. self-healing ציפויים נגד ייצוב שחרור ביוצידה רק על נזק - במקום כל הזמן - לחנך הן פליטות VOC והן רעילות סביבתית.

כיוונים עתידיים ואתגרים

Stimuli-Responsive ו-Smart Coating

ציפויים של הפיגור העצמי הדור הבא יגיבו לטריגרים ספציפיים - שינוי PH, טמפרטורה או אפילו כוח מכני - ליזום ריפוי רק כאשר יהיה צורך.אינטליגנציה זו תמזער עוד יותר כל שחרור בלתי מאומת של סוכני ריפוי וייעל את עמידות הציפוי.אינטגרציה עם רשתות חיישן (IoT) יכול לאפשר ציפויים לדווח על נזק וריפוי בזמן אמת, המאפשר תחזוקה חיזוי.

אתגרים לאימוץ נרחב

למרות ההתקדמות המהירה, אתגרים נשארים.עלויות: סוכני ריפוי מלוכדים מוסיפים עלות חומרי גלם, למרות שחיסכון במחזור חיים לעתים קרובות מסיט את זה. Scalability: ייצור מיקרו-capsules או רשתות פולשניות ב כרכים תעשייתיים דורש שליטה קפדנית בתהליך. קבלת אישור: סוכנים חדשים המבוססים על ביו-פוליטי או פולימריאים חייבים לעבור בדיקה סביבתית לבסוף, ביצועים ארוכי טווח תחת תנאים אמיתיים עדיין נאספים.

מסקנה

ציפויים עצמיים מייצגים שינוי פרדיגמטי בהגנה על פני השטח - אחד שמתייחס לגורם השורש של פליטות VOC מתחזוקה ציפוי ולא רק צמצום ה-VOCs בכל אחד יכול. על ידי הטמעת מנגנוני תיקון ישירות לתוך ממטריקס הציפוי, חומרים אלה להפחית באופן דרסטי את תדירות של קידוד מחדש, slashing Lifecycle פליטות VOC תוך שיפור עמידות והורדת עלויות.