VOCコーティングソリューションの必要

揮発性有機化合物(VOC)は、コーティング業界で重要な関心事です。これらの化学物質は、塗料、ニス、保護仕上げの硬化、地上レベルのオゾン形成、大気汚染、および呼吸刺激および神経効果などの健康問題に貢献します。従来のコーティングメンテナンス - 頻繁な修理、再コーティング、および剥離 - これらの排出量を増加させます。自己治癒コーティングは、エレガントな代替材料を提供します。したがって、VOCを修復し、寿命を延ばす必要があります。

自己治癒コーティングの仕組み

自己治癒コーティングは、生物学的修復プロセスを模倣します。 コアの原則は、バリア特性を回復するために、通常、ひび割れや傷跡を活性化するコーティングマトリックス内の癒しのメカニズムを埋め込むことです。 3つの主なメカニズムが採用されています。

  • マイクロカプセルベースのシステム:[液体治癒代理店(例えば、モノマーまたは乾燥油)を含む小さなカプセルは、コーティング中に分散しています。 亀裂が伝搬すると、それは、そのカプセルを破裂し、エージェントを亀裂平面に解放します。 触媒または硬化剤(また、封入または埋め込まれた)は、その後、触媒、または硬化剤を、そして、損傷を封入する。
  • [] 血管系:]] コーティング、血管に類似した、治癒剤を含む中空チャンネルまたは繊維のネットワーク。 ダメージは、これらのチャネルを破壊し、より大きい領域にわたってエージェントを解放し、複数の癒しイベントを有効にします。
  • [] 固形自己治癒:[]] コーティング材料自体は、可逆性の化学結合(例えば、Del-Alder反応、硫化物ボンド、または水素結合)で設計されています。 損傷すると、これらの結合は、加熱、光、または湿気によってトリガーされた多くの場合、再構成することができます。

既存のコーティング処方で、治癒効率、治癒サイクル数、互換性のトレードオフを各メカニズムに提供しています。最近の革新は、VOC、環境に優しいシステムにこれらを最適化することに重点を置いています。

VOC排出量削減の重要なイノベーション

バイオベースのヒーリングエージェント

従来の治癒剤(イソシアン酸塩やエポキシモノマーなど)は、VOCの毒性や高が認められます。研究者は、再生可能エネルギーの餌食用食品に変わりました。植物油(例えば、油、キャスターオイル)またはバイオ由来のポリオールを使用してバイオベースのマイクロカプセルは、これまでの排出物プロファイルで効果的な治癒をもたらします。例えば、タン油とカシューナッツ液体(CNSL)は、自己接着性を実証しました[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]:[F]]:[F]:[F]]]:[:[F]]]]]:[:[:[:[:[:[:]]]]]][:[:[:[:[:[:[:[:]]]]]]]]]][:[:[:[:[:[:[:[:[:[:[:[:]]]]]]]]]]]]]]]]]][:[:[:[:[:[:[:[:

水性および無溶剤処方

マイクロカプセル化の進歩により、水上コーティングシステムで硬化剤を中断させることができました。水上コーティングは、溶剤ベースのカウンターパーツよりも少ないVOCを含有しています。水上ベース樹脂(例えば、ポリウレタン分散剤またはアクリルエマルジョン)をカプセル化した癒し剤と組み合わせることで、製造業者は、より少ない修理から低初期VOCレベルと長期排出削減の両方を達成します。UV硬化型セルフコートは、紫外線を溶かすだけでなく、紫外線を溶かすことなく、紫外線を溶かすことができるだけでなく、紫外線を溶かすことができる、紫外線を完全に排除します。

カプセル化の安定性の向上

初期のマイクロカプセルは、混合またはアプリケーションの間に自然に苛立たせ、治癒剤を早期に解放し、コーティングを妥協することが多い。 ポリウレタン、ポリウレタン、またはシリカなどの強力なポリマーを使用して、シェル材料の革新は、劇的に機械的安定性を向上させました。 今日のカプセルは、高層混合、スプレーアプリケーション、および拡張ストレージを生き生き生き生き生き生き生き生き生き生き生き生き生き残り、必要なときに治癒剤が利用可能であることを保証します。 この信頼性は、廃棄物の製造や廃棄物の製造を増加することなく、製造するために、製造を可能にします。

多機能ヒーリングシステム

コーティングの最新の生成は、自己治癒を他の保護機能と組み合わせ、さらに必要なコーティングの数を減らすことができます。例えば、単層は、自己治癒と腐食の阻害の両方を提供するかもしれません。いくつかの処方は、コーティングが侵害されると同時に放出する、治癒剤と一緒にマイクロカプセルに腐食阻害剤を埋め込む。この多機能は、別のプライマーとトップコートシステムの必要性を排除し、トータルコーティングのボリュームとその結果、VOC排出量を全体的に切断します。

環境・経済活動

ライフサイクル全体でVOC排出量を削減

第一次環境のメリットは、VOCの再コーティング操作による大きな削減です。建物ファサードまたは自動車部品は、毎回2〜5年ごとに再研磨を必要とする場合があります。コーティング寿命を10〜15年延長する自己接着面は、VOCを解放する2〜3回再コーティングサイクルを除去することができます。初期コーティングが少し高いエンボディエミッション(バイオベースエージェントやカプセル封入)を持っている場合でも、ライフサイクル分析は、自己接着システムを強く支持します。

延長コーティングの寿命および耐久性

自己治癒のコーティングは、微小なひびから回復します。, それ以外の場合は、剥離のための開始点であります, 腐食, そして、湿気の侵入. これらの欠陥を自動的にシールすることにより、, コーティングは、はるかに長い障壁の完全性を維持します. オートモーティブクリアコート上のフィールドテストは、自己治癒の変形が劣化する曝露の年後の損失と傷の抵抗を保持していることを示しています. この耐久性は、直接、下材料の消費に関連し、埋め立てに送られた廃棄物を削減します.

メンテナンスコストを削減

車両、航空機、インフラの大きな艦隊を維持している産業は、検査、修理、および再塗装のために重要なコストに直面しています。 自己治癒コーティングは、これらの介入の頻度を削減します。 U.S.エネルギーの部門は、風力タービンブレードの自己治癒コーティングが、耐用年数を延ばすと最大40%までのメンテナンスコストを削減することができることを強調しました。

業界アプリケーション

自動車関連

ストーンチップ、スクラッチ、環境エッチングに露出した自動車用クリアコートは、非常に大きなメリットをもたらします。いくつかのプレミアムメーカーは、熱の下で軽い傷を修復する「セルフヒーリング」クリアコートを提供します(例えば、日光や温水から)。低VOCウォーターボーンベースコートと組み合わせることで、これらのシステムは、より長期にわたる仕上げと低生産排出量で車を生成します。

エアロスペース

航空機コーティングは、極端なUV、温度サイクル、および流体曝露に耐える必要があります。 自己治癒トコートは、頻繁に再塗装の必要性を減らし、それは高価であり、VOC集中除去操作を含みます。 ]の研究プログラム ]のジェットエンジンコンポーネントのためのコーティングを開発し、燃料効率を改善し、排出を削減します。

建設・インフラ

建物、橋および海洋構造は熱拡張および構造動きによるマイクロひびに苦しんでいます。コンクリートおよび鋼鉄の自己癒着のコーティングは水および塩化物を防ぐことができま、再塗装間の間隔を非常に拡張します。生物ベースの治癒代理店の使用はこれらのコーティングをLEEDのような緑の建物の証明のために適したようにします、それは低いemitting材料を報酬にします。

マリン

船舶用船体は、機械的摩耗およびバイオファリングに継続的に曝露されます。バイオカチドを損傷時だけ離す自己治癒防止コーティングは、VOC排出量と環境毒性の両方を継続的に削減します。 ]を含む複数のスタートアップが、Autonomic Materialsは、海上産業向けのそのようなシステムを商用化しています。

今後の方向と課題

刺激的応答性とスマートコーティング

次世代の自己治癒コーティングは、必要に応じてのみ治癒を開始するために、pH変更、温度、または機械的力が特定のトリガーに反応します。このインテリジェンスは、より困難な治癒剤のリリースを最小限に抑え、コーティングの耐久性を最適化します。センサーネットワーク(IoT)との統合により、コーティングはリアルタイムで損傷や治癒状態を報告し、予測メンテナンスを有効にすることができます。

広スプレッドの採用への挑戦

急速な進歩にもかかわらず、課題は残ります。 コスト:カプセル化された癒しのエージェントは、この点を相殺するライフサイクルを削減する一方で、原材料費に加えます。 拡張性:産業ボリュームで一貫したマイクロカプセルまたは血管ネットワークを作成するには、慎重なプロセス制御が必要です。 規制受諾:新しいバイオベースまたはポリマーヒーリングエージェントは、安全と環境評価を受けなければならない。 最後に、現実世界の条件下での長期パフォーマンスデータは収集されています。

コンテンツ

自己治癒コーティングは、表面保護のパラダイムシフトを表しています。これは、VOCの排出量の根本的な原因を、各缶のVOCを削減するだけでなく、コーティングのメンテナンスから解決するものです。 修復メカニズムを直接コーティングマトリックスに埋め込むことにより、これらの材料は、耐久性とコストを下げながら、VOCの排出量を削減する、再コーティングの頻度を大幅に削減します。 バイオベースのエージェント、カプセル化安定性、および多機能のイノベーションとして、これらの材料は、持続可能な産業に取り組むための品質と品質を維持するための品質向上のための品質向上のためのツールになります。