CASE案例

  • CASE03

    涂料改性(聚四氟乙烯替代品)

    提升涂膜的耐久性与滑动性,还具有消光效果

MIPELON™涂料用途中的特性

耐磨性、滑动性、抗药性

应用例与评估例

汽车部件、电子设备与工业制品的滑动性改良涂料

涂料添加剂领域中现有材料的课题

PTFE被广泛用于涂料滑动性改良用途。但是,现已通过各种研究知道,制造PTFE时使用的化学物质PFOA存在对人体产生不良影响的风险。虽然不含PFOA的PTFE产品也已上市,但以欧洲为中心,对PFOA替代品的管制趋势正在普及,非常需要PTFE替代品。

解决对策

三井化学的MIPELON™是超高分子量聚乙烯微粒子。通过将MIPELON™用作涂层添加剂,可以提升涂膜的耐磨性和滑动性。此外,因为MIPELON™是聚乙烯,所以安全性好且满足FDA标准。MIPELON™的特征在于它是粒度分布窄的球状粒子。下图是用SEM(扫描电子显微镜)拍摄的MIPELON™,可以看出其呈圆球状,且粒度分布非常窄。MIPELON™的粒子直径范围为10~60μ,可以根据涂膜使用大小不同的粒子。

SEM(扫描电子显微镜)
粒度分布

涂料的耐磨性

粒子本身也具有非常光滑的性质,是比PTFE和尼龙珠更低摩擦的物质。为了进一步测试和比较MIPELON™作为涂层添加剂的性能,我们用底漆对EPDM板进行了涂层加工。接着,在板上涂上水性PU涂料,再在其中添加同时10%的滑动添加剂和分散剂,然后测量了涂覆后的橡胶板与玻璃的摩擦系数。下图显示了添加各种添加剂时随往复次数发生的摩擦系数的变化。虽然添加PTFE和PE蜡时都显示了较低的初始系数,但摩擦系数会随着时间推移而增大。 添加PA12时在5,000次往复运动中没有出现大幅变化,而添加MIPELON™ PM200时始终显示出较低的摩擦系数。由此可知,MIPELON™比PTFE、PA、PE蜡更能改善橡胶的滑爽性,且显示了比PE蜡和PTFE更优异的耐久性。

添加各种添加剂时随往复次数发生的摩擦系数的变化

MIPELON™的滑动机制

作为减磨添加剂,MIPELON™的优异性能得益于MIPELON™粒子的球形和光滑的表面、以及UHMW-PE材料优异的耐磨性。在最大限度地减少与玻璃的接触面积的同时,因粒子未被削损而保持球形。 藉此,耐磨性可以减少摩擦并提升耐久性。PTFE粒子表面粗糙,粒子容易磨损,导致接触面积增加,因此,摩擦系数越来越大。下图显示了这种情况。

MIPELON™的滑动机制

MIPELON™的消光效果

MIPELON™除了能提高耐磨性和滑爽性外,在少量添加于涂层中时,还能发挥消光效果。下图显示了在ABS树脂上喷涂加有10%MIPELON™的丙烯酸涂料的结果,可以看出其显示出消光效果。

MIPELON™的消光效果

总结

MIPELON™可以提升耐磨性并降低涂层的摩擦系数。此外,它的高分子量和球状粒子还能使涂层具有高耐久性。另外,它能比PTFE等其他添加剂更好地降低摩擦系数,且具有消光效果。MIPELON ®作为滑动添加剂,具有广泛的功能以及优异的性能,使其成为不含PFAS的涂料中不可替代的添加剂。

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