L'uso delle microsfere nei prodotti vernicianti riflettenti

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L'uso delle microsfere nei prodotti vernicianti riflettenti
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                  L’uso delle microsfere nei prodotti vernicianti riflettenti
                  Q Expancel - Sarco Chemicals srl

INTRODUZIONE

Nelle parti più calde del pianeta, il
condizionamento dell’aria rappresenta
fino al 70 percento del consumo ener-
getico in aree residenziali. Se si riesce
a ridurre il riscaldamento degli edifi-
ci, si riduce anche il bisogno di aria
condizionata. Aggiungendo Expancel
WE(T) prodotto da AkzoNobel ai rive-
stimenti per pareti e tetti si riduce la
                                                          Fig. 2 La distribuzione dell’energia solare totale può essere suddivisa
                                                                                                                              Fig. 3 Le microsfere Expancel sono piccole sfere di plastica. Le microsfere
 RISULTATI DELLE MISURAZIONI DI RIFLESSIONE                      in regioni di lunghezza d’onda differente. Più del 50 percento      consistono di un polimero a guscio contenente un gas. Una volta
 RESULTS FROM REFLECTANCE MEASUREMENTS                           dell’energia totale si trova nella regione NIR                      riscaldata la pressione del gas aumenta e il guscio termoplastico
                                                                 The total solar power distribution can be divided into different    si assottiglia, facendo aumentare il volume della microsfera. Il gas
                                                                 wave length regions. More than 50 percent of the total energy       rimane all’interno della microsfera
                                                                 is in the NIR region                                                Expancel microspheres are small spherical plastic particies. The
                                                                                                                                     microspheres consist of a polymer shell encapsulating a gas. When
                                                                                                                                     heated, the internal pressure from the gas increases and the thermo-
                                                                                                                                     plastic shell softens, resulting in a dramatic increse of the volume of
                                                        temperatura superficiale grazie ad una               condizionata. Si
                                                                                                                                     the microspheres. The gas remains inside the spheres
                                                        maggiore riflessione solare. Si riduce               può sfruttare lo
                                                        anche la conduttività termica e si mi-               stesso fenomeno
                                                        gliora in tal modo l’isolamento termico              nelle vernici per interni, in aree dove          costi di riscaldamento inferiori. Anche
                                                        del rivestimento.                                    c’è il bisogno di mantenere il calore            la condensazione dell’umidità in aree
                                                        Le emissioni termiche non variano.                   all’interno. I rivestimenti contenen-            fredde delle pareti si riduce, cosa che
                                                        Insieme, tali effetti riducono la tem-               ti Expancel WE(T) contribuiscono a               combatte efficacemente la formazione
   Fig. 1                                               peratura interna ed il bisogno di aria               mantenere la temperatura interna con             di muffe e funghi (Fig. 1-2-3).

                  The use of microspheres in reflective coatings
                  Q Expancel - Sarco Chemicals srl

INTRODUCTION                                            keep heat inside, the same phenomenon                 the Bavarian Centre for applied energy units of gas filled spheres of diameter
                                                        can be used. Coatings containing                      research in Germany to conduct solar approximately 10 to 50 microns, is a
In the warmer parts of the world,                       Expancel WE(T) help maintain indoor                   reflectance measurements on coating very efficient NIR reflecting system
air-conditioning stands for up to 70                    temperature at lower heating costs.                   formulations prepared in Mexico. The (L.A. Dombrovsky, High Temperature
percent of the energy consumption                       Moisture condensation on cool wall                    directional hemispherical reflectance was 2004, Vol. 42, No. 5 pp 776-784). In the
in residential areas. If we can reduce                  areas is also reduced, which is effective             measured with an integrating sphere. second graph (fig. 5) we compare spectral
heat-up of buildings, the need for                      against mould and fungus (Fig. 1-2-3).                The first graph (Fig. 4) compares spectral reflectance for a standard TiO2-based
air- conditioning will also be reduced.                 Expancel microspheres have been used                  reflectance of pure acrylic binder and binder roof coating containing 70 g TiO2 per
Adding Expancel WE(T) produced by                       successfully in different paints and                  with TiO2, CaCO3 and Expancel
AkzoNobel to roof and wall coatings will                coatings since 1986. Since 2005 we                    461 WE(T) 20 respectively.
                                                                                                                                                         Tab. 1      Dimensione
reduce the surface temperature thanks                   have observed an increasing demand                    Coating thickness 0.8 mm ± 0.05                                       Conducibiltà
                                                                                                                                                                     media della
to a higher solar reflectance. It will also             for microspheres in the area of thermal               mm. From this graph it is obvious         Grado                       termica
                                                                                                                                                                     particella
reduce thermal conductivity and thereby                 insulation coatings. The positive effects             that by replacing inorganic filler        Grade                       Thermal
                                                                                                                                                                     Average
enhance the thermal insulation of the                   of the insulation coatings proved to be               with Expancel WE(T), the total                                        conductivity
                                                                                                                                                                     particle size
coating. Thermal emissivity will remain                 much greater than what can be expected                solar reflection of the coating
unaffected. Together these effects will                 from the good insulation properties alone.            improves. The Expancel WE(T)                           μm            W/m K
reduce the indoor temperature and the                   We therefore decided to look closer into              system is especially effective           921 WE 40 d24 40            0.085
need for air-conditioning. In internal                  the light scattering properties of a coating          in the NIR region. According
                                                                                                                                                       920 DE 80 d30 80            0.071
paints, in areas where there is need to                 with Expancel microspheres. We asked                  to literature, closed packed

26 / Pitture e Vernici - European Coatings   1 / 2014
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                                                                                                                                               extenders⁄

                                                                                             il riempitivo inorganico con Expancel       contenente 70 g di TiO2 per litro, con
                                                                                             WE(T), la riflessione solare totale del     un rivestimento contenente un 40% in
                                                                                             rivestimento migliora.                      vol di Expancel WE(T) e 40 g di TiO2
                                                                                             Il sistema è particolarmente efficace       per litro. I risultati sono convincenti;
                                                                                             nella regione NIR. Secondo la docu-         anche se la concentrazione di TiO2
                                                                                             mentazione, gruppi compatti di sfere        si riduce, la riflessione solare totale
                                                                                             piene di gas con diametro tra 10 e 50       aumenta da 0,81 ± 0,02 a 0,86 ± 0,02.
                                                                                             micrometri circa, costituiscono un si-      La riflessione risulta migliorata sia per
                                                                                             stema riflettente NIR molto efficiente      la luce visibile (da 0,86 ± 0,02 a 0,90
                                                                                             (L.A. Dombrovsky, Alta temperatura          ± 0,02) che per il NIR (da 0,80 ± 0,02
                                                                                             2004, Vol. 42, N° 5 pp 776-784).            a 0,87 ± 0,02).
                                                                                             Nel secondo grafico (fig. 5) si compara     Spessore del rivestimento 0,8 mm ±
                                                                                             la riflessione di spettro di un rivesti-    0,05 mm.
                                                                                             mento da tetto normale a base di TiO2,      Le misurazioni di riflessione solare

  Fig. 4

Le microsfere sono state usate con            cel. Abbiamo chiesto al Centro bava-
successo in svariate vernici e rive-          rese di ricerca energetica applicata
stimenti sin dal 1986. Dal 2005 si è          in Germania di eseguire misurazioni
rilevata una crescita della domanda di        di riflessione solare su formulazioni
microsfere nel settore dei rivestimenti       di rivestimenti preparati in Messico.
per l’isolamento termico.                     La riflessione direzionale-emisferica
Gli effetti positivi dei rivestimenti         è stata misurata con una sfera di
isolanti hanno dimostrato di essere           integrazione. Il primo grafico (Fig. 4)
molto maggiori di quanto ci si può            compara la riflessione spettrale del
aspettare dalle sole caratteristiche di       legante acrilico puro e del legante con
buon isolamento. Perciò abbiamo de-           TiO2, CaCO3 e Expancel 461 WE(T) 20
ciso di esaminare da più vicino le pro-       rispettivamente. Spessore del rivesti-
prietà di dispersione luminosa di un          mento 0,8 mm ± 0,05 mm. Da questo
rivestimento con microsfere Expan-            grafico risulta ovvio che sostituendo            Fig. 5

liter with a coating containing 40 vol %      the thermal conductivity is calculated         OTHER IMPORTANT PROPERTIES                  form during preparation. Elastic wall and
Expancel WE(T) and 40 g TiO2 per liter.       theoretically versus the filler loading in                                                 roof coatings are highly flexible exterior
The results are convincing; even if TiO2      an acrylic coating. A mineral filler (CaCO3)   Expancel microspheres are highly elastic,   coatings used on cement, concrete and
concentration is reduced, the total solar     will increase the thermal conductivity.        compressible particles with low specific    similar materials. They withstand water,
reflectance is increased from 0.81 ± 0.02     Product will reduce the thermal                surface, low binder demand and low or       which could otherwise cause cracking and
to 0.86 ± 0.02. Reflectance was improved      conductivity and improve the thermal           no water absorption. They are gas-tight     freeze-thaw degradation of the substrate.
both for visible light (from 0.86 ± 0.02 to   insulation.                                    and retain their volume and spherical       The coating should be an effective barrier
0.90 ± 0.02) and NIR (from 0.80 ± 0.02 to     The SEM photo (pag. 28 on the right)
0.87 ± 0.02). Coating thickness 0.8 mm ±      shows the pore structure of a coating
0.05 mm. Solar reflectance measurements       at 40 volume percent addition. We have
performed by the Bavarian Centre for          analyzed thermal conductivity of foam
Applied Energy Research in Germany have       consisting of pure microspheres with
also shown that the product 461 WE(T)         a density of 40 kg/m3. The result was
20 is more efficient per added volume         0.025 to 0.030 W/m*K. We have also
compared to commercially available glass      measured the thermal insulation for
microspheres and ceramic spheres.             coatings including 42 volume percent by
                                              volume of dry microspheres.
                                              The thermal conductivity was determined
LOW THERMAL CONDUCTIVITY                      according to test method EN 12664.
                                              The low conductivity values indicate
The thermal conductivity and insulation       that the concentration of microspheres
properties of coatings are influenced by      determines the insulation effect. The
the addition of microspheres and the          particle size has low effect on the
content of mineral filler. In the graph,      insulation capacity (Fig. 6-7) (Tab. 1).         Fig. 6

                                                                                                                                             Pitture e Vernici - European Coatings 1 / 2014
                                                                                                                                                                                              / 27
cariche
                              ⁄extenders

eseguite dal Centro bavarese di ricer-                  42 percento in volume di microsfere                  tempo il rivestimento deve essere                   spessore della pellicola per tre im-
ca energetica applicata in Germania                     asciutte. La conduttività termica è                  sufficientemente permeabile per                     mersioni differenti. L’effetto positivo
hanno dimostrato anche che il prodot-                   stata elaborata in base al metodo                    pareggiare le differenze di pressione               viene illustrato chiaramente. I rivesti-
to 461 WE(T) 20 è più efficiente per                    di prova EN 12664. I bassi valori di                 parziale del vapore acqueo che si                   menti contenenti microsfere sono più
volume aggiunto comparato con le mi-                    conduttività indicano che la con-                    creano tra il substrato e l’esterno. Il             resistenti all’acqua, in comparazione
crosfere di vetro e le sfere di ceramica                centrazione di microsfere determina                  rivestimento deve rimanere elastico a               con rivestimenti equivalenti senza
disponibili sul mercato.                                l’effetto isolante.                                  basse temperature.                                  microsfere.
                                                        Le dimensioni delle particelle hanno                                                                     La differenza di assorbimento d’acqua
                                                        un effetto ridotto sulla capacità di                                                                     tra rivestimenti normali e quelli con-
CONDUTTIVITÀ TERMICA RIDOTTA                            isolamento (Fig. 6-7) (Tab. 1).                      ASSORBIMENTO D’ACQUA                                tenenti queste microsfere cresce con
                                                                                                                                                                 l’aumentare dello spessore. Ciò ha
Le proprietà di conduttività termica                                                                         Expancel 461 WE riduce l’assorbimen-                grande importanza dal momento che i
e di isolamento dei rivestimenti sono                   ALTRE PROPRIETÀ IMPORTANTI                           to d’acqua dei rivestimenti elastici per            rivestimenti elastici vengono abitual-
influenzati dall’aggiunta di microsfere                                                                      pareti e tetti. L’assorbimento d’acqua              mente applicati con uno spessore a
e dal contenuto di riempitivo minera-                   Le microsfere Expancel sono particelle               (mg/cm2) è tracciato in funzione dello              secco di uno o più mm (Fig. 8-9).
le. Nel grafico, la conduttività termica                altamente elastiche, comprimibili con
viene calcolata teoricamente a fronte                   superficie specifica ridotta, requisiti
del carico di riempitivo in un rivesti-                 di legante bassi e assorbimento d’ac-
mento acrilico. Un riempitivo mine-                     qua ridotto o nullo. Sono a tenuta di
rale (CaCO3) aumenta la conduttività                    gas e conservano il volume e la forma
termica. Il prodotto riduce la condut-                  sferica durante la preparazione. I ri-
tività termica e migliora l’isolamento                  vestimenti elastici per pareti e tetti
termico.                                                sono rivestimenti per esterni molto
La foto SEM (a destra) mostra la                        flessibili che si usano su cemento, cal-
struttura dei pori di un rivestimento                   cestruzzo e materiali simili. Resistono
con un’aggiunta del 40 percento in                      all’acqua, che potrebbe altrimenti
volume. Abbiamo analizzato la con-                      causare crepe e deterioramento del
duttività termica di schiuma compo-                     substrato da congelamento-disgelo. Il
sta da microsfere pure con una den-                     rivestimento deve essere una barriera
sità di 40 kg/m3. Il risultato è stato da               efficace contro il diossido di carbonio
0,025 a 0,030 W/m*K.                                    ed altri gas acidi nell’atmosfera che
Abbiamo anche misurato l’isolamento                     potrebbero altrimenti neutralizzare                     Fig. 7 40% del volume di 461 WE(T) 20 aggiunto ad una pittura a base acrilica per esterni
termico di rivestimenti contenenti il                   l’alcalinità del substrato. Allo stesso                        40 percent by volume 461 WE(T) 20 added to a commercial outdoor acrylic paint

for carbon dioxide and other acid gases                                                                                                                          permeable than coatings without this
in the atmosphere that might otherwise                                                                                                                           product (tab. 2). The thermoplastic
neutralize the alkalinity of the substrate.                                                                                                                      microspheres support the transportation
At the same time the coating should                                                                                                                              of water vapor through the material.
be permeable enough to equalize the                                                                                                                              The test is performed by means of the
differences in partial pressure of water                                                                                                                         well-known cup method and the true
vapor that appear between the substrate                                                                                                                          permeability coefficients are calculated.
and the exterior. The coating should retain                                                                                                                      As the permeability coefficients vary with
the elasticity at low temperatures (Fig. 8-9).                                                                                                                   the film thickness and there are other
                                                                                                                                                                 significant resistances than the material in
                                                                                                                                                                 the system, the inverse of the permeability
WATER ABSORPTION                                                                                                                                                 coefficients are plotted against the inverse
                                                                                                                                                                 of the thickness. Extrapolation to infinite
Expancel 461 WE reduces the water                                                                                                                                thickness will give the true permeability
absorption of elastic wall and roof coating.              Fig. 8 Assorbimento dell’acqua di una parete elastica e un coating per tetti con l’aggiunta            coefficient after inversion.
The water absorption (mg/cm2) is plotted                         tra lo 0 e il 2% di Expancel 461 WE 40 d36. Un giorno di immersione
as the function of the film thickness at                         Water absorption of elastic wall and roof coating with addition of 0 to 2 per cent
three different immersions. The positive                         Expancel 461 WE 40 d36, 1 day of immersion                                                      LOW TEMPERATURE FLEXIBILITY
effect is clearly shown. Coatings containing
microspheres are more resistant to water                                                                                                                         According to test method ASTM D-1043,
compared to corresponding coating                       microspheres increases with increasing               WATER VAPOR PERMEABILITY                            the low temperature flexibility of elastic
without microspheres. The difference                    thickness. This is of great importance as                                                                wall and roof coating is not affected
in water absorption between standard                    elastic coatings are usually applied at a dry        Studies have shown that coatings                    by the addition of Expancel 461 WE
coating and coating containing these                    thickness of one mm or more.                         including Expancel 461 WE are more                  40 d36. The determined temperatures

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cariche
                                                                                                                                                                         extenders⁄

                                                                                                           FLESSIBILITÀ A BASSE TEMPERATURE                      H Meno reclami dovuti a infiltrazioni.
                                                                                                                                                                 H Solidi elevati, asciugatura rapida,
                                                                                                           In base al metodo di prova ASTM                         rivestimento asciutto spesso.
                                                                                                           D-1043, la flessibilità a basse tem-
                                                                                                           perature dei rivestimenti elastici per
                                                                                                           pareti e tetti non varia con l’aggiunta               PREPARAZIONE E APPLICAZIONE
                                                                                                           di Expancel 461 WE 40 d36.
                                                                                                           Le temperature determinate (da -28°C                  Il rivestimento riflettente può essere
                                                                                                           a -29°C) sono uguali per rivestimenti                 mescolato e preparato con dispositivi
                                                                                                           normali e rivestimenti contenenti il                  rotanti, come un dissolutore, un agi-
                                                                                                           prodotto.                                             tatore a farfalla o un agitatore plane-
                                                                                                                                                                 tario. Queste microsfere si disperdono
                                                                                                                                                                 facilmente e possono essere aggiunte
                                                                                                           CARICO DI ROTTURA                                     alla mescola dopo aver sciolto i pig-
                                                                                                                                                                 menti pesanti ed i riempitivi.
                                                                                                           L’allungamento alla rottura dei rive-                 Le microsfere espanse sono molto
                                                                                                           stimenti per pareti e tetti contenenti il             elastiche e possono sopportare tratta-
  Fig. 9 Vero coefficiente di permeabilità kg • m/s • m2 • Pa di una parete elastica e un coating per      prodotto diminuisce solo leggermente                  menti meccanici pesanti senza subire
         murature con l’aggiunta dello 0% 2% di Expancel 461 WE 40 d36                                     comparato al materiale di riferimento                 danni. La velocità sferica del disco di
         True permeability coefficient kg • m/s • m2 • Pa of elastic wall and roof coating with addition   senza il prodotto. l carico di rottura, a             agitamento dev’essere di almeno 10
         of 0 to 2 per cent Expancel 461 WE 40 d36
                                                                                                           sua volta diminuisce un po’ quando si                 m/s (33 ft/s) per garantire una buona
                                                                                                           aggiungono le microsfere.                             dispersione delle microsfere.
PERMEABILITÀ AL VAPORE ACQUEO                         modo vengono calcolati i coefficienti di             I campioni sono rimasti in magazzino                  Una piccola quantità di agente anti-
                                                      permeabilità reale.                                  a temperatura ambiente per 10                         schiuma può contribuire a ridurre la
Gli studi hanno dimostrato che i ri-                  Siccome i coefficienti di permeabilità               settimane prima della prova.                          formazione di bolle d’aria.
vestimenti che includono Expancel                     variano con lo spessore della pellicola              Scoperte supplementari di produttori/                 Tutta l’aria intrappolata può essere
461 WE sono più permeabili di quelli                  e vi sono altre resistenze di rilievo oltre          clienti sui rivestimenti da tetto riflet-             eliminata tramite deaerazione, se
privi del prodotto (Tab. 2).                          al materiale nel sistema, l’inverso dei              tenti contenenti Expancel WE(T):                      disponibile.
Le microsfere termoplastiche sup-                     coefficienti di permeabilità viene trac-             H Migliore resistenza all’invecchia-                  Il rivestimento riflettente si può appli-
portano il trasporto di vapore acqueo                 ciato sull’inverso dello spessore.                      mento.                                             care con rullo, pennello o a spruzzo.
attraverso il materiale.                              L’estrapolazione a spessore infinito del             H Buona aderenza a svariati substrati.                Si raccomanda di stendere rivestimen-
La prova si esegue utilizzando un meto-               coefficiente di permeabilità reale dopo              H Idrorepellenza migliorata ed elevata                ti maggiori di 0,5 mm per ottenere un
do ben noto con una tazza e in questo                 l’inversione.                                           elasticità.                                        effetto di raffreddamento sufficiente.

(-28°C to -29°C / -18.4°F to -20.2°F) are             D Less leaking claims.
equal for standard coating and coatings               D High solids, fast drying, thick dry
containing the product.                                 coating.

TENSILE STRENGTH                                      PREPARATION AND APPLICATION
The elongation at break of wall and                   The reflective coating can be mixed and
roof coatings containing the product                  prepared with rotational devises like
decreases only slightly compared                      dissolver, butterfly mixer or planetary
to reference with no Expancel. The                    mixer. These microspheres are easily
tensile strength also decreases                       dispersed and can be added to the
somewhat when microspheres are                        mixtures after dispersing the heavy
added. The samples were stored                        pigments and fillers. The expanded
                                                                                                             Fig. 10 Carico di rottura di un muro elastico e di un coating per tetto (ISO R-527 II) con l’aggiunta
for 10 weeks at room temperature                      microspheres are highly elastic and can                        dello 0 e del 2% di Expancel WE
before testing (Fig. 10). Additional                  withstand hard mechanical treatment                            Tensile strength of elastic wall and roof coating (ISO R-527 II) with addition of 0 to 2
findings from producers/customers                     without damage.                                                percent Expancel WE
of reflective roof coatings containing                The spherical speed of the dissolving
Expancel WE(T):                                       disc should be at least 10 m/s (33
D Improved weathering resistance.                     ft/s) to assure good dispersion of the               Any entrapped air can be removed by                   than 0,5 mm to achieve sufficient
D Good adherence to several                           microspheres.                                        deaeration if available.                              cooling effect.
   substrates.                                        A small amount of antifoaming agent                  The reflective coating can be applied
D Improved water repellence and high                  can help minimize stabilization of air               with a roller, brush or by spraying. It is            RECOMMENDED GRADE
   elasticity.                                        bubbles.                                             recommended to apply coatings thicker                 D *( .

                                                                                                                                                                       Pitture e Vernici - European Coatings 1 / 2014
                                                                                                                                                                                                                        / 29
cariche
                              ⁄extenders
              Aggiunta di Expancel (%)
                                                                           1                2                3
               Expancel Addition (%)
 Assorbimento d’acqua di un film secco mg/cm2 250 μm                                                                GRADAZIONE CONSIGLIATA                           riflessione e potere di copertura. Ciò è
 Water absorption mg/cm2 250 μm dry film                                                                            H -* 2                               dovuto al fatto che entrambe le formu-
                                                                                                                                                                     lazioni presentano la stessa quantità
 Giorni di immersione                                           1:   5.2              4.0              3.5                                                           di TiO2 in volume, ma il prodotto ha un
 Days of immersion
                                                                                                                    ISTRUZIONI PER LA FORMULAZIONE                   maggior potere di riflessione del CaCO3
                                                                5:   4.6              3.8              3.3                                                           che ha sostituito. La chiave è elaborare
                                                                15: 4.2               3.4              3.1          È importante ricordare che il prodot-            per peso, non percentuale di peso e
                                                                                                                    to WE(T) aggiunge molto volume con               puntare ad ottenere lo stesso volume.
 Coefficiente di permeabilità kg m/m2 s Pa                           7.5 1013         8.8 1013         9.6 1013     densità ridottissima. Ciò complica il            In questo esempio abbiamo sostituito
 True permeability coefficient kg m/m2 s Pa
                                                                                                                    calcolo delle quantità di additivi da            solo il CaCO3 con le microsfere, per
 Flessibilità a bassa temperatura ASTM D-1043 °C (°F)                                                               aggiungere. Ci sono alcune trappole              cui il PVC è uguale. Detto ciò, il PVC/
 Low temp flexibility ASTM D-1043 °C (°F)                            -28 (-18.4) -29 (-20.2) -20 (-4)               da evitare. Questa guida vi aiuterà a            CPVC ora è inferiore, dal momento che
 Carico di rottura MPA ISO R-537 II, +23°C (+73.4°F)                                                                eseguire la formulazione senza dilui-            l’assorbimento di olio del volume di
 Tensile strength MPA ISO R-537 II, +23°C (+73.4°F)                                                                 re il pigmento (tab. 3-4). Entrambe le           Expancel è molto minore di quello del
                                                                                                                    formulazioni hanno esattamente la                CaCO3. Di conseguenza, sarebbe possi-
 Stress massimo                                                      1.5              1.4              1.3          stessa quantità di TiO2, ma quando               bile aumentare il carico di riempitivo e
 At maximum stress
                                                                                                                    si calcola la percentuale per peso,              mantenere invariato il rapporto di PVC/
 Rottura                                                                                                            la formulazione con Expancel appare              CPVC. La conclusione è che si può crea-
 At break                                                            1.4              1.3              1.1          maggiore. Se si compara la rendita               re un rivestimento con potere di coper-
 Elongazione %                                                                                                      di queste due formulazioni, quella               tura e indice di riflessione solare totale
 Elongation %                                                                                                       con il prodotto presenta una migliore            migliori e risparmiare soldi ugualmente.
 Stress massimo                                                      240              200              200
 At maximum stress
 Rottura                                                                                                            higher reflectivity than the CaCO3               absorption is much lower than CaCO3.
 At break                                                            390              370              330          it replaced. The key is to formulate             Consequently, it would be possible to
                                                                                                                    by weight, not weight percentage,                increase filler loading and still maintain
 Elongazione %                                                                                                      and target the same volume. In                   the same PVC/CPVC ratio.
 Elongation %                                                        390              370              330
                                                                                                                    this example we only substituted                 The conclusion is that you can make a
   Tab. 2 Aggiunta di Expancel / Expancel addition                                                                  CaCO3 by Expancel, so PVC is the                 coating with better hiding power and
                                                                                                                  same. Nevertheless PVC/CPVC now                    total solar reflective index, and still
                                                                                                                  is lower, since Expancel’s volume oil              save money.
FORMULATION GUIDELINES                                     Both formulations have exactly the
                                                           same amount of TiO 2, but when
It is important to keep in mind that the                   calculating weight percentage, the                     Componente di         Densità,      Peso,                                      %
product WE (T) add lots of volume of                       formulation with Expancel looks higher.                riferimento           g/cc          kg              % Peso        Volume, I    Volume
very low density. This makes it a bit                      If you compare the performance of                      Reference             Density,      Weight,         % Weight      Volume, I    %
tricky to calculate addition levels of the                 these two formulations, the one with                   Component             g/cc          kg                                         Volume
additives. There are a few traps you                       Expancel will have better reflectivity                 Emulsione
need to avoid. This guide will help you                    and hiding power. This is because both                                      1.05          40               56.9          38.1         50.5
                                                                                                                  Emulsion
formulate without diluting the pigment                     formulations have the same amount
                                                           of TiO2 per volume, but Expancel has                   Acqua
(Tab. 3-4).                                                                                                       Water
                                                                                                                                       1.00          20               28.4          20.0         26.5

                                                                                                                  TiO2                 4.20          5                7.1           1.2          1.6
  Componente di                Densità,          Peso,                                          %
  riferimento                  g/cc              kg         % Peso             Volume, I        Volume            CaCO3                2.70          0                0.0           0.0          0.0
  Reference                    Density,          Weight,    % Weight           Volume, I        %                 461 WE 20 d36        0.03          0.40*            0.57          11.1         14.7
  Component                    g/cc              kg                                             Volume
                                                                                                                  Additivi
  Emulsione                                                                                                                            1.00          5                7.1           5.0          6.6
                              1.05               40         40                 38.1             50.5              Additives
  Emulsion
                                                                                                                  Totale
  Acqua                                                                                                                                              70.3335          100           75.4         100
                              1.00               20         20                 20.0             26.5              Total
  Water
                                                                                                                  *) 461 WE 20 d36 è un prodotto con il 15% di concentrazione solida e l’85% di acqua.
  TiO2                        4.20               5          5                  1.2              1.6               In questa formulazione guida lo abbiamo calcolato per il prodotto secco, per rendere
                                                                                                                  l’operazione più facile. È necessario ricalcolare la vera aggiunta di WE (kg) secondo
  CaCO3                       2.70               30         30                 11.1             14.7              l’equazione WE (kg) = 0.40/0.15 = 2.67 kg. Di questi 2,67 kg, 0,40 kg è di Expancel e
  461 WE 20 d36               0.03               0          0                  0.0              0.0               2.27 kg, è l’acqua che deve essere contabilizzata / *) 461 WE 20 d36 is a product
                                                                                                                  with 15% solid concentration and 85% is water. In this formulation guide we have
  Additivi                                                                                                        calculated for the dry product, to make it easier. You have to recalculate the true
                              1.00               5          5                  5.0              6.6
  Additives                                                                                                       addition (kg) of WE according to the equation WE (kg) = 0.40/0.15 = 2.67 kg. Of these
  Totale / Total                                 100        100                75.4             100               2.67 kg, 0.40 kg is Expancel and 2.27 kg is water that has to be accounted for
   Tab. 3                                                                                                          Tab. 4 Aggiunta di Expancel / Expancel addition

30 / Pitture e Vernici - European Coatings   1 / 2014
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