Quelles sont les principales raisons de la vitesse de séchage des revêtements à base d'eau ?
Le séchage rapide est l'exigence la plus fréquente des clients pour les revêtements à base d'eau. En raison du caractère unique de sa structure moléculaire, c'est-à-dire de la liaison hydrogène extrêmement forte entre les molécules, ses caractéristiques sont nettement différentes de celles de la grande majorité des solvants organiques. Dans le domaine des revêtements à base d'eau, cette caractéristique est concentrée dans le fait que, en raison de la chaleur élevée d'évaporation de l'eau, le taux d'évaporation de l'eau est plus de dix, voire des dizaines de fois plus lent que celui des solvants de revêtement courants. En outre, en raison de la quantité importante de vapeur d'eau dans l'air et des grandes variations saisonnières, le taux d'évaporation de l'eau varie en conséquence. Dans le pire des cas, si l'humidité relative de l'air atteint 100%, l'évaporation de l'eau s'arrête, alors que les solvants non aqueux ne sont pas affectés par ce facteur.
Bien que les revêtements à base d'eau soient confrontés aux défis techniques décrits ci-dessus, ils sont appelés à devenir un acteur important dans le domaine des revêtements en raison de leurs propriétés respectueuses de l'environnement. Grâce aux efforts inlassables déployés par les spécialistes des revêtements en phase aqueuse au cours de la dernière décennie, la technologie des revêtements en phase aqueuse devient de plus en plus mature. Ce qui suit est une discussion des principaux facteurs affectant la vitesse de séchage des revêtements à base d'eau et les mesures correspondantes qui peuvent être prises lors de la formulation.
1. Sélection de la résine.
Comme pour tous les revêtements, les performances des revêtements en phase aqueuse sont largement déterminées par la résine choisie dans la formulation. La plupart des résines filmogènes en phase aqueuse sont des systèmes d'émulsion, dont le mécanisme de formation du film est différent de celui des revêtements en phase solvant. Les résines à base de solvant forment un système monophasé avec le solvant et, à mesure que le solvant s'évapore, la viscosité du système augmente jusqu'à ce qu'il devienne solide, ce qui constitue un processus continu en termes de propriétés mécaniques du système. Cependant, lorsque le volume des particules de l'émulsion atteint une valeur critique, le système passe soudainement d'un état à un état solide, ce qui est un processus discontinu. La manifestation complète du séchage de la surface à la performance du film de peinture dépend du taux d'évaporation de l'eau résiduelle dans le système, de l'interpénétration des macromolécules dans les particules de l'émulsion et du taux de volatilisation d'autres petites molécules organiques dans le système. Afin d'optimiser le système, la résine doit être sélectionnée en fonction des aspects suivants lors de la fabrication de formulations de peintures à l'eau.
a. Teneur en matières solides : En général, plus la teneur en matières solides de l'émulsion est élevée, plus elle se rapproche de la valeur critique de séchage en surface et plus elle sèche rapidement. Toutefois, une teneur en solides trop élevée peut également entraîner une série d'inconvénients. Le séchage rapide de la surface raccourcit l'intervalle de peinture et entraîne des inconvénients dans la construction. Les émulsions à forte teneur en solides ont généralement de mauvaises performances rhéologiques en raison du faible espacement des particules de résine et ne sont pas sensibles aux épaississants, ce qui rend plus difficile l'ajustement des performances de pulvérisation ou de peinture de la peinture.
b. Taille des particules de l'émulsion : plus les particules de l'émulsion sont petites, plus l'espacement entre les particules est faible pour une même teneur en matière solide, plus la valeur critique de la table sèche est faible, plus la vitesse de séchage est rapide. Les petites particules d'émulsion présentent également d'autres avantages, tels que de bonnes propriétés de formation de film et une grande brillance.
c. Température de transition vitreuse de la résine (Tg) : En règle générale, plus la Tg de la résine est élevée, meilleures sont les performances du film final. Les résines ayant une Tg élevée nécessitent généralement l'ajout de plus d'additifs filmogènes dans la formulation afin de faciliter l'interpénétration des macromolécules entre les particules de l'émulsion et d'améliorer la qualité du film. Ces additifs filmogènes ont cependant besoin de suffisamment de temps pour se volatiliser du système et prolonger le temps entre le séchage en surface et le séchage complet. Ainsi, en ce qui concerne le facteur Tg, le temps de séchage et les performances de formation de film sont souvent en contradiction.
d. Structure de phase des particules de l'émulsion : selon le processus de préparation de l'émulsion, la même composition de monomère peut donner lieu à différentes structures de phase des particules. La structure cœur-coquille, largement connue, en est un exemple. Bien qu'il ne soit pas possible que toutes les particules d'une émulsion se présentent sous la forme d'une structure cœur-coquille, cette analogie figurative permet aux gens d'avoir une compréhension générale des propriétés de formation de film d'une émulsion. Si les particules ont une faible Tg coquille et une Tg cœur élevée, le système nécessite moins d'additifs filmogènes et sèche plus rapidement, mais la dureté du film sera affectée car la phase continue est une résine à faible Tg après la formation du film. Au contraire, si le Tg de l'enveloppe des particules est élevé, une certaine quantité d'auxiliaires est nécessaire pour la formation du film, et la vitesse de séchage du film sera plus lente que la première, mais la dureté après séchage sera plus élevée que la première.
e. Type et quantité de tensioactifs : les émulsions courantes utilisent certains tensioactifs dans le processus de fabrication. Les surfactants ont un effet isolant et protecteur sur les particules de l'émulsion et ont une grande influence sur le processus de formation du film au cours duquel les particules sont fusionnées les unes avec les autres, en particulier au cours de la phase initiale, c'est-à-dire le séchage de la surface. En outre, ces produits chimiques uniques, qui ont une certaine solubilité dans les phases aqueuse et huileuse, dissous dans la résine, agiront réellement comme des additifs de formation de film. Différents surfactants, en raison de leur solubilité différente dans la résine, joueront différents rôles d'agents filmogènes.
2. Mécanisme de durcissement de la résine.
Le durcissement des résines à base d'eau formant un film comporte généralement plusieurs niveaux de mécanisme. Tout d'abord, l'agrégation et la fusion des particules de l'émulsion est le mécanisme que tous les séchages de surface de l'émulsion doivent subir. Ensuite, la volatilisation de l'eau et d'autres additifs filmogènes, qui permet aux propriétés de base de la résine thermoplastique elle-même de se réaliser pleinement, constitue la deuxième étape du durcissement. Enfin, certaines émulsions introduisent un mécanisme de réticulation lors de la préparation, ou des agents de réticulation lors de l'application du revêtement, afin d'augmenter encore la dureté du film recouvrant la résine thermoplastique. Le mécanisme de réticulation dans cette dernière étape peut avoir un impact significatif sur la vitesse finale et le degré de durcissement du film. Les mécanismes de réticulation courants comprennent la réticulation oxydative (par exemple, la réticulation des résines alkydes), la réticulation par additif Micell (par exemple, certains systèmes d'émulsion auto-réticulants) et la réticulation par substitution nucléophile (par exemple, époxy, polyuréthane, etc.). Ces réactions de réticulation sont influencées par la température, le pH et d'autres facteurs, et la formulation doit tenir compte des exigences de durcissement du système et des autres propriétés de la relation.
3. La quantité et le type d'additifs filmogènes.
En théorie, le solvant de toute résine est un additif filmogène. Dans la pratique, compte tenu de la sécurité, du coût, de la rapidité et d'autres facteurs, il n'existe qu'une douzaine d'additifs filmogènes courants, principalement des alcools, des éthers et des esters à point d'ébullition élevé. Ces additifs filmogènes sont préférés par les différents ingénieurs en charge des revêtements à base d'eau. En général, un ingénieur expérimenté n'utilise que deux ou trois types d'additifs filmogènes. La principale considération est la distribution du réactif entre l'eau et la résine et à l'intérieur des particules de résine. La sélection et l'adaptation des additifs filmogènes sont particulièrement importantes lorsque la résine à base d'eau est une résine multiphase.
4. Environnement de la construction.
Au début de ce document, nous avons abordé la question de l'eau. En raison des caractéristiques de l'eau, l'environnement de construction des peintures à l'eau est plus exigeant que celui des peintures à l'huile, principalement parce que la température et l'humidité pendant la construction doivent être contrôlées autant que possible. Pour les formulations à usage général, il convient d'éviter autant que possible une forte humidité. S'il est nécessaire de travailler dans des conditions d'humidité élevée, il convient d'adapter la formulation, de choisir une résine à formation rapide de film ou d'isoler le site.
Matières premières pour le vernis UV : Monomère UV Produits de la même série
| Polythiol/Polymèrecaptan | ||
| Monomère DMES | Sulfure de bis(2-mercaptoéthyle) | 3570-55-6 |
| Monomère DMPT | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| Monomère PETMP | TÉTRA(3-MERCAPTOPROPIONATE) DE PENTAÉRYTHRITOL | 7575-23-7 |
| PM839 Monomère | Polyoxy(méthyl-1,2-éthanediyl) | 72244-98-5 |
| Monomère monofonctionnel | ||
| Monomère HEMA | Méthacrylate de 2-hydroxyéthyle | 868-77-9 |
| Monomère HPMA | Méthacrylate de 2-hydroxypropyle | 27813-02-1 |
| Monomère THFA | Acrylate de tétrahydrofurfuryle | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomère | Acrylate de dicyclopentényle hydrogéné | 79637-74-4 |
| Monomère DCPMA | Méthacrylate de dihydrodicyclopentadiényle | 30798-39-1 |
| Monomère DCPA | Acrylate de dihydrodicyclopentadiényle | 12542-30-2 |
| Monomère DCPEMA | Méthacrylate de dicyclopentenyloxyéthyle | 68586-19-6 |
| Monomère DCPEOA | Acrylate de dicyclopentenyloxyéthyle | 65983-31-5 |
| Monomère NP-4EA | (4) nonylphénol éthoxylé | 50974-47-5 |
| Monomère LA | Acrylate de laurier / Acrylate de dodécyle | 2156-97-0 |
| Monomère THFMA | Méthacrylate de tétrahydrofurfuryle | 2455-24-5 |
| Monomère PHEA | ACRYLATE DE 2-PHÉNOXYÉTHYLE | 48145-04-6 |
| Monomère LMA | Méthacrylate de lauryle | 142-90-5 |
| Monomère IDA | Acrylate d'isodécyle | 1330-61-6 |
| Monomère IBOMA | Méthacrylate d'isobornyle | 7534-94-3 |
| Monomère IBOA | Acrylate d'isobornyle | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomère | Acrylate de 2-(2-Éthoxyéthoxy)éthyle | 7328-17-8 |
| Monomère multifonctionnel | ||
| Monomère DPHA | Hexaacrylate de dientaérythritol | 29570-58-9 |
| Monomère DI-TMPTA | TÉTRAACRYLATE DE DI(TRIMÉTHYLOLPROPANE) | 94108-97-1 |
| Acrylamide monomère | ||
| Monomère ACMO | 4-acryloylmorpholine | 5117-12-4 |
| Monomère di-fonctionnel | ||
| Monomère PEGDMA | Diméthacrylate de poly(éthylène glycol) | 25852-47-5 |
| Monomère TPGDA | Diacrylate de tripropylène glycol | 42978-66-5 |
| Monomère TEGDMA | Diméthacrylate de triéthylène glycol | 109-16-0 |
| Monomère PO2-NPGDA | Propoxylate de diacrylate de néopentylène glycol | 84170-74-1 |
| Monomère PEGDA | Diacrylate de polyéthylène glycol | 26570-48-9 |
| Monomère PDDA | Phtalate diacrylate de diéthylène glycol | |
| Monomère NPGDA | Diacrylate de néopentyle et de glycol | 2223-82-7 |
| Monomère HDDA | Diacrylate d'hexaméthylène | 13048-33-4 |
| Monomère EO4-BPADA | DIACRYLATE DE BISPHÉNOL A ÉTHOXYLÉ (4) | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomère | DIACRYLATE DE BISPHÉNOL A ÉTHOXYLÉ (10) | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomère | Diméthacrylate d'éthylène glycol | 97-90-5 |
| Monomère DPGDA | Diénoate de dipropylène glycol | 57472-68-1 |
| Monomère Bis-GMA | Méthacrylate de glycidyle de bisphénol A | 1565-94-2 |
| Monomère trifonctionnel | ||
| Monomère TMPTMA | Triméthacrylate de triméthylolpropane | 3290-92-4 |
| Monomère TMPTA | Triacrylate de triméthylolpropane | 15625-89-5 |
| Monomère PETA | Triacrylate de pentaérythritol | 3524-68-3 |
| GPTA ( G3POTA ) Monomère | TRIACRYLATE DE GLYCÉRYLE ET DE PROPOXY | 52408-84-1 |
| Monomère EO3-TMPTA | Triacrylate de triméthylolpropane éthoxylé | 28961-43-5 |
| Monomère photorésistant | ||
| Monomère IPAMA | Méthacrylate de 2-isopropyl-2-adamantyle | 297156-50-4 |
| ECPMA Monomère | Méthacrylate de 1 éthylcyclopentyle | 266308-58-1 |
| Monomère ADAMA | Méthacrylate de 1-Adamantyle | 16887-36-8 |
| Monomère de méthacrylates | ||
| Monomère TBAEMA | Méthacrylate de 2-(Tert-butylamino)éthyle | 3775-90-4 |
| Monomère NBMA | Méthacrylate de n-butyle | 97-88-1 |
| Monomère MEMA | Méthacrylate de 2-méthoxyéthyle | 6976-93-8 |
| Monomère i-BMA | Méthacrylate d'isobutyle | 97-86-9 |
| Monomère EHMA | Méthacrylate de 2-éthylhexyle | 688-84-6 |
| Monomère EGDMP | Bis(3-mercaptopropionate) d'éthylène glycol | 22504-50-3 |
| Monomère EEMA | 2-méthoxyéthyle 2-méthylprop-2-énoate | 2370-63-0 |
| Monomère DMAEMA | Méthacrylate de N,M-diméthylaminoéthyle | 2867-47-2 |
| Monomère DEAM | Méthacrylate de diéthylaminoéthyle | 105-16-8 |
| Monomère CHMA | Méthacrylate de cyclohexyle | 101-43-9 |
| Monomère BZMA | Méthacrylate de benzyle | 2495-37-6 |
| Monomère BDDMP | 1,4-Butanediol Di(3-mercaptopropionate) | 92140-97-1 |
| Monomère BDDMA | 1,4-Butanedioldiméthacrylate | 2082-81-7 |
| Monomère AMA | Méthacrylate d'allyle | 96-05-9 |
| Monomère AAEM | Méthacrylate d'acétylacétoxyéthyle | 21282-97-3 |
| Monomère d'acrylates | ||
| Monomère IBA | Acrylate d'isobutyle | 106-63-8 |
| Monomère EMA | Méthacrylate d'éthyle | 97-63-2 |
| Monomère DMAEA | Acrylate de diméthylaminoéthyle | 2439-35-2 |
| Monomère DEAEA | 2-(diéthylamino)éthyl prop-2-énoate | 2426-54-2 |
| Monomère CHA | Prop-2-énoate de cyclohexyle | 3066-71-5 |
| Monomère BZA | prop-2-énoate de benzyle | 2495-35-4 |