Melyek a vízbázisú bevonatok száradási sebességének fő okai?

február 27, 2023 Longchang Chemical

Melyek a vízbázisú bevonatok száradási sebességének fő okai?

A gyors száradás a leggyakrabban hallott vevői igény a vízbázisú bevonatokkal szemben. A molekulaszerkezetének egyedisége, azaz a molekulák közötti rendkívül erős hidrogénkötés miatt a tulajdonságai jelentősen eltérnek a szerves oldószerek túlnyomó többségétől. A vízbázisú bevonatok területén ez a tulajdonság abban összpontosul, hogy a víz magas párolgási hője miatt a víz párolgási sebessége több mint tízszer, sőt tízszer lassabb, mint a szokásos bevonatoldószereké. Ráadásul a levegőben lévő jelentős mennyiségű vízgőz és a nagy évszakos ingadozások miatt a víz párolgási sebessége ennek megfelelően változik. A legrosszabb esetben, ha a levegő relatív páratartalma eléri az 100% értéket, a víz párolgása leáll, míg a nem vizes oldószereket ez a tényező nem befolyásolja.

 

Bár a vízalapú bevonatoknak a fent leírt technikai kihívásokkal kell szembenézniük, környezetbarát tulajdonságaiknak köszönhetően fontos szereplői lesznek a bevonatoknak. A vízbázisú bevonatokkal foglalkozóknak az elmúlt évtizedben tett szakadatlan erőfeszítéseivel a vízbázisú bevonattechnológia egyre érettebbé válik. A következőkben a vízbázisú bevonatok száradási sebességét befolyásoló főbb tényezőket és a megfelelő, a formázás során meghozható intézkedéseket tárgyaljuk.

 

1. A gyanta kiválasztása.

Mint minden bevonat esetében, a vízbázisú bevonatok teljesítményét is nagymértékben meghatározza a formulába választott gyanta. A legtöbb vízbázisú filmképző gyanta emulziós rendszer, amelynek filmképzési mechanizmusa eltér az oldószeres bevonatokétól. Az oldószer alapú gyanták az oldószerrel egyfázisú rendszert alkotnak, és ahogy az oldószer elpárolog, a rendszer viszkozitása növekszik, amíg szilárddá nem válik, ami a rendszer mechanikai tulajdonságai szempontjából folyamatos folyamat. Amikor azonban az emulziós részecskék térfogata elér egy kritikus értéket, a rendszer hirtelen szilárd halmazállapotúvá változik, ami egy diszkontinuus folyamat. A teljes megnyilvánulás a felületi száradástól a festékfilm teljesítményéig a rendszerben maradó víz párolgási sebességétől, az emulziós részecskékben lévő makromolekulák egymásba hatolásától és a rendszerben lévő egyéb szerves kismolekulák elpárolgási sebességétől függ. A rendszer optimalizálása érdekében a gyantát a következő szempontok alapján kell kiválasztani a vízbázisú festékkészítmények készítésekor.

 

a. Szilárd tartalom: Általában minél magasabb az emulzió szilárdanyag-tartalma, annál közelebb van a felületi száradás kritikus értékéhez, annál gyorsabban szárad. A túl magas szilárdanyag-tartalom azonban egy sor hátrányt is hozhat. A gyors felületi száradás lerövidíti a festési intervallumot és kényelmetlenséget okoz az építkezésben. A magas szilárdanyag-tartalmú emulziók általában rossz reológiai tulajdonságokkal rendelkeznek a gyantarészecskék kis távolsága miatt, és nem érzékenyek a sűrítőanyagokra, ami megnehezíti a festék permetezési vagy festési teljesítményének beállítását.

 

b. Emulziós részecskeméret: minél kisebbek az emulzió részecskéi, annál kisebb a részecskék közötti távolság azonos szilárdanyag-tartalom mellett, annál alacsonyabb a táblázat száraz kritikus értéke, annál gyorsabb a szárítási sebesség. A kis emulziós részecskék más előnyökkel is járnak, mint például a jó filmképző tulajdonságok és a magas fényesség.

 

c. A gyanta üvegesedési hőmérséklete (Tg): Általánosságban elmondható, hogy minél magasabb a gyanta Tg értéke, annál jobb a végső fólia teljesítménye. A száradási idő tekintetében azonban a tendencia alapvetően ellentétes. a magas Tg értékű gyantákhoz általában több filmképző adalékanyagot kell hozzáadni a formulához, hogy megkönnyítsék a makromolekulák egymásba hatolását az emulziós részecskék között és elősegítsék a film minőségét. Ezek a filmképző adalékok azonban elegendő időt igényelnek ahhoz, hogy elpárologjanak a rendszerből, és valójában meghosszabbítják a felületi száradástól a teljes száradásig tartó időt. Így e Tg-tényezőt tekintve a száradási idő és a filmképző teljesítmény gyakran ellentétes egymással.

 

d. Az emulziós részecskék fázisszerkezete: az emulzió előállítási folyamatától függően ugyanaz a monomer-összetétel különböző részecskefázis-szerkezetet eredményezhet. A széles körben ismert mag-héj szerkezet az egyik példa erre. Bár nem lehetséges, hogy egy emulzió minden részecskéje mag-héj szerkezetűvé váljon, ez a képletes analógia lehetőséget ad arra, hogy az emberek általánosságban megértsék az emulzió filmképző tulajdonságait. Ha a részecskéknek alacsony a héj Tg-je és magas a mag Tg-je, akkor a rendszer kevesebb filmképző adalékanyagot igényel és gyorsabban szárad, de a film keménységét befolyásolja, hogy a folytonos fázis a filmképzés után alacsony Tg-jű gyanta. Ezzel szemben, ha a részecskék héj Tg értéke magas, a filmképzéshez bizonyos mennyiségű segédanyagra van szükség, és a film száradási sebessége lassabb lesz, mint az előbbi esetben, de a száradás utáni keménység nagyobb lesz, mint az előbbi esetben.

 

e. A felületaktív anyagok típusa és mennyisége: a gyakori emulziók a gyártási folyamat során bizonyos felületaktív anyagokat használnak. A felületaktív anyagok izoláló és védő hatással vannak az emulziós részecskékre, és nagy hatással vannak a filmképződés folyamatára, ahol a részecskék összeolvadnak egymással, különösen a kezdeti szakaszban, azaz a felületi szárítás során. Ráadásul ezek az egyedi vegyi anyagok, amelyek bizonyos oldékonysággal rendelkeznek mind a víz-, mind az olajfázisban, a gyantában oldva ténylegesen filmképző adalékanyagként működnek. A különböző felületaktív anyagok a gyantában való eltérő oldhatóságuk miatt különböző filmképző szerepeket töltenek be.

 

2. A gyanta keményedési mechanizmusa.

A vízbázisú gyanta filmképző kikeményedése általában több szintű mechanizmussal történik. Először is, az emulziós részecskék aggregációja és fúziója, az a mechanizmus, amelyet minden emulziós felületszárítás kénytelen megtapasztalni. Ezután a víz és más filmképző adalékanyagok elpárolgása, amely lehetővé teszi magának a hőre lágyuló gyantának az alapvető tulajdonságainak teljes megvalósulását, a kikeményedés második szakasza. Végül bizonyos emulziók az előkészítés során keresztkötési mechanizmust, vagy a bevonat felhordása során keresztkötő anyagokat vezetnek be, hogy tovább növeljék a hőre lágyuló gyanta tetején lévő film keménységét. Az utolsó lépésben alkalmazott térhálósító mechanizmus jelentős hatással lehet a film végső sebességére és a kikeményedés mértékére. A gyakori térhálósítási mechanizmusok közé tartozik az oxidatív térhálósítás (pl. alkidgyanták térhálósítása), a Micell-adalékos térhálósítás (pl. egyes önhídmentes emulziós rendszerek) és a nukleofil szubsztitúciós térhálósítás (pl. epoxi, poliuretán stb.). Ezeket a térhálósodási reakciókat, befolyásolja a hőmérséklet, a pH és egyéb tényezők, a receptúrában egyensúlyt kell teremteni a rendszer keményedési követelményei és a kapcsolat egyéb tulajdonságai között.

 

3. A filmképző adalékanyagok mennyisége és típusa.

Elméletileg bármely gyanta oldószere filmképző adalékanyag. A gyakorlatban, figyelembe véve a biztonságot, a költségeket, a sebességet és egyéb tényezőket, csak egy tucatnyi gyakori filmképző adalékanyag létezik, főként néhány magas forráspontú alkohol, éter és észter. Ezeket a filmképző adalékokat a különböző vízbázisú bevonatokat készítő mérnökök előnyben részesítik. Általában csak két vagy háromféle filmképző adalékanyagot használnak általában a tapasztalt mérnökök. A fő szempont a reagens eloszlása a víz és a gyanta között, valamint a gyantarészecskéken belül. Különösen akkor, ha a vízbázisú gyanta többfázisú gyanta, a filmképző adalékanyagok kiválasztása és illesztése különösen fontos.

 

4. Építési környezet.

Az írás elején a víz kérdését tárgyaltuk. A víz tulajdonságai miatt a vízbázisú festékek építési környezete igényesebb, mint az olajbázisú festékeké, főként azért, mert az építés során a hőmérsékletet és a páratartalmat a lehető legjobban szabályozni kell. Az általános célú készítmények esetében a magas páratartalmat a lehető legnagyobb mértékben el kell kerülni. Ha magas páratartalom mellett kell dolgozni, akkor a formulát módosítani kell, vagy gyors filmképződésű gyantát kell választani, vagy a helyszínt el kell szigetelni.

UV-bevonat alapanyagok : UV monomer Ugyanazon sorozat termékei

 

Politiol/Polimerkaptán
DMES monomer Bis(2-merkaptoetil)szulfid 3570-55-6
DMPT monomer THIOCURE DMPT 131538-00-6
PETMP monomer PENTAERITRITOL-TETRA(3-MERKAPTOPROPIONÁT) 7575-23-7
PM839 Monomer Polioxi(metil-1,2-etándiil) 72244-98-5
Monofunkciós monomer
HEMA monomer 2-hidroxietil-metakrilát 868-77-9
HPMA monomer 2-hidroxipropil-metakrilát 27813-02-1
THFA monomer Tetrahidrofurfuril-akrilát 2399-48-6
HDCPA monomer Hidrogénezett diciklopentenil-akrilát 79637-74-4
DCPMA monomer Dihidrodiciklopentadienil-metakrilát 30798-39-1
DCPA monomer Dihidrodiciklopentadienil-akrilát 12542-30-2
DCPEMA monomer Diciklopenteniloxi-etil-metakrilát 68586-19-6
DCPEOA monomer Diciklopenteniloxi-etil-akrilát 65983-31-5
NP-4EA monomer (4) etoxilált nonylfenol 50974-47-5
LA Monomer Lauril-akrilát / dodecil-akrilát 2156-97-0
THFMA monomer Tetrahidrofurfuril-metakrilát 2455-24-5
PHEA monomer 2-FENOXI-ETIL-AKRILÁT 48145-04-6
LMA monomer Lauril-metakrilát 142-90-5
IDA monomer Izodecil-akrilát 1330-61-6
IBOMA monomer Izobornyl-metakrilát 7534-94-3
IBOA monomer Izobornyil-akrilát 5888-33-5
EOEOEA Monomer 2-(2-etoxietoxi-etoxi)etil-akrilát 7328-17-8
Multifunkcionális monomer
DPHA monomer Dipentaeritritol-hexakrilát 29570-58-9
DI-TMPTA monomer DI(TRIMETILOLPROPAN)TETRAAKRILÁT 94108-97-1
Akrilamid-monomer
ACMO monomer 4-akrilil-morfolin 5117-12-4
Difunkciós monomer
PEGDMA monomer Poli(etilénglikol)-dimetakrilát 25852-47-5
TPGDA monomer Tripropilén-glikol-diacrilát 42978-66-5
TEGDMA monomer Trietilénglikol-dimetakrilát 109-16-0
PO2-NPGDA monomer Propoxilát neopentylenglikol-diacrilát 84170-74-1
PEGDA monomer Polietilén-glikol-diacrilát 26570-48-9
PDDA monomer Ftalát dietilénglikol-diacrilát
NPGDA monomer Neopentil-glikol-diacrilát 2223-82-7
HDDA monomer Hexametilén-diacrilát 13048-33-4
EO4-BPADA monomer ETOXILÁLT (4) BISZFENOL A-DIACRILÁT 64401-02-1
EO10-BPADA Monomer ETOXILÁLT (10) BISZFENOL A-DIACRILÁT 64401-02-1
EGDMA monomer Etilénglikol-dimetakrilát 97-90-5
DPGDA monomer Dipropilén-glikol-dienoát 57472-68-1
Bis-GMA monomer Biszfenol A glicidil-metakrilát 1565-94-2
Trifunkcionális monomer
TMPTMA monomer Trimetilolpropan-trimetakrilát 3290-92-4
TMPTA monomer Trimetilolpropan-trikrilát 15625-89-5
PETA monomer Pentaeritritol-trikrilát 3524-68-3
GPTA ( G3POTA ) Monomer GLICERIL-PROPOXI-TRIAKRILÁT 52408-84-1
EO3-TMPTA monomer Etoxilált trimetilolpropan-trikrilát 28961-43-5
Fotoreziszt monomer
IPAMA monomer 2-izopropil-2-adamantil-metakrilát 297156-50-4
ECPMA monomer 1-etil-ciklopentil-metakrilát 266308-58-1
ADAMA monomer 1-Adamantil-metakrilát 16887-36-8
Metakrilát monomer
TBAEMA monomer 2-(terc-butilamino)etil-metakrilát 3775-90-4
NBMA monomer n-butil-metakrilát 97-88-1
MEMA monomer 2-metoxietil-metakrilát 6976-93-8
i-BMA monomer Izobutil-metakrilát 97-86-9
EHMA monomer 2-etilhexil-metakrilát 688-84-6
EGDMP monomer Etilénglikol bisz(3-merkaptopropionát) 22504-50-3
EEMA monomer 2-etoxietil-2-metilprop-2-enoát 2370-63-0
DMAEMA monomer N,M-dimetil-aminoetil-metakrilát 2867-47-2
DEAM monomer Dietilaminoetil-metakrilát 105-16-8
CHMA monomer Ciklohexil-metakrilát 101-43-9
BZMA monomer Benzil-metakrilát 2495-37-6
BDDMP monomer 1,4-Butándiol Di(3-merkaptopropionát) 92140-97-1
BDDMA monomer 1,4-butándioldi-oldimetakrilát 2082-81-7
AMA monomer Alil-metakrilát 96-05-9
AAEM monomer Acetilacetoxi-etil-metakrilát 21282-97-3
Akrilát monomer
IBA monomer Izobutil-akrilát 106-63-8
EMA monomer Etil-metakrilát 97-63-2
DMAEA monomer Dimetil-aminoetil-akrilát 2439-35-2
DEAEA monomer 2-(dietilamino)etil-prop-2-enoát 2426-54-2
CHA monomer ciklohexil prop-2-enoát 3066-71-5
BZA monomer benzil-prop-2-enoát 2495-35-4

 

Lépjen kapcsolatba velünk most!

Ha szüksége van az UV monomerek COA, MSDS vagy TDS adataira, kérjük, töltse ki elérhetőségét az alábbi űrlapon, általában 24 órán belül felvesszük Önnel a kapcsolatot. Ön is küldhet nekem e-mailt info@longchangchemical.com munkaidőben ( 8:30-18:00 UTC+8 H.-Szombat ) vagy használja a weboldal élő chatjét, hogy azonnali választ kapjon.

Kapcsolatfelvétel

Hungarian