1. A bevonatok változatos fejlődési mintája
A bevonatok területén ma elsősorban három kategóriába sorolhatók a formájukban mutatkozó különbségek alapján: szerves oldószeres bevonatok, vízbázisú bevonatok és porfestékek.
(1) Szerves oldószer alapú bevonatok: a ragyogás mögött rejlő gondok
A szerves oldószer alapú bevonatokat szerves oldószerek hígítóként történő felhasználásával állítják elő. Hosszú évek fejlesztését követően új típusú építőanyaggá fejlődtek, amely egyesíti a magas dekoratív tulajdonságokat, a tartós védelmet, a sokoldalúságot és a változatosságot. A szerves oldószer alapú bevonatok nélkülözhetetlen szerepet játszanak a modern ipari fellendülésben, a modern honvédelem kiépítésében és az olyan élvonalbeli területeken, mint az információs technológia, a biokémia és az új anyagok. A repülőgépiparban például a repülőgépek karosszériabevonatának kiváló időjárásállósággal és védelemmel kell rendelkeznie. A szerves oldószer alapú bevonatok hatékonyan ellenállnak a repülőgépek karosszériaanyagának a nagy magasságban uralkodó szélsőséges környezet okozta eróziójának. A tengeri erőforrások fejlesztése során a tengeri fúrótornyok és hajótestek védőbevonatai nem nélkülözhetik a szerves oldószer alapú bevonatokat, mivel azok jó tapadást és korrózióállóságot biztosítanak.
Ennek a festéktípusnak azonban komoly hátrányai vannak a filmképződési szakaszban. A bevonat felhordásakor az oldószer az elpárolgás során a légkörbe párolog. A legtöbb szerves oldószer mérgező összetevőket tartalmaz, és közvetlen veszélyt jelent az emberi egészségre. A vonatkozó környezetvédelmi megfigyelési adatok szerint egyes hagyományos ipari agglomerációs területeken a szerves oldószer alapú festékek használata során az illékony oldószerek hatása a környező levegő minőségére több kilométeres távolságot is elérhet, ami a levegő illékony szerves vegyületek (VOC) tartalmának jelentős növekedését eredményezi. Ráadásul az oldószerek teljes elpárolgása után nemcsak indokolatlan erőforrás-pazarlással, hanem jelentős energiaveszteséggel is jár. Ez kétségtelenül hatalmas szűk keresztmetszet a fejlődésben egy olyan időszakban, amikor a környezetvédelem és a fenntartható fejlődés szorgalmazása van terítéken.
(2) Porbevonatok: előnyök és korlátok egyidejűleg léteznek
A porfestékek szilárd gyantákból készülnek, amelyeket pigmentekkel, töltőanyagokkal és adalékanyagokkal kevernek, hogy szilárd port képezzenek. A porbevonatok egyedülálló tulajdonsága, hogy hígítószerként a levegőt használják, és apró porok formájában léteznek, ami megkönnyíti a levegőben való eloszlatásukat. A porbevonatok nagy rugalmasságot mutatnak a felhordási módszerek tekintetében, és számos eljárással, például elektrosztatikus permetezéssel, hengerléssel és zuhanyozással felhordhatók. Például a fémbútorgyártó iparban az elektrosztatikus porbevonat egyenletesen képes a port a fémfelületre tapasztani, sima és tapadó bevonatot képezve. Ezenkívül az 100% túlpermetezett por visszanyerhető, ami nagymértékben javítja az anyagfelhasználást és csökkenti a termelési költségeket. A bevonófilm tulajdonságai szempontjából a porbevonatok számos előnnyel rendelkeznek, például jó tapadással, kiváló időjárásállósággal, keménységgel és kopásállósággal, valamint kiváló korrózióállósággal. Emellett a teljes gyártási és felhasználási ciklus során nulla VOC-kibocsátást érhetnek el, és a környezetbarát bevonatok mintaképei.
Nem szabad azonban figyelmen kívül hagyni a porfestékek hiányosságait. A gyártás és a bevonás során nagy mennyiségű por keletkezik. A meglévő poreltávolítási technológia folyamatos fejlesztése ellenére a teljes tisztítást még mindig nehéz elérni. Néhány ultrafinom por a légkörbe kerül, ami kedvezőtlenül befolyásolja a levegő minőségét. Vegyünk példának egy nagy porbevonó gyártót. Annak ellenére, hogy fejlett poreltávolító berendezésekkel van felszerelve, bizonyos mennyiségű ultrafinom por még mindig kibocsátásra kerül minden évben, ami bizonyos mértékig súlyosbítja a környező terület részecskeszennyezését. Ezenkívül a porbevonatok kikeményedési folyamata magas hőmérsékletet igényel, ami magasabb energiafogyasztást jelent. Ugyanakkor a porbevonatok alkalmazása nem fémes hordozókon, túlméretezett fémalkatrészeken és összetett alakú fémalkatrészeken számos technikai kihívással néz szembe. Például néhány nagyméretű szobrászati műalkotás felületének bevonásakor a porbevonatoknak az összetett formák és a többnyire nem fémes anyagok miatt nehézséget okoz az egyenletes tapadás és az ideális bevonathatás kialakítása.
(3) Vízalapú bevonatok: a lehetőségek mellett kihívások is vannak
A vízbázisú bevonatok diszpergáló közegként vagy oldószerként vizet használnak. A felhasznált kötőanyagtól függően szintetikus gyantás vízbázisú bevonatokra és természetes ásványi és természetes anyagokon alapuló vízbázisú bevonatokra oszthatók. Jelentős előnyük az alacsony költség. A szerves oldószer alapú bevonatokkal összehasonlítva sokkal biztonságosabbak, nem jelentenek gyúlékonysági vagy robbanásveszélyt, és nedves környezetben közvetlenül alkalmazhatók. Akár permetezéssel, akár ecsettel vagy elektroforetikus bevonattal, könnyen szabályozhatók, és különböző anyagú és formájú tárgyakra alkalmasak. Viszonylag kevésbé korlátozza őket a bevonási módszer és a kikeményedési körülmények. Például a belsőépítészet területén a vízbázisú festékeket széles körben használják falfestésre. Jó légáteresztő képességük miatt a falak nehezen hólyagosodnak vagy penészednek, és az alapréteg nedvességtartalmára vonatkozó laza követelmények is csökkentik a kivitelezés nehézségeit.
A vízbázisú festékek alapanyagaként felhasznált víz azonban problémákat is okoz. A víz lassan párolog, ami azt jelenti, hogy a vízbázisú festékek magasabb szárítási hőmérsékletet vagy hosszabb száradási időt igényelnek, ami növeli az energiafogyasztást. Kísérleti adatok szerint azonos bevonatfelület mellett a vízbázisú festék száradási ideje 30% - 50% hosszabb lehet, mint a szerves oldószer alapú festéké. A vízbázisú festék ráadásul érzékeny a festékszóró fülkében lévő páratartalomra. Ha a relatív páratartalom meghaladja a 85% értéket, a felület száradási sebessége jelentősen lelassul. Ha a páratartalom telített (I>90%), a festékfilm akár folyhat is, ami súlyosan befolyásolja a bevonathatást. Ezért a vízbázisú festékek használatához jó légkeringetési rendszerre és a festékszóró fülkében a hőmérséklet és a páratartalom feltételeinek szigorú ellenőrzésére van szükség. Ezen túlmenően a rendkívül dekoratív helyzetekben, mint például a csúcskategóriás autók külső festése vagy a csúcskategóriás elektronikai termékek burkolatának bevonása, a vízbázisú festékekkel jelenleg nehéz elérni a szerves oldószer alapú festékek által mutatott finom dekoratív hatást.
2. A festékfilmképződés rejtélye: a fizika és a kémia szinergiája
A festék filmképzési vagy kikeményedési folyamata lényegében az a folyamat, amikor a festék szilárd felületre történő felhordás után folyékonyból szilárd filmmé alakul át, ahogy az oldószer elpárolog és a térhálósodási és kikeményedési reakció előrehalad.
A három fő festéktípus - az oldószeres, a vízbázisú és a porfesték - mindegyike képes fizikailag filmréteget képezni. A porfestékek fizikai filmképzési módszere azonban jelentősen eltér a másik kettőtől. A porfestékek elsősorban elektrosztatikus vonzás vagy hőenergia révén tapadnak a hordozó felületéhez. Ezután az olvadási hőmérséklet fölé melegítik őket, amikor az olvadt polimerragasztó a felületi feszültség hatására kifolyik és kiegyenlítődik. Lehűlés után szilárd festékréteg alakul ki. Például a fém ajtók és ablakok porbevonási eljárásánál a port először egy elektrosztatikus szórópisztoly segítségével egyenletesen adszorbeálják az ajtók és ablakok felületén, majd egy magas hőmérsékletű szárító kemencébe küldik. Több lépés, például a melegítés és olvasztás, a kiegyenlítés és a hűtés után végül egy sima, fényes, jó védőtulajdonságokkal rendelkező bevonat jön létre.
A vizes bázisú festékek és a szerves oldószereket tartalmazó festékek fizikai filmképzése viszont elsősorban az oldószer elpárolgásától függ. Ebben a folyamatban az emulzió részecskéi összeérnek, deformálódnak és fokozatosan sűrűn egymáshoz igazodnak. A száradási hőmérséklet növekedésével a részecskék diffundálnak és összeolvadnak egymással, végül folyamatos szilárd filmet alkotva. Vegyük példának a vízbázisú emulziós festéket. A fal festése után a víz lassan párologni kezd, és az emulzió részecskéi fokozatosan összeállnak. Amikor a száradás egy bizonyos fokát elérik, a részecskék összeolvadnak egymással, és sűrű bevonófilmet alkotnak.
Érdemes megemlíteni, hogy a vizes bázisú festékek és a szerves oldószeres festékek kémiailag is képesek filmet képezni a reaktív csoportok közötti kémiai reakció révén, és így keresztkötésű hálózati szerkezetű filmet képeznek. Ez a kémiai filmképzési módszer jelentősen javíthatja a bevonófilm teljesítménymutatóit, például a keménységet, a kopásállóságot és a vegyszerállóságot. Például egyes nagy teljesítményű ipari bevonatokban egy speciális kémiai térhálósodási reakció révén erősen térhálósodott hálózati szerkezet jön létre, amely a zord ipari környezetben is megőrzi a jó védőtulajdonságokat.
3. A bevonatipar jövőbeli iránya: innovációvezérelt változás és áttörés
Összefoglalva, a mainstream bevonatok fejlődési állapotának és filmképzési mechanizmusának mélyreható elemzése egyértelműen feltárhatja a bevonatipar jelenlegi helyzetét és kihívásait. Bár a vízbázisú bevonatok és a porfestékek nyilvánvaló előnyökkel rendelkeznek a környezetvédelem szempontjából, a vonatkozó korlátaik miatt nehéz számukra rövid távon teljesen felváltani a szerves oldószer alapú bevonatok domináns pozícióját.
Bár a szerves oldószer alapú bevonatok kiváló teljesítményt nyújtanak, az általuk okozott környezetszennyezéssel sürgősen foglalkozni kell. A jövőben a kutatóknak az előkészítési folyamat és a filmképzési módszerek javítására, az alacsony mérgező vagy nem mérgező szerves oldószer alternatívák használatának feltárására, valamint az oldószer visszanyerési és újrahasznosítási technológia optimalizálására kell összpontosítaniuk a filmképzési folyamat során, a szennyezőanyag-kibocsátás minimalizálása, valamint a zöld és fenntartható fejlődés elérése érdekében. Egyes tudományos kutatóintézetek például új szerves oldószerformulákat próbálnak kifejleszteni a molekulaszerkezet-tervezés révén, hogy csökkentsék az oldószerek illékonyságát és toxicitását, miközben javítják azok felhasználását a filmképzési folyamat során.
A vízbázisú bevonatok a környezetbarát bevonatok fontos képviselői, de a magas dekoratív követelményeknek való megfelelésre való képtelenségük korlátozza alkalmazásuk további terjedését. Ezért a jövőbeni kutatásoknak a vízbázisú bevonatok módosítására kell összpontosítaniuk, új funkcionális adalékanyagok bevezetésével és a gyanta szerkezetének optimalizálásával, hogy javítsák dekoratív tulajdonságaikat, és lehetővé tegyék, hogy kiemelkedjenek a magas dekoratív alkalmazásokban. Például nanoméretű pigmentek és töltőanyagok hozzáadásával javítható a vízbázisú bevonatok színélénksége és fénye, miközben a bevonatfilm keménysége és kopásállósága is fokozható.
A porbevonatok tekintetében az elsődleges feladat a porkezelés technikai nehézségeinek leküzdése, hatékonyabb poreltávolító berendezések és eljárások kifejlesztése, valamint annak biztosítása, hogy a gyártás és a festési folyamatok során a porkibocsátás alacsonyabb szintet érjen el. Ugyanakkor a porbevonatok előkészítési folyamatát optimalizálják, hogy csökkentsék a kikeményedési hőmérsékletet, csökkentsék az energiafogyasztást, és bővítsék az alkalmazási területet nem fémes hordozókon, túlméretezett fém alkatrészeken és összetett alakú fém alkatrészeken. Például az új, alacsony hőmérsékletű vulkanizálószerek használatával csökkenthető a porbevonatok vulkanizálási hőmérséklete és az energiafogyasztás. Speciális előkezelési eljárásokat is kifejlesztettek a porbevonatok nem fémes hordozókon való tapadásának javítására.
Röviden, a bevonatipar az innovatív fejlődés válaszútján áll. Csak a műszaki szűk keresztmetszetek folyamatos áttörésével és a meglévő problémák megoldásával érhetjük el a fenntartható fejlődést az egyre szigorúbb környezetvédelmi követelmények és az egyre változatosabb piaci igények korában, és biztosíthatunk jobb, környezetbarátabb, nagy teljesítményű bevonatokat számos területen, például az építőiparban, az iparban és a közlekedésben.
Lépjen kapcsolatba velünk most!
Ha szüksége van a fotoiniciátor árára, 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.