수성 코팅의 건조 속도가 느린 주된 이유는 무엇인가요?
빠른 건조는 수성 코팅에 대한 고객 요구 사항 중 가장 자주 들리는 요구 사항입니다. 분자 구조의 독특성, 즉 분자 간 수소 결합이 매우 강하기 때문에 대부분의 유기 용제와는 뚜렷하게 다른 특성을 가지고 있습니다. 수성 코팅 분야에서 이러한 특성은 물의 높은 증발열로 인해 물의 증발 속도가 일반적인 코팅 용매보다 10배 이상 또는 수십 배 느리다는 사실에 집중되어 있습니다. 또한 공기 중 수증기의 양이 많고 계절의 변화가 크기 때문에 물의 증발 속도도 그에 따라 달라집니다. 최악의 경우 공기의 상대 습도가 100%에 도달하면 물의 증발이 멈추지만 비수용성 용제는 이 요소의 영향을 받지 않습니다.
수성 코팅은 위에서 설명한 기술적 과제에 직면해 있지만, 환경 친화적인 특성으로 인해 코팅 분야에서 중요한 역할을 할 수밖에 없습니다. 지난 10여 년 동안 수성 코팅 작업자들의 끊임없는 노력으로 수성 코팅 기술은 점점 더 성숙해지고 있습니다. 다음은 수성 코팅의 건조 속도에 영향을 미치는 주요 요인과 배합 시 취할 수 있는 대응 조치에 대한 논의입니다.
1. 레진 선택.
모든 코팅과 마찬가지로 수성 코팅의 성능은 제형에서 선택한 수지에 의해 크게 결정됩니다. 대부분의 수성 필름 형성 수지는 에멀젼 시스템으로, 필름 형성 메커니즘이 솔벤트 기반 코팅과 다릅니다. 용매 기반 수지는 용매와 단상 시스템을 형성하고 용매가 증발함에 따라 시스템의 점도가 고체가 될 때까지 증가하며, 이는 시스템의 기계적 특성 측면에서 연속적인 과정입니다. 그러나 에멀젼 입자의 부피가 임계값에 도달하면 시스템은 갑자기 고체 상태에서 액체 상태로 바뀌는데, 이는 불연속적인 과정입니다. 표면 건조에서 페인트 필름 성능에 이르는 전체 현상은 시스템 내 잔류 수분의 증발 속도, 에멀젼 입자 내 거대 분자의 상호 침투, 시스템 내 다른 유기 소분자의 휘발 속도에 따라 달라집니다. 시스템을 최적화하려면 수성 페인트 배합을 만들 때 다음 측면에서 레진을 선택해야 합니다.
a. 고체 함량: 일반적으로 에멀젼의 고체 함량이 높을수록 표면 건조 임계값에 가까울수록 건조가 빨라집니다. 그러나 고형분 함량이 너무 높으면 여러 가지 단점이 발생할 수 있습니다. 표면 건조가 빠르면 도장 간격이 짧아지고 시공에 불편을 초래할 수 있습니다. 고형분 함량이 높은 에멀젼은 일반적으로 수지 입자의 간격이 작아 유변학적 성능이 떨어지고 증점제에 민감하지 않아 페인트의 분사 또는 도장 성능을 조정하기가 더 어렵습니다.
b. 에멀젼 입자 크기: 에멀젼 입자가 작을수록 동일한 고체 함량에서 입자 사이의 간격이 작을수록 테이블 건조 임계값이 낮아지고 건조 속도가 빨라집니다. 에멀젼 입자가 작으면 우수한 필름 형성 특성 및 고광택과 같은 다른 장점도 얻을 수 있습니다.
c. 수지 유리 전이 온도(Tg): 일반적으로 수지의 Tg가 높을수록 최종 필름의 성능이 더 좋습니다. 그러나 건조 시간의 경우 기본적으로 추세는 반대입니다. Tg가 높은 수지는 일반적으로 에멀젼 입자 사이의 고분자 상호 침투를 촉진하고 필름 품질을 촉진하기 위해 제형에 더 많은 필름 형성 첨가제를 추가해야 합니다. 그러나 이러한 필름 형성 첨가제는 시스템에서 휘발하는 데 충분한 시간이 필요하며 실제로 표면 건조에서 완전 건조까지 시간이 연장됩니다. 따라서 이 Tg 계수 측면에서 건조 시간과 필름 형성 성능은 서로 상충되는 경우가 많습니다.
d. 에멀젼 입자의 상 구조: 에멀젼 준비 공정에 따라 동일한 모노머 구성이라도 입자 상 구조가 달라질 수 있습니다. 널리 알려진 코어-쉘 구조가 그 예 중 하나입니다. 에멀젼의 모든 입자가 코어-쉘 구조로 만들어지는 것은 불가능하지만, 이 비유는 에멀젼의 필름 형성 특성을 일반적으로 이해하는 데 도움이 되는 방법입니다. 입자의 쉘 Tg가 낮고 코어 Tg가 높은 경우, 시스템은 필름 형성 첨가제를 덜 필요로 하고 더 빨리 건조되지만 필름 형성 후 연속상이 낮은 Tg 수지이기 때문에 필름의 경도에 영향을 미칩니다. 반대로 입자의 쉘 Tg가 높으면 필름 형성을 위해 일정량의 보조제가 필요하며 필름의 건조 속도는 전자보다 느리지 만 건조 후 경도는 전자보다 높습니다.
e. 계면활성제의 종류와 양: 일반적인 에멀젼은 제조 공정에서 특정 계면활성제를 사용합니다. 계면활성제는 에멀젼 입자를 분리하고 보호하는 효과가 있으며 입자가 서로 융합되는 필름 형성 과정, 특히 초기 단계, 즉 표면 건조에서 큰 영향을 미칩니다. 또한 수지와 오일 상 모두에서 특정 용해도를 갖는 이러한 독특한 화학 물질은 수지에 용해되어 실제로 필름 형성 첨가제로 작용합니다. 계면활성제마다 수지에 대한 용해도가 다르기 때문에 필름 형성제의 역할이 달라집니다.
2. 수지의 경화 메커니즘.
수성 수지 필름 형성 경화에는 일반적으로 여러 단계의 메커니즘이 있습니다. 첫째, 에멀젼 입자의 응집 및 융합은 모든 에멀젼 표면 건조가 경험할 수밖에 없는 메커니즘입니다. 그런 다음 열가소성 수지 자체의 기본 특성을 완전히 실현할 수 있는 물 및 기타 필름 형성 첨가제의 휘발이 경화의 두 번째 단계입니다. 마지막으로, 특정 에멀젼은 열가소성 수지 위에 필름의 경도를 더욱 높이기 위해 준비 중에 가교 메커니즘을 도입하거나 코팅 적용 중에 가교제를 사용합니다. 이 마지막 단계의 가교 메커니즘은 필름의 최종 경화 속도와 경화 정도에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적인 가교 메커니즘에는 산화 가교(예: 알키드 수지의 가교), 미셀 첨가제 가교(예: 일부 자가 가교 에멀젼 시스템), 핵친화성 치환 가교(예: 에폭시, 폴리우레탄 등)가 있습니다. 이러한 가교 반응은 온도, pH 및 기타 요인에 의해 영향을 받으며, 제형에서 시스템의 경화 요구 사항과 기타 관계의 특성이 균형을 이루어야 합니다.
3. 필름 형성 첨가제의 양과 유형.
이론적으로 모든 수지의 용매는 필름을 형성하는 첨가제입니다. 실제로는 안전성, 비용, 속도 및 기타 요인을 고려할 때 주로 끓는점이 높은 알코올, 에테르 및 에스테르와 같은 12가지 일반적인 필름 형성 첨가제만 있습니다. 이러한 필름 형성 첨가제는 다양한 수성 코팅 엔지니어가 선호합니다. 일반적으로 숙련된 엔지니어가 일반적으로 사용하는 필름 형성 첨가제는 두세 가지 종류에 불과합니다. 주요 고려 사항은 물과 수지 사이 및 수지 입자 내에서 시약의 분포입니다. 특히 수성 수지가 다상 수지인 경우 필름 형성 첨가제의 선택과 매칭이 특히 중요합니다.
4. 건설 환경.
이 백서의 서두에서 물 문제에 대해 설명했습니다. 물의 특성으로 인해 수성 페인트의 시공 환경은 유성 페인트보다 더 까다로운데, 주로 시공 중 온도와 습도를 최대한 제어해야 하기 때문입니다. 범용 제형의 경우 높은 습도는 가능한 한 피해야 합니다. 습도가 높은 곳에서 작업해야 하는 경우에는 배합을 조정하거나 피막 형성이 빠른 수지를 선택하거나 현장을 격리해야 합니다.
UV 코팅 원료 : UV 모노머 동일 시리즈 제품
| 폴리티올/폴리머캡탄 | ||
| DMES 모노머 | 비스(2-메르캅토에틸)황화물 | 3570-55-6 |
| DMPT 모노머 | 티오큐어 DMPT | 131538-00-6 |
| PETMP 모노머 | 펜타에리스리톨 테트라(3-메르캅토프로피오네이트) | 7575-23-7 |
| PM839 모노머 | 폴리옥시(메틸-1,2-에탄디일) | 72244-98-5 |
| 단일 기능 모노머 | ||
| HEMA 모노머 | 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 | 868-77-9 |
| HPMA 모노머 | 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트 | 27813-02-1 |
| THFA 모노머 | 테트라하이드로푸르푸릴아크릴레이트 | 2399-48-6 |
| HDCPA 모노머 | 수소화 디사이클로펜테닐 아크릴레이트 | 79637-74-4 |
| DCPMA 모노머 | 디하이드로디사이클로펜타디에닐 메타크릴레이트 | 30798-39-1 |
| DCPA 모노머 | 디하이드로디사이클로펜타디에닐 아크릴레이트 | 12542-30-2 |
| DCPEMA 모노머 | 디사이클로펜텐일록시에틸 메타크릴레이트 | 68586-19-6 |
| DCPEOA 모노머 | 디사이클로펜텐일록시에틸 아크릴레이트 | 65983-31-5 |
| NP-4EA 모노머 | (4) 에톡실화 노닐페놀 | 50974-47-5 |
| LA 모노머 | 라릴 아크릴레이트 / 도데실 아크릴레이트 | 2156-97-0 |
| THFMA 모노머 | 테트라하이드로푸르푸릴메타크릴레이트 | 2455-24-5 |
| PHEA 모노머 | 2-페녹시에틸 아크릴레이트 | 48145-04-6 |
| LMA 모노머 | 라 우릴 메타 크릴 레이트 | 142-90-5 |
| IDA 모노머 | 이소데실 아크릴레이트 | 1330-61-6 |
| 아이보마 모노머 | 이소보닐 메타크릴레이트 | 7534-94-3 |
| IBOA 모노머 | 이소보닐 아크릴레이트 | 5888-33-5 |
| EOEOEA 모노머 | 2-(2-에톡시 에톡시)에틸 아크릴레이트 | 7328-17-8 |
| 다기능 모노머 | ||
| DPHA 모노머 | 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 | 29570-58-9 |
| DI-TMPTA 모노머 | 디(트리메틸올프로판) 테트라 아크릴레이트 | 94108-97-1 |
| 아크릴아마이드 모노머 | ||
| ACMO 모노머 | 4-아크릴로일모르폴린 | 5117-12-4 |
| 이중 기능 모노머 | ||
| PEGDMA 모노머 | 폴리(에틸렌 글리콜) 디메타크릴레이트 | 25852-47-5 |
| TPGDA 모노머 | 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 | 42978-66-5 |
| TEGDMA 모노머 | 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 | 109-16-0 |
| PO2-NPGDA 모노머 | 프로폭실레이트 네오펜틸렌 글리콜 디아크릴레이트 | 84170-74-1 |
| PEGDA 모노머 | 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 | 26570-48-9 |
| PDDA 모노머 | 프탈레이트 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 | |
| NPGDA 모노머 | 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트 | 2223-82-7 |
| HDDA 모노머 | 헥사메틸렌 디아크릴레이트 | 13048-33-4 |
| EO4-BPADA 모노머 | 에톡실화 (4) 비스페놀 A 디아크릴레이트 | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA 모노머 | 에톡실화 (10) 비스페놀 A 디아크릴레이트 | 64401-02-1 |
| EGDMA 모노머 | 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 | 97-90-5 |
| DPGDA 모노머 | 디프로필렌 글리콜 디에노에이트 | 57472-68-1 |
| Bis-GMA 모노머 | 비스페놀 A 글리시딜 메타크릴레이트 | 1565-94-2 |
| 삼중 기능성 모노머 | ||
| TMPTMA 모노머 | 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 | 3290-92-4 |
| TMPTA 모노머 | 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 | 15625-89-5 |
| PETA 모노머 | 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 | 3524-68-3 |
| GPTA (G3POTA) 모노머 | 글리세릴 프로폭시 트리아크릴레이트 | 52408-84-1 |
| EO3-TMPTA 모노머 | 에톡실화된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 | 28961-43-5 |
| 포토레지스트 모노머 | ||
| IPAMA 모노머 | 2- 이소프로필-2-아다만틸 메타크릴레이트 | 297156-50-4 |
| ECPMA 모노머 | 1-에틸사이클로펜틸 메타크릴레이트 | 266308-58-1 |
| 아다마 모노머 | 1-아다만틸 메타크릴레이트 | 16887-36-8 |
| 메타크릴레이트 모노머 | ||
| TBAEMA 모노머 | 2-(테트-부틸아미노)에틸 메타크릴레이트 | 3775-90-4 |
| NBMA 모노머 | n-부틸 메타크릴레이트 | 97-88-1 |
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| IBA 모노머 | 이소부틸 아크릴레이트 | 106-63-8 |
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| DMAEA 모노머 | 디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트 | 2439-35-2 |
| DEAEA 모노머 | 2-(디에틸아미노)에틸 프로프-2-에노에이트 | 2426-54-2 |
| CHA 모노머 | 사이클로헥실 프롭-2-에노에이트 | 3066-71-5 |
| BZA 모노머 | 벤질 prop-2-에노에이트 | 2495-35-4 |