{"id":7499,"date":"2024-11-08T08:19:13","date_gmt":"2024-11-08T08:19:13","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangchemical.com\/?p=7499"},"modified":"2026-04-28T10:42:41","modified_gmt":"2026-04-28T10:42:41","slug":"high-viscosity-varnishes-for-water-based-wood-coatings","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangchemical.com\/nl\/high-viscosity-varnishes-for-water-based-wood-coatings\/","title":{"rendered":"Hoe is de schuimvormingseigenschap van vernissen met een hoge viscositeit voor houten coatings op waterbasis?"},"content":{"rendered":"

Hoe is de schuimvormingseigenschap van vernissen met een hoge viscositeit voor houten coatings op waterbasis?<\/b><\/h2>\n

<\/p>\n

Quick answer:<\/strong> For wetting, leveling, defoaming, and dispersing topics, formulators usually compare performance and side effects together because over-correcting one surface issue can easily create another.<\/p>\n

<\/p>\n

<\/h2>\n

Bij het aanbrengen van coatings voor hout op waterbasis wordt over het algemeen aanbevolen om de coating in dunne lagen en meerdere keren aan te brengen. De reden hiervoor is dat wanneer coatings op waterbasis in dikke lagen worden aangebracht, ze langzaam drogen, de hardheid langzaam toeneemt en het moeilijk is om te schuimen, waardoor het moeilijk is om een goed applicatie resultaat te bereiken. In daadwerkelijke productietoepassingen moeten coatings op waterbasis voor hout echter in dikke lagen in \u00e9\u00e9n keer worden aangebracht om de productie-effici\u00ebntie te verbeteren, vooral op gebieden waar de eisen voor het oppervlak niet erg hoog zijn, zoals het coaten van kozijnen, ramen en andere oppervlakken. Deze toepassing is al heel gewoon.<\/p>\n

Dit gebied wordt gekenmerkt door het gebruik van middeldruk airless spuiten, wat eenvoudig is in het proces en zeer productief. De constructie kenmerkt zich door een hoge viscositeit en een enkele dikke laag tot 250 \u03bcm. Een van de moeilijkste problemen om op te lossen bij dit proces is schuimvorming.<\/p>\n

Bij het spuiten kan een groot aantal luchtbellen niet worden ge\u00eblimineerd tijdens het droogproces van de coatingfilm, wat resulteert in een groot aantal speldenprikken op het oppervlak.<\/p>\n

Dit is bijna een belangrijke belemmering geworden voor de uitbreiding van houtcoatings op waterbasis naar andere professionele gebieden zoals meubelen, vooral vernissen, waarvan 70%-90% harsen zijn, wat ontschuimen veel moeilijker maakt dan verven met vaste kleuren (die titaniumdioxide en andere poeders bevatten). Bij het schilderen van deuren en ramen bestaat ongeveer 2\/3 uit een matte vernislaag. Daarom is het noodzakelijk om diepgaand onderzoek te doen naar de antischuimprestaties van matte vernis op waterbasis bij spuiten onder gemiddelde druk.<\/p>\n

Oorzaken van schuim<\/b><\/h2>\n

Schuim in het productieproces<\/b><\/p>\n

Bij de productie van coatings is vaak een snelle dispersie nodig om de ingredi\u00ebnten gelijkmatig te mengen, wat resulteert in een groot aantal bellen. Als deze bellen niet kunnen worden gebroken nadat ze hebben gestaan, zullen ze onvermijdelijk de verwijdering van schuim tijdens het aanbrengen be\u00efnvloeden. In het productieproces van houtvernissen op waterbasis met een hoog harsgehalte is schuim moeilijker te verwijderen als de viscositeit hoog is, en de viscositeit mag niet te laag zijn om te voldoen aan de eisen van toepassing en opslag. Als het product wordt aangebracht met een middeldruk airless spuitpistool, moet de viscositeit over het algemeen hoger zijn dan 80 KU. Om aan deze vereiste te voldoen, moet de beginviscositeit van het product ten minste 90 KU (30\u00b0C) zijn, zodat het product nog steeds normaal kan worden aangebracht, zelfs als de viscositeit afneemt in hete zomeromgevingen of voor andere toepassingsbehoeften. Bij een viscositeit van 90 KU (30\u00b0C) is het niet moeilijk om het probleem van schuimvorming eenvoudig op te lossen. In het eigenlijke productieproces moet echter ook rekening worden gehouden met het probleem van uitzakken bij dikke coatings op verticale oppervlakken en is het noodzakelijk om de thixotropie van de verf te verbeteren. Daarom moet er tijdens het productieproces een goed evenwicht worden gevonden tussen reologie en schuimvorming.<\/p>\n

Aan de andere kant is het, als er een geschikt productieproces wordt ontwikkeld, ook mogelijk om de luchtbellen die ontstaan tijdens de productie van verf te verminderen. Bijvoorbeeld, bij de productie van matte vernis wordt het matteringspoeder eerst tot een slurry gemaakt om het grote aantal luchtbellen te vermijden die ontstaan tijdens de snelle dispersie wanneer het matteringspoeder in de hars wordt gedispergeerd. Een geschikte hoeveelheid antischuimmiddel met goede schuimonderdrukkende eigenschappen wordt toegevoegd voordat het mengen begint; de coating wordt op de juiste viscositeit gebracht voordat deze met hoge snelheid wordt gedispergeerd om te voorkomen dat er een grote hoeveelheid lucht in de coating komt wanneer het dispergeeroppervlak wordt geschud, enz. Dit alles kan het ontstaan van luchtbellen tijdens de coatingproductie verminderen.<\/p>\n

Schuim tijdens het aanbrengen<\/b><\/p>\n

1. Substraat<\/b><\/p>\n

Bij het aanbrengen van houtcoatings heeft het hout zelf vaak veel haarvaten, dus moet het substraat vaak eerst worden afgedicht. Als het substraat niet goed is afgedicht, zal de lucht in de haarvaten van het substraat tijdens het coatingproces ontsnappen, in de natte film van de coating terechtkomen en bellen vormen. Als de bellen niet kunnen worden gebroken, zullen ze gaatjes of kraters vormen. Tijdens het aanbrengen van coatings op waterbasis, vooral wanneer deze volledig gesloten zijn, maken de hoge applicatieviscositeit en het eenmalig dik spuiten het moeilijker om de natte film van de coating tijdens het aanbrengen te ontvetten. Daarom is het bij het volledig gesloten aanbrengen van verf op waterbasis over het algemeen nodig om \u00e9\u00e9n tot twee lagen afsluitende primer aan te brengen om te proberen zoveel mogelijk lucht uit de haarvaten van het substraat te verdrijven. Anders zal het moeilijk zijn om de luchtbellen die tijdens het daaropvolgende proces in de dikke coating terechtkomen, te verwijderen.<\/p>\n

2. Spuitpistool<\/b><\/p>\n

Het bouwgereedschap speelt ook een rol bij het ontstaan van luchtbellen in de verf. Bij het aanbrengen van meubelverven op waterbasis worden zowel de grond- als de aflak gespoten. Over het algemeen geldt: hoe beter de verneveling, hoe kleiner de kans dat er bellen ontstaan tijdens het aanbrengen. Daarom is spuiten met een luchtdrukpistool beter dan middeldruk airless spuiten, en wel om twee belangrijke redenen: ten eerste is de vernevelingsluchtdruk bij spuiten met een luchtdrukpistool hoger, meestal 0,6-0,8 MPa. Nadat de verf is verstoven, bereikt deze het oppervlak van het te spuiten object met een hogere snelheid, zodat zelfs als er een klein aantal belletjes is, deze kunnen worden afgebroken wanneer de verfdeeltjes het oppervlak van het object 'raken'. De verstuifde lucht van het middeldrukspuitpistool met luchtmengsel is slechts 0,1 tot 0,2 MPa en het verstuivingseffect is slechter dan dat van het luchtpistool. De snelheid waarmee de verfdeeltjes het oppervlak van het object bereiken is ook lager dan die van het luchtpistool, waardoor het belletjesbrekende effect tijdens het bouwen slechter is. Ten tweede is de viscositeit van de gespoten verf lager bij gebruik van een luchtspuitpistool dan bij gebruik van een middeldruk airless spuitpistool. Hierdoor is het gemakkelijker om de verf te vernevelen, de luchtbellen te breken en het oppervlak te ontvetten tijdens het droogproces.<\/p>\n

Anderzijds is de hoeveelheid olie en lucht in het spuitpistool tijdens het aanbrengen ook een belangrijke factor die de vorming van luchtbellen be\u00efnvloedt. Of het nu gaat om een luchtspuitpistool of een luchtmengpistool met middelhoge druk, de hoeveelheid olie en lucht kan flexibel worden aangepast en de mengverhouding moet worden bepaald op basis van de viscositeit van de verf of het gewenste applicatie-effect op het te spuiten voorwerp. Wanneer bijvoorbeeld een halfopen coating wordt gebruikt, is het soms nodig om 'droger' te spuiten (klein olievolume en groot luchtvolume), terwijl wanneer een volledig gesloten coating wordt gebruikt, het meestal nodig is om 'nat' te spuiten (iets groter olievolume en iets kleiner luchtvolume). Over het algemeen moet voor het aanbrengen de verstuiving van de coating worden geoptimaliseerd door het olie- en luchtvolume aan te passen om de beste resultaten te verkrijgen.<\/p>\n

Factoren die de schuimvorming van coatings op waterbasis be\u00efnvloeden<\/b><\/h2>\n

1. Hars<\/b><\/p>\n

In schuimexperimenten met matte vernissen met een hoge viscositeit op waterbasis is de hars de meest kritische factor die het schuimgemak be\u00efnvloedt. Momenteel zijn er drie hoofdtypen houtlakken op waterbasis: polyurethaan op waterbasis (PU), acryl op waterbasis (AC) en polyurethaan en acrylcomposiet op waterbasis (PU A). Door verschillen in het synthesemechanisme is er ook een groot verschil in het gemak waarmee de drie soorten harsen schuimen.<\/p>\n

Het schuimen van PU en PUA op waterbasis is relatief eenvoudig, terwijl het schuimen van AC op waterbasis relatief moeilijk is. Dit komt doordat emulgatoren, die een soort oppervlakteactieve stoffen zijn, de neiging hebben om schuim te veroorzaken als ze in beweging zijn. Op de binnenlandse markt voor watergedragen meubelcoatings wordt watergedragen AC echter veel gebruikt vanwege de voordelen op het gebied van prijs, droogsnelheid, waterbestendigheid, enz. Kernschilpolymerisatie-emulsies hebben een lagere filmvormingstemperatuur, verlagen het VOS-gehalte aanzienlijk en hebben een goede hardheid, elasticiteit en anti-blokkerende eigenschappen na filmvorming. Ze worden momenteel in grote hoeveelheden gebruikt voor de oppervlaktecoating van houtproducten voor gebruik buitenshuis.<\/p>\n

Bij AC-emulsies varieert de moeilijkheid van schuimvorming afhankelijk van het type emulgator en de synthesemethode die tijdens de synthese van de emulsie wordt gebruikt. Anionische emulsiesystemen hebben bijvoorbeeld kleine deeltjesgrootten en zijn gevoelig voor schuimvorming. AC-emulsies op waterbasis, geproduceerd met zeepvrije polymerisatie of core-shell polymerisatie, schuimen gemakkelijker dan traditionele AC-emulsies op waterbasis. Experimenten hebben aangetoond dat bij het formuleren van matte vernissen met een hoge viscositeit, het gebruik van core-shell polymerisatie-emulsies de problemen met schuimvorming tijdens de productie aanzienlijk kan verminderen.<\/p>\n

2. Viscositeit<\/b><\/p>\n

Of de verf nu wordt bewaard in het verfblik of tijdens het droogproces na het aanbrengen, ontschuimen is moeilijker als de verf een hogere viscositeit heeft. Bij de productie moet de viscositeit van de verf binnen een bepaald bereik worden gehouden om klonteren en uitzakken te voorkomen. Bij het airless spuiten onder middelhoge druk van houtcoatings op waterbasis moet de werkviscositeit van de coating op 80 KU of hoger worden gehouden, terwijl de af-fabriekviscositeit van het eindproduct vaak boven 90 KU moet worden gehouden om te compenseren voor viscositeitsveranderingen die worden veroorzaakt door temperatuurstijgingen en de noodzaak om de viscositeit aan te passen met water tijdens het aanbrengen. Afhankelijk van de reologische eigenschappen van de coating wordt de viscositeit meestal tussen 90 en 120 KU (25\u00b0C) gehouden.<\/p>\n

3. Ontschuimers<\/b><\/p>\n

In matte vernissen met een hoge viscositeit op waterbasis is schuimen moeilijker vanwege het hoge harsgehalte en de hoge viscositeit. De hoeveelheid en het type antischuimmiddel dat tijdens de productie wordt gebruikt is relatief hoog, en over het algemeen worden er twee tot drie antischuimmiddelen in combinatie gebruikt, die voor, tijdens en na het dispergeren met hoge snelheid worden gebruikt om te onderdrukken, te antischuimen en te ontluchten. Om de antischuimmiddelen en andere additieven goed met de hars te laten mengen, is dispergeren met hoge snelheid nodig, waardoor een groot aantal bellen ontstaat. Daarom moet er v\u00f3\u00f3r de hogesnelheidsdispersie een bepaalde hoeveelheid antischuimmiddel met betere antischuimeigenschappen worden toegevoegd.<\/p>\n

De belangrijkste antischuimmiddelen die vaak worden gebruikt in coatings voor hout op waterbasis zijn minerale olie en siliconen. De eerstgenoemde is goedkoop en heeft een zwak antischuimvermogen. Het is voornamelijk samengesteld uit 85% dragerolie en 15% hydrofobe deeltjes, en de hydrofobe deeltjes zijn meestal gemaakt van pyrogeen kiezelzuur, metaalstearaat, enz. Dit type antischuimmiddel is gevoelig voor zwart worden van de coatinglaag en kan worden gebruikt in plamuur en primers met een lage glans. Deze laatste bestaat voornamelijk uit emulsies van sterk waterafstotend organosilicium en polyether-gemodificeerd polydimethylsiloxaan, die weinig effect hebben op glans en transparantie. Het is momenteel de belangrijkste ontschuimer voor houtcoatings op waterbasis. Sommige artikelen hebben er echter op gewezen dat sommige antischuimmiddelen die gemodificeerd zijn met minerale olie effectiever zijn dan organosilicium antischuimmiddelen. Daarom moet de keuze van antischuimmiddelen gebaseerd zijn op verschillende harsen en bepaald worden op basis van experimentele resultaten.<\/p>\n

4. Verdikkingsmiddelen<\/b><\/p>\n

De keuze van verdikkingsmiddelen is erg belangrijk bij de productie van matte vernissen met een hoge viscositeit op waterbasis. Dit is de sleutel tot de schuimwerende eigenschappen van het product tijdens opslag of toepassing. Momenteel zijn er twee hoofdtypen van algemeen gebruikte verdikkingsmiddelen: associatieve en alkali-welvaarbare. De eerste soort kan zorgen voor een betere vloeibaarheid en afschuifviscositeit, terwijl de tweede soort de opslagstabiliteit en anti-verzak eigenschappen kan verbeteren. In de productie is de eerste bevorderlijk voor schuimvorming en ontgassing, terwijl de laatste gemakkelijker schuim stabiliseert. Omdat eerstgenoemde een betere vloeibaarheid heeft, is de weerstand tegen vervuiling tijdens het aanbrengen echter sterk verminderd. Om de opslagstabiliteit van de coating te behouden en een betere weerstand tegen uitzakken en verontreiniging tijdens het aanbrengen te bieden, moeten matte vernissen op waterbasis daarom soms worden gebruikt in combinatie met een bepaald alkali-zwellend verdikkingsmiddel, zelfs als de viscositeit hoog is. Er zijn veel soorten van deze twee soorten verdikkingsmiddelen, en hoe ze moeten worden gecombineerd moet worden bepaald op basis van de experimentele resultaten nadat de hars is geselecteerd.<\/p>\n

5. Matteringsmiddelen en bevochtigings- en dispergeermiddelen<\/b><\/p>\n

In medium-druk airless gespoten matteervernissen op waterbasis worden over het algemeen matteermiddelen gekozen in plaats van matteerwaspasta's. Dit is voornamelijk omdat het gevoel van het oppervlak niet erg belangrijk is bij middeldruk airless spuiten, en ook vanwege overwegingen met betrekking tot schuimvorming, prijs en verdikking van het systeem. Matterende waspasta's (poeders) zijn relatief duur in gebruik en zijn ook gevoelig voor schuimvorming tijdens de dispersie, wat moeilijk te elimineren is.<\/p>\n

In vernissen met een hoge viscositeit is het effect van matteringsmiddelen tegen bezinking bijna irrelevant, terwijl het effect op de schuimvormingseigenschappen heel belangrijk wordt. In het algemeen zijn gehydrateerde oppervlakken makkelijker te ontvetten dan oppervlakken die dat niet hebben gedaan, en oppervlakken met een lage olieabsorptie zijn makkelijker te ontvetten dan oppervlakken met een hoge olieabsorptie. Experimenten hebben aangetoond dat de keuze van het bevochtigings- en dispergeermiddel een aanzienlijk effect heeft op de schuimvorming. Hoe beter het oppervlak van het matteringsmiddel wordt bevochtigd door het dispergeermiddel, hoe beter het is om te schuimen.<\/p>\n

6. Ontwerp en controle van productieprocessen<\/b><\/p>\n

Het ontwerp en de controle van productieprocessen is ook erg belangrijk bij de productie van coatings. Bij de productie van coatings op waterbasis moet een geschikt productieproces worden geformuleerd en strikt worden gecontroleerd om een uniforme menging van de hars en andere ingredi\u00ebnten met minimale luchtbelvorming te verkrijgen.<\/p>\n

Bij de productie van matte lak bijvoorbeeld wordt de hars meestal op hoge snelheid gemengd met additieven en matteringsmiddelen totdat de vereiste fijnheid is bereikt. Tijdens dit proces wordt een groot aantal bellen gegenereerd. Bij een lage viscositeit verdwijnen deze belletjes meestal na 24 uur staan. Als de viscositeit echter hoog is en het systeem thixotroop, zullen deze bellen zelfs na lange tijd moeilijk te verwijderen zijn. Op dat moment kan het toevoegen van het matteringsmiddel nadat er een slurry van is gemaakt, het ontstaan van luchtbellen effectief verminderen. Aan de andere kant is het bij het toevoegen van antischuimmiddelen of andere additieven die niet gemakkelijk te dispergeren zijn, het beste om ze te verdunnen en langzaam toe te voegen in gedispergeerde vorm om de vereiste dispersiesnelheid te minimaliseren en de tijd die nodig is voor een uniforme dispersie te verkorten. Sommige additieven die gevoelig zijn voor schuimvorming, zoals sommige waspasta's, moeten zoveel mogelijk tijdens het late dispergeerproces met lage snelheid worden toegevoegd.<\/p>\n

Conclusie<\/b><\/p>\n

De hoge viscositeit van coatings op waterbasis kan de dikte van \u00e9\u00e9n enkele applicatie vergroten, de productie-effici\u00ebntie verbeteren en de kans op uitzakken en luchtbelvorming tijdens het aanbrengen verminderen. Het maakt schuimvorming tijdens het aanbrengen echter ook moeilijker, wat van grote invloed is op het oppervlakte-effect na het aanbrengen en een belangrijk obstakel vormt voor de uitbreiding van coatings op waterbasis voor hout naar andere toepassingsgebieden. In het onderzoek naar schuimremmende eigenschappen van vernissen met een hoge viscositeit op waterbasis is de selectie van harsen en verdikkingsmiddelen het belangrijkst, gevolgd door de selectie van schuimdempers, matteringsmiddelen en andere additieven, en ten slotte de optimalisatie van het productieproces en de aanpassing van de viscositeit. Een goed product moet niet alleen goede fysische en chemische eigenschappen hebben, maar ook goede toepassingseigenschappen. Alleen als die twee goed gecombineerd worden, kunnen uitstekende coatingresultaten worden behaald en kan worden voldaan aan de eisen van de consument, waardoor de ontwikkeling van houtcoatings op waterbasis zal versnellen.<\/p>\n

<\/p>\n

How buyers usually evaluate coating and ink additives<\/h2>\n

Additive selection is usually most effective when the team defines the defect first and then screens compatibility, dosage range, and process stage. That is often much more reliable than choosing only by chemistry family or by a single dramatic lab result.<\/p>\n