Como se compara a propriedade antiespumante dos vernizes de alta viscosidade para revestimentos de madeira à base de água?
Durante a aplicação de revestimentos de madeira à base de água, geralmente recomenda-se aplicar o revestimento em camadas finas e várias vezes. Isso se deve ao fato de que, quando os revestimentos à base de água são aplicados em camadas grossas, eles secam lentamente, a dureza aumenta lentamente e é difícil fazer espuma, o que dificulta a obtenção de um bom resultado de aplicação. No entanto, em aplicações reais de produção, para melhorar a eficiência da produção, os revestimentos de madeira à base de água devem ser aplicados em camadas espessas de uma só vez, especialmente em áreas em que os requisitos para a superfície não são muito altos, como o revestimento de esquadrias de janelas, molduras e outras superfícies. Essa aplicação já é bastante comum.
Esse campo é caracterizado pelo uso de pulverização airless de média pressão, que é simples no processo e altamente produtivo. A construção apresenta uma alta viscosidade e uma única camada espessa de até 250 μm. Um dos problemas mais difíceis de resolver ao usar esse processo é a formação de espuma.
Ao pulverizar, um grande número de bolhas de ar não pode ser eliminado durante o processo de secagem do filme de revestimento, resultando em um grande número de furos na superfície.
Isso quase se tornou um obstáculo importante para a expansão dos revestimentos de madeira à base de água para outros campos profissionais, como móveis, especialmente vernizes, dos quais 70%-90% são resinas, o que torna a remoção de espuma muito mais difícil do que as tintas de cor sólida (contendo dióxido de titânio e outros pós). Na pintura de portas e janelas, cerca de 2/3 são revestimentos de verniz fosco. Portanto, é necessário realizar uma pesquisa aprofundada sobre o desempenho de remoção de espuma de vernizes foscos à base de água quando pulverizados a média pressão.
Causas da espuma
Espuma no processo de produção
Na produção de revestimentos, a dispersão em alta velocidade geralmente é necessária para misturar os ingredientes de maneira uniforme, resultando em um grande número de bolhas. Se essas bolhas não puderem ser quebradas depois de permanecerem, elas inevitavelmente afetarão a eliminação da espuma durante a aplicação. No processo de produção de vernizes para madeira à base de água com alto teor de resina, a espuma é mais difícil de ser eliminada quando a viscosidade é alta, e a viscosidade não deve ser muito baixa para atender às necessidades de aplicação e armazenamento. Se o produto for aplicado com uma pistola de pulverização airless de média pressão, a viscosidade geralmente deve estar acima de 80 KU. Para atender a esse requisito, a viscosidade inicial do produto deve ser de pelo menos 90 KU (30°C), de modo que o produto ainda possa ser aplicado normalmente mesmo quando a viscosidade diminuir em ambientes quentes de verão ou para outras necessidades de aplicação. Em uma viscosidade de 90 KU (30°C), não é difícil simplesmente resolver o problema da formação de espuma. Entretanto, no processo de produção real, como o problema de flacidez durante o revestimento espesso em superfícies verticais também deve ser considerado, é necessário melhorar a tixotropia da tinta. Portanto, é preciso encontrar um bom equilíbrio entre reologia e antiespumante durante o processo de produção.
Por outro lado, se for desenvolvido um processo de produção adequado, também será possível reduzir as bolhas geradas durante a produção da tinta. Por exemplo, na produção de verniz fosco, o pó de fosqueamento é primeiro transformado em uma pasta para evitar o grande número de bolhas de ar geradas durante a dispersão em alta velocidade ao dispersar o pó de fosqueamento na resina. Uma quantidade adequada de antiespumante com boas propriedades de supressão de espuma é adicionada antes de iniciar a mistura; o revestimento é ajustado à viscosidade adequada antes da dispersão em alta velocidade para evitar a entrada de uma grande quantidade de ar no revestimento quando a superfície de dispersão é sacudida etc. Tudo isso pode reduzir a geração de bolhas de ar durante a produção do revestimento.
Espuma durante a aplicação
1. Substrato
Ao aplicar revestimentos de madeira, a própria madeira costuma ter muitos capilares, portanto, o substrato geralmente precisa ser selado primeiro. Se o substrato não for selado adequadamente, o ar nos capilares do substrato escapará durante o processo de revestimento, entrará na película úmida do revestimento e formará bolhas. Se as bolhas não puderem ser rompidas, elas formarão buracos ou crateras. Durante a aplicação de revestimentos à base de água, especialmente quando totalmente fechados, a alta viscosidade da aplicação e a pulverização espessa de uma só vez dificultam a remoção da espuma da película úmida do revestimento durante a aplicação. Portanto, ao aplicar tinta à base de água de forma totalmente fechada, geralmente é necessário aplicar uma ou duas camadas de primer de vedação para tentar expulsar o máximo de ar possível dos capilares do substrato. Caso contrário, quando o ar entrar no revestimento espesso no processo subsequente, as bolhas resultantes serão difíceis de eliminar.
2. Pistola de pulverização
A ferramenta de construção também é um fator na geração de bolhas na tinta. Na aplicação de tintas para móveis à base de água, tanto o primer quanto o topcoat são pulverizados. De modo geral, quanto melhor for a atomização, menor será a probabilidade de formação de bolhas durante a aplicação. É por isso que a pulverização com uma pistola de ar com tampa é melhor do que a pulverização sem ar de média pressão por dois motivos principais: primeiro, a pressão do ar de atomização ao pulverizar com uma pistola de ar com tampa é maior, geralmente de 0,6 a 0,8 MPa. Depois que a tinta é atomizada, ela atinge a superfície do objeto que está sendo pintado em uma velocidade maior, de modo que, mesmo que haja um pequeno número de bolhas, elas podem ser quebradas quando as partículas de tinta "atingem" a superfície do objeto. O ar de atomização da pistola de pulverização de mistura de ar de média pressão é de apenas 0,1 a 0,2 MPa, e seu efeito de atomização é pior do que o da pistola de ar. A velocidade com que as partículas de tinta atingem a superfície do objeto também é menor do que a da pistola de ar, de modo que o efeito de quebra de bolhas durante a construção é pior. Em segundo lugar, a viscosidade da tinta pulverizada é menor quando se usa uma pistola de pulverização de ar do que quando se usa uma pistola de pulverização sem ar de média pressão. Isso facilita a atomização da tinta, o rompimento das bolhas e a remoção de espuma da superfície durante o processo de secagem.
Por outro lado, a quantidade de óleo e ar na pistola de pulverização durante a aplicação também é um fator importante que afeta a formação de bolhas. Seja uma pistola de pulverização de ar ou uma pistola de pulverização de mistura de ar de média pressão, a quantidade de óleo e ar pode ser ajustada de forma flexível, e a proporção da mistura deve ser determinada de acordo com a viscosidade da tinta ou com o efeito de aplicação desejado no objeto que está sendo pintado. Por exemplo, quando o revestimento semiaberto é usado, às vezes é necessário pulverizar "mais seco" (pequeno volume de óleo e grande volume de ar), enquanto quando o revestimento totalmente fechado é usado, geralmente é necessário pulverizar "úmido" (volume de óleo ligeiramente maior e volume de ar ligeiramente menor). Em geral, antes da aplicação, a atomização do revestimento deve ser otimizada ajustando-se o volume de óleo e de ar para obter os melhores resultados de aplicação.
Fatores que afetam a formação de espuma de revestimentos de madeira à base de água
1. Resina
Em experimentos de remoção de espuma com vernizes foscos de alta viscosidade à base de água, a resina é o fator mais importante que afeta a facilidade de remoção de espuma. Atualmente, existem três tipos principais de revestimentos de madeira à base de água: poliuretano à base de água (PU), acrílico à base de água (AC) e poliuretano à base de água e composto acrílico à base de água (PU A). Devido às diferenças no mecanismo de síntese, a facilidade de remoção de espuma dos três tipos de resinas também é muito diferente.
A remoção de espuma de PU e PUA à base de água é relativamente fácil, enquanto a remoção de espuma de CA à base de água é relativamente difícil. Isso ocorre porque os emulsificantes, que são um tipo de surfactante, tendem a causar espuma quando agitados. Entretanto, no mercado doméstico de revestimentos de móveis à base de água, o CA à base de água tem sido amplamente utilizado devido às suas vantagens em termos de preço, velocidade de secagem, resistência à água etc. Em particular, as emulsões de polimerização core-shell têm uma temperatura de formação de filme mais baixa, reduzem muito o teor de VOC e têm boa dureza, elasticidade e propriedades antibloqueio após a formação do filme. Atualmente, elas são usadas em grandes quantidades para o revestimento de superfícies de produtos de madeira para uso externo.
Entre as emulsões de CA, a dificuldade de formação de espuma varia de acordo com o tipo de emulsificante e o método de síntese usado durante a síntese da emulsão. Por exemplo, os sistemas de emulsão aniônica têm tamanhos de partículas pequenos e são propensos à formação de espuma. As emulsões de CA à base de água produzidas por meio de polimerização sem sabão ou polimerização core-shell são mais fáceis de antiespumar do que as emulsões de CA à base de água tradicionais. Experimentos demonstraram que, ao formular vernizes foscos de alta viscosidade, o uso de emulsões de polimerização core-shell pode reduzir bastante a dificuldade de remoção de espuma durante a produção.
2. Viscosidade
Seja quando armazenada na lata de tinta ou durante o processo de secagem após a aplicação, a formação de espuma é mais difícil quando a tinta tem uma viscosidade mais alta. Na produção real, a viscosidade da tinta deve ser controlada dentro de uma determinada faixa para evitar o assentamento e a flacidez. Na pulverização airless de média pressão de revestimentos de madeira à base de água, a viscosidade de trabalho do revestimento deve ser mantida em 80 KU ou mais, enquanto a viscosidade do produto acabado à saída da fábrica deve ser mantida acima de 90 KU para compensar as alterações de viscosidade causadas por aumentos de temperatura e a necessidade de ajustar a viscosidade com água durante a aplicação. Dependendo das propriedades reológicas do revestimento, a viscosidade é geralmente controlada entre 90 e 120 KU (25°C).
3. Antiespumantes
Nos vernizes foscos de alta viscosidade à base de água, a formação de espuma é mais difícil devido ao alto teor de resina e à alta viscosidade. A quantidade e o tipo de antiespumante usado durante a produção são relativamente altos e, em geral, dois ou três antiespumantes são usados em combinação, antes, durante e depois da dispersão em alta velocidade para suprimir, antiespumar e desaerar. Para que o antiespumante e outros aditivos se misturem bem com a resina, é necessária uma dispersão em alta velocidade, o que gerará um grande número de bolhas. Portanto, é necessário adicionar uma certa quantidade de antiespumante com melhores propriedades antiespumantes antes da dispersão em alta velocidade.
Os principais antiespumantes comumente usados em revestimentos de madeira à base de água são o óleo mineral e o silicone. O primeiro é de baixo custo e tem pouca capacidade antiespumante. Ele é composto principalmente de óleo transportador 85% e partículas hidrofóbicas 15%, e as partículas hidrofóbicas são geralmente feitas de sílica pirogênica, estearato de metal etc. Esse tipo de antiespumante é propenso ao escurecimento do filme de revestimento e pode ser usado em massas e primers com baixo brilho. O último é composto principalmente por emulsões de organossilício fortemente repelente à água e polidimetilsiloxano modificado com poliéter, que têm pouco efeito sobre o brilho e a transparência. Atualmente, ele é o principal antiespumante para revestimentos de madeira à base de água. Entretanto, alguns artigos apontaram que alguns antiespumantes modificados com óleo mineral são mais eficazes do que os antiespumantes de organossilício. Portanto, a seleção de antiespumantes deve se basear em diferentes resinas e ser determinada com base em resultados experimentais.
4. Espessantes
A escolha dos espessantes é muito importante na produção de vernizes foscos de alta viscosidade à base de água. Essa é a chave para as propriedades antiespumantes do produto durante o armazenamento ou a aplicação. Atualmente, há dois tipos principais de espessantes comumente usados: associativos e alcalino-instáveis. O primeiro pode proporcionar melhor fluxo e viscosidade de cisalhamento, enquanto o segundo pode melhorar a estabilidade de armazenamento e as propriedades antiespumantes. Na produção, o primeiro favorece a formação de espuma e a desgaseificação, enquanto o segundo é mais fácil de estabilizar a espuma. Entretanto, como o primeiro tem melhor fluidez, sua resistência à contaminação durante a aplicação é bastante reduzida. Portanto, para manter a estabilidade de armazenamento do revestimento e oferecer melhor resistência à flacidez e anti-contaminação durante a aplicação, os vernizes foscos à base de água às vezes precisam ser usados em combinação com um determinado espessante alcalino-inchável, mesmo quando a viscosidade é alta. Há muitos tipos desses dois tipos de espessantes, e a maneira de combiná-los precisa ser determinada com base nos resultados experimentais após a seleção da resina.
5. Agentes de fosqueamento e agentes umectantes e dispersantes
Em vernizes de fosqueamento à base de água pulverizados sem ar de média pressão, os agentes de fosqueamento são geralmente selecionados como agentes de fosqueamento, em vez de pastas de cera de fosqueamento. Isso se deve principalmente ao fato de que a sensação da superfície não é muito importante na pulverização sem ar de média pressão, e também devido a considerações de antiespumante, preço e espessamento do sistema. As pastas de cera de fosqueamento (pós) são relativamente caras de usar e também são propensas a formar espuma durante a dispersão, o que é difícil de eliminar.
Em vernizes de alta viscosidade, o efeito antiassentamento dos agentes de fosqueamento é quase irrelevante, enquanto o efeito sobre as propriedades antiespumantes se torna muito importante. Em geral, as superfícies que foram hidratadas são mais fáceis de remover a espuma do que aquelas que não foram hidratadas, e as superfícies com baixa absorção de óleo são mais fáceis de remover a espuma do que aquelas com alta absorção de óleo. Experimentos demonstraram que a escolha do agente umectante e dispersante tem um efeito significativo sobre a remoção de espuma. Quanto melhor for a umectação da superfície do agente de fosqueamento pelo agente dispersante, mais propício será o processo de antiespuma.
6. Projeto e controle de processos de produção
O projeto e o controle dos processos de produção também são muito importantes na produção de revestimentos. Na produção de revestimentos à base de água, um processo de produção adequado precisa ser formulado e rigorosamente controlado para obter uma mistura uniforme da resina e de outros ingredientes com o mínimo de formação de bolhas.
Por exemplo, na produção de verniz fosco, a resina geralmente é misturada com aditivos e agentes de fosqueamento em alta velocidade até atingir a finura necessária. Durante esse processo, será gerado um grande número de bolhas. Quando a viscosidade é baixa, essas bolhas geralmente desaparecem depois de permanecerem por 24 horas. No entanto, quando a viscosidade for alta e o sistema for tixotrópico, será difícil eliminar essas bolhas mesmo após um longo período de tempo. Nesse momento, adicionar o agente de fosqueamento depois de transformá-lo em uma pasta pode reduzir efetivamente a geração de bolhas. Por outro lado, ao adicionar antiespumantes ou outros aditivos que não são fáceis de dispersar, é melhor diluí-los e adicioná-los lentamente em um estado disperso para minimizar a velocidade necessária para a dispersão e reduzir o tempo necessário para uma dispersão uniforme. Alguns aditivos propensos à formação de espuma, como algumas pastas de cera, devem ser adicionados durante o processo de dispersão tardia em baixa velocidade, tanto quanto possível.
Conclusão
A alta viscosidade dos revestimentos de madeira à base de água pode aumentar a espessura de uma única aplicação, melhorar a eficiência da produção e reduzir a possibilidade de flacidez e formação de bolhas durante a aplicação. No entanto, ela também dificulta a formação de espuma durante a aplicação, o que afeta muito o efeito da superfície após a aplicação e é um grande obstáculo que impede a expansão dos revestimentos de madeira à base de água para outros campos de aplicação. Na pesquisa sobre as propriedades antiespumantes de vernizes de alta viscosidade à base de água, a seleção de resinas e espessantes é a mais importante, seguida pela seleção de antiespumantes, agentes de fosqueamento e outros aditivos e, por fim, a otimização do processo de produção e o ajuste da viscosidade. Um bom produto não deve ter apenas boas propriedades físicas e químicas, mas também boas propriedades de aplicação. Somente quando os dois são bem combinados é possível obter excelentes resultados de revestimento e atender às exigências dos consumidores, e o desenvolvimento de revestimentos de madeira à base de água será acelerado.
Entre em contato conosco agora!
Se precisar do Price, preencha suas informações de contato no formulário abaixo. Normalmente, entraremos em contato dentro de 24 horas. Você também pode me enviar um e-mail info@longchangchemical.com durante o horário comercial (das 8h30 às 18h UTC+8 de segunda a sábado) ou use o bate-papo ao vivo do site para obter uma resposta imediata.
| Poliol/Polimercaptana | ||
| Monômero DMES | Sulfeto de bis(2-mercaptoetil) | 3570-55-6 |
| Monômero DMPT | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| Monômero de PETMP | TETRA(3-MERCAPTOPROPIONATO) DE PENTAERITRITOL | 7575-23-7 |
| Monômero PM839 | Polioxi(metil-1,2-etanodil) | 72244-98-5 |
| Monômero monofuncional | ||
| Monômero HEMA | Metacrilato de 2-hidroxietil | 868-77-9 |
| Monômero HPMA | Metacrilato de 2-hidroxipropila | 27813-02-1 |
| Monômero THFA | Acrilato de tetrahidrofurfurila | 2399-48-6 |
| Monômero HDCPA | Acrilato de diciclopentenila hidrogenado | 79637-74-4 |
| Monômero DCPMA | Metacrilato de di-hidrodiciclopentadienila | 30798-39-1 |
| Monômero DCPA | Acrilato de di-hidrodiciclopentadienila | 12542-30-2 |
| Monômero DCPEMA | Metacrilato de diciclopenteniloxietil | 68586-19-6 |
| Monômero DCPEOA | Acrilato de diciclopenteniloxietil | 65983-31-5 |
| Monômero NP-4EA | (4) nonilfenol etoxilado | 50974-47-5 |
| Monômero LA | Acrilato de laurila / Acrilato de dodecila | 2156-97-0 |
| Monômero THFMA | Metacrilato de tetrahidrofurfurila | 2455-24-5 |
| Monômero de PHEA | ACRILATO DE 2-FENOXIETIL | 48145-04-6 |
| Monômero LMA | Metacrilato de lauril | 142-90-5 |
| Monômero IDA | Acrilato de isodecila | 1330-61-6 |
| Monômero IBOMA | Metacrilato de isobornila | 7534-94-3 |
| Monômero IBOA | Acrilato de isobornila | 5888-33-5 |
| Monômero EOEOEA | 2-(2-Etoxietoxi)acrilato de etila | 7328-17-8 |
| Monômero multifuncional | ||
| DPHA Monômero | Dipentaeritritol hexaacrilato | 29570-58-9 |
| Monômero DI-TMPTA | TETRAACRILATO DE DI(TRIMETILOLPROPANO) | 94108-97-1 |
| Monômero de acrilamida | ||
| Monômero ACMO | 4-acriloilmorfolina | 5117-12-4 |
| Monômero di-funcional | ||
| Monômero PEGDMA | Dimetacrilato de poli(etilenoglicol) | 25852-47-5 |
| Monômero TPGDA | Diacrilato de tripropilenoglicol | 42978-66-5 |
| Monômero TEGDMA | Dimetacrilato de trietilenoglicol | 109-16-0 |
| Monômero PO2-NPGDA | Diacrilato de neopentileno glicol propoxilado | 84170-74-1 |
| Monômero de PEGDA | Diacrilato de polietileno glicol | 26570-48-9 |
| Monômero PDDA | Ftalato de diacrilato de dietilenoglicol | |
| Monômero NPGDA | Diacrilato de neopentil glicol | 2223-82-7 |
| Monômero HDDA | Diacrilato de hexametileno | 13048-33-4 |
| Monômero EO4-BPADA | DIACRILATO DE BISFENOL A ETOXILADO (4) | 64401-02-1 |
| Monômero EO10-BPADA | DIACRILATO DE BISFENOL A ETOXILADO (10) | 64401-02-1 |
| Monômero EGDMA | Dimetacrilato de etilenoglicol | 97-90-5 |
| Monômero DPGDA | Dienoato de Dipropileno Glicol | 57472-68-1 |
| Monômero Bis-GMA | Bisfenol A Metacrilato de glicidila | 1565-94-2 |
| Monômero trifuncional | ||
| Monômero TMPTMA | Trimetacrilato de trimetilolpropano | 3290-92-4 |
| Monômero de TMPTA | Triacrilato de trimetilolpropano | 15625-89-5 |
| Monômero PETA | Triacrilato de pentaeritritol | 3524-68-3 |
| Monômero de GPTA ( G3POTA ) | TRIACRILATO DE GLICERIL PROPOXI | 52408-84-1 |
| Monômero EO3-TMPTA | Triacrilato de trimetilolpropano etoxilado | 28961-43-5 |
| Monômero fotorresistente | ||
| Monômero IPAMA | Metacrilato de 2-isopropil-2-adamantila | 297156-50-4 |
| Monômero ECPMA | Metacrilato de 1-etilciclopentila | 266308-58-1 |
| Monômero ADAMA | Metacrilato de 1-amantílico | 16887-36-8 |
| Monômero de metacrilatos | ||
| Monômero TBAEMA | Metacrilato de 2-(terc-butilamino)etila | 3775-90-4 |
| Monômero NBMA | Metacrilato de n-butilo | 97-88-1 |
| Monômero MEMA | Metacrilato de 2-metoxietil | 6976-93-8 |
| Monômero i-BMA | Metacrilato de isobutilo | 97-86-9 |
| Monômero EHMA | Metacrilato de 2-etil-hexila | 688-84-6 |
| Monômero EGDMP | Bis(3-mercaptopropionato) de etilenoglicol | 22504-50-3 |
| Monômero EEMA | 2-etoxietil 2-metilprop-2-enoato | 2370-63-0 |
| Monômero DMAEMA | N,M-Dimetilaminoetil metacrilato | 2867-47-2 |
| Monômero DEAM | Metacrilato de dietilaminoetila | 105-16-8 |
| Monômero CHMA | Metacrilato de ciclohexila | 101-43-9 |
| Monômero BZMA | Metacrilato de benzila | 2495-37-6 |
| Monômero BDDMP | Di(3-mercaptopropionato) de 1,4-butanodiol | 92140-97-1 |
| Monômero de BDDMA | 1,4-Butanodioldimetacrilato | 2082-81-7 |
| Monômero AMA | Metacrilato de alila | 96-05-9 |
| Monômero AAEM | Metacrilato de acetilacetoxietil | 21282-97-3 |
| Monômero de acrilatos | ||
| Monômero de IBA | Acrilato de isobutilo | 106-63-8 |
| Monômero EMA | Metacrilato de etila | 97-63-2 |
| Monômero DMAEA | Acrilato de dimetilaminoetila | 2439-35-2 |
| Monômero DEAEA | 2-(dietilamino)etil prop-2-enoato | 2426-54-2 |
| Monômero CHA | ciclohexil prop-2-enoato | 3066-71-5 |
| Monômero BZA | prop-2-enoato de benzila | 2495-35-4 |