Quais são os principais motivos para a velocidade de secagem dos revestimentos à base de água?
A secagem rápida é a exigência mais frequente dos clientes para revestimentos à base de água. Devido à singularidade de sua estrutura molecular, ou seja, a ligação de hidrogênio extremamente forte entre as moléculas, as características são nitidamente diferentes da grande maioria dos solventes orgânicos. No campo dos revestimentos à base de água, essa característica está concentrada no fato de que, devido ao alto calor de evaporação da água, a taxa de evaporação da água é mais de dez ou até dezenas de vezes mais lenta do que a dos solventes de revestimento comuns. Além disso, devido à quantidade significativa de vapor de água no ar e às grandes variações sazonais, a taxa de evaporação da água muda de acordo. Na pior das hipóteses, se a umidade relativa do ar atingir 100%, a evaporação da água será interrompida, enquanto os solventes que não são de água não são afetados por esse fator.
Embora os revestimentos à base de água enfrentem os desafios técnicos descritos acima, eles estão fadados a se tornar um importante ator no campo dos revestimentos devido às suas propriedades favoráveis ao meio ambiente. Com os esforços incessantes dos trabalhadores de revestimentos à base de água na última década, a tecnologia de revestimento à base de água está se tornando cada vez mais madura. A seguir, apresentamos uma discussão sobre os principais fatores que afetam a velocidade de secagem dos revestimentos à base de água e as medidas correspondentes que podem ser tomadas na formulação.
1. Seleção da resina.
Como todos os revestimentos, o desempenho dos revestimentos à base de água é determinado em grande parte pela resina escolhida na formulação. A maioria das resinas formadoras de filme à base de água são sistemas de emulsão, cujo mecanismo de formação de filme é diferente daquele dos revestimentos à base de solvente. As resinas à base de solvente formam um sistema monofásico com o solvente e, à medida que o solvente evapora, a viscosidade do sistema aumenta até que ele se torne sólido, o que é um processo contínuo em termos das propriedades mecânicas do sistema. No entanto, quando o volume das partículas da emulsão atinge um valor crítico, o sistema muda repentinamente de um estado para um estado sólido, o que é um processo descontínuo. A manifestação completa, desde a secagem da superfície até o desempenho do filme de tinta, depende da taxa de evaporação da água residual no sistema, da interpenetração de macromoléculas nas partículas de emulsão e da taxa de volatilização de outras pequenas moléculas orgânicas no sistema. Para otimizar o sistema, a resina deve ser selecionada de acordo com os seguintes aspectos ao fazer formulações de tinta à base de água.
a. Conteúdo sólido: Normalmente, quanto maior o teor de sólidos da emulsão, mais próximo do valor crítico de secagem da superfície ela estará e mais rapidamente secará. Entretanto, um teor de sólidos muito alto também pode trazer uma série de desvantagens. A secagem rápida da superfície encurtará o intervalo de pintura e causará transtornos na construção. As emulsões com alto teor de sólidos geralmente têm desempenho reológico ruim devido ao pequeno espaçamento das partículas de resina e não são sensíveis a espessantes, o que dificulta o ajuste do desempenho de pulverização ou pintura da tinta.
b. Tamanho da partícula da emulsão: quanto menores forem as partículas da emulsão, menor será o espaçamento entre as partículas com o mesmo conteúdo sólido, menor será o valor crítico de secagem da mesa e maior será a velocidade de secagem. As partículas pequenas de emulsão também trarão outras vantagens, como boas propriedades de formação de filme e alto brilho.
c. Temperatura de transição vítrea da resina (Tg): De modo geral, quanto maior for a Tg da resina, melhor será o desempenho do filme final. No entanto, para o tempo de secagem, a tendência é basicamente oposta. As resinas com alta Tg geralmente precisam adicionar mais aditivos formadores de filme à formulação para facilitar a interpenetração de macromoléculas entre as partículas da emulsão e promover a qualidade do filme. No entanto, esses aditivos formadores de filme requerem tempo suficiente para se volatilizarem do sistema e, na verdade, prolongam o tempo entre a secagem da superfície e a secagem total. Portanto, em termos desse fator de Tg, o tempo de secagem e o desempenho de formação de filme geralmente não são compatíveis.
d. Estrutura de fase das partículas de emulsão: dependendo do processo de preparação da emulsão, a mesma composição de monômero pode resultar em diferentes estruturas de fase de partículas. A estrutura de núcleo-casca amplamente conhecida é um dos exemplos. Embora não seja possível que todas as partículas de uma emulsão sejam transformadas em uma estrutura núcleo-casca, essa analogia figurativa é uma maneira de as pessoas terem uma compreensão geral das propriedades de formação de filme de uma emulsão. Se as partículas tiverem baixa Tg de casca e alta Tg de núcleo, o sistema exigirá menos aditivos formadores de filme e secará mais rápido, mas a dureza do filme será afetada porque a fase contínua é uma resina de baixa Tg após a formação do filme. Ao contrário, se a Tg da casca das partículas for alta, será necessária uma certa quantidade de auxiliares para a formação do filme, e a velocidade de secagem do filme será mais lenta do que a anterior, mas a dureza após a secagem será maior do que a anterior.
e. Tipo e quantidade de surfactantes: as emulsões comuns usam determinados surfactantes no processo de fabricação. Os surfactantes têm um efeito isolante e protetor sobre as partículas da emulsão e exercem grande influência no processo de formação do filme, no qual as partículas são fundidas umas com as outras, especialmente no estágio inicial, ou seja, na secagem da superfície. Além disso, esses produtos químicos exclusivos, que têm uma certa solubilidade nas fases de água e óleo, dissolvidos na resina, atuarão de fato como aditivos formadores de filme. Diferentes surfactantes, devido à sua diferente solubilidade na resina, terão diferentes funções de agente formador de filme.
2. Mecanismo de cura da resina.
A cura de formação de filme de resina à base de água geralmente tem vários níveis de mecanismo. Em primeiro lugar, a agregação e a fusão das partículas da emulsão é o mecanismo pelo qual toda secagem de superfície de emulsão está sujeita. Em seguida, a volatilização da água e de outros aditivos formadores de filme, que permite que as propriedades básicas da resina termoplástica em si sejam totalmente realizadas, é o segundo estágio da cura. Por fim, algumas emulsões introduzem um mecanismo de reticulação durante a preparação, ou agentes de reticulação durante a aplicação do revestimento, para aumentar ainda mais a dureza do filme sobre a resina termoplástica. O mecanismo de reticulação nessa última etapa pode ter um impacto significativo sobre a velocidade final e o grau de cura do filme. Os mecanismos comuns de reticulação incluem reticulação oxidativa (por exemplo, reticulação de resinas alquídicas), reticulação de aditivo Micell (por exemplo, alguns sistemas de emulsão autocruzada) e reticulação de substituição nucleofílica (por exemplo, epóxi, poliuretano etc.). Essas reações de reticulação são afetadas pela temperatura, pelo pH e por outros fatores, e a formulação deve equilibrar os requisitos de cura do sistema e outras propriedades da relação.
3. A quantidade e o tipo de aditivos formadores de filme.
Teoricamente, o solvente de qualquer resina é um aditivo formador de filme. Na prática, levando em conta a segurança, o custo, a velocidade e outros fatores, há apenas uma dúzia de aditivos formadores de filme comuns, principalmente alguns álcoois, éteres e ésteres de alto ponto de ebulição. Esses aditivos formadores de película são preferidos por diferentes engenheiros de revestimentos à base de água. Em geral, há apenas dois ou três tipos de aditivos formadores de película comumente usados por um engenheiro experiente. A principal consideração é a distribuição do reagente entre a água e a resina e dentro das partículas de resina. Especialmente quando a resina à base de água é multifásica, a seleção e a combinação dos aditivos formadores de filme são particularmente importantes.
4. Ambiente de construção.
No início deste artigo, discutimos a questão da água. Devido às características da água, o ambiente de construção das tintas à base de água é mais exigente do que o das tintas à base de óleo, principalmente porque a temperatura e a umidade durante a construção devem ser controladas o máximo possível. Para formulações de uso geral, a alta umidade deve ser evitada ao máximo. Se for necessário trabalhar sob alta umidade, a formulação deve ser ajustada, ou uma resina com formação rápida de filme deve ser selecionada ou o local deve ser isolado.
Matérias-primas de revestimento UV: Monômero UV Produtos da mesma série
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| Monômero monofuncional | ||
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| Monômero Lcnamer® HPMA | Metacrilato de 2-hidroxipropila | 27813-02-1 |
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| Monômero Lcnamer® HDCPA | Acrilato de diciclopentenila hidrogenado | 79637-74-4 |
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| Monômero Lcnamer® DCPA | Acrilato de di-hidrodiciclopentadienila | 12542-30-2 |
| Monômero Lcnamer® DCPEMA | Metacrilato de diciclopenteniloxietil | 68586-19-6 |
| Monômero Lcnamer® DCPEOA | Acrilato de diciclopenteniloxietil | 65983-31-5 |
| Monômero Lcnamer® NP-4EA | (4) nonilfenol etoxilado | 50974-47-5 |
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| Monômero Lcnamer® THFMA | Metacrilato de tetrahidrofurfurila | 2455-24-5 |
| Monômero Lcnamer® PHEA | ACRILATO DE 2-FENOXIETIL | 48145-04-6 |
| Lcnamer® LMA Monômero | Metacrilato de lauril | 142-90-5 |
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| Monômero Lcnamer® IBOMA | Metacrilato de isobornila | 7534-94-3 |
| Monômero Lcnamer® IBOA | Acrilato de isobornila | 5888-33-5 |
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| Monômero multifuncional | ||
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| Monômero Lcnamer® DI-TMPTA | TETRAACRILATO DE DI(TRIMETILOLPROPANO) | 94108-97-1 |
| Monômero de acrilamida | ||
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| Monômero di-funcional | ||
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| Monômero Lcnamer® TPGDA | Diacrilato de tripropilenoglicol | 42978-66-5 |
| Monômero Lcnamer® TEGDMA | Dimetacrilato de trietilenoglicol | 109-16-0 |
| Monômero Lcnamer® PO2-NPGDA | Diacrilato de neopentileno glicol propoxilado | 84170-74-1 |
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| Monômero Lcnamer® PDDA | Ftalato de diacrilato de dietilenoglicol | |
| Monômero Lcnamer® NPGDA | Diacrilato de neopentil glicol | 2223-82-7 |
| Monômero Lcnamer® HDDA | Diacrilato de hexametileno | 13048-33-4 |
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| Monômero Lcnamer® EO10-BPADA | DIACRILATO DE BISFENOL A ETOXILADO (10) | 64401-02-1 |
| Monômero Lcnamer® EGDMA | Dimetacrilato de etilenoglicol | 97-90-5 |
| Monômero Lcnamer® DPGDA | Dienoato de Dipropileno Glicol | 57472-68-1 |
| Monômero Lcnamer® Bis-GMA | Bisfenol A Metacrilato de glicidila | 1565-94-2 |
| Monômero trifuncional | ||
| Monômero Lcnamer® TMPTMA | Trimetacrilato de trimetilolpropano | 3290-92-4 |
| Monômero Lcnamer® TMPTA | Triacrilato de trimetilolpropano | 15625-89-5 |
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| Lcnamer® GPTA (G3POTA) Monômero | TRIACRILATO DE GLICERIL PROPOXI | 52408-84-1 |
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| Monômero fotorresistente | ||
| Monômero Lcnamer® IPAMA | Metacrilato de 2-isopropil-2-adamantila | 297156-50-4 |
| Monômero Lcnamer® ECPMA | Metacrilato de 1-etilciclopentila | 266308-58-1 |
| Monômero Lcnamer® ADAMA | Metacrilato de 1-amantílico | 16887-36-8 |
| Monômero de metacrilatos | ||
| Monômero Lcnamer® TBAEMA | Metacrilato de 2-(terc-butilamino)etila | 3775-90-4 |
| Monômero Lcnamer® NBMA | Metacrilato de n-butilo | 97-88-1 |
| Lcnamer® MEMA Monômero | Metacrilato de 2-metoxietil | 6976-93-8 |
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| Monômero Lcnamer® EHMA | Metacrilato de 2-etil-hexila | 688-84-6 |
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| Monômero Lcnamer® DMAEMA | N,M-Dimetilaminoetil metacrilato | 2867-47-2 |
| Monômero Lcnamer® DEAM | Metacrilato de dietilaminoetila | 105-16-8 |
| Monômero Lcnamer® CHMA | Metacrilato de ciclohexila | 101-43-9 |
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| Monômero Lcnamer® BDDMP | Di(3-mercaptopropionato) de 1,4-butanodiol | 92140-97-1 |
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| Monômero Lcnamer® AAEM | Metacrilato de acetilacetoxietil | 21282-97-3 |
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| Monômero Lcnamer® DEAEA | 2-(dietilamino)etil prop-2-enoato | 2426-54-2 |
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