Su bazlı kaplamaların kuruma hızının ana nedenleri nelerdir?
Hızlı kuruma, su bazlı kaplamalar için en sık duyulan müşteri gereksinimidir. Moleküler yapısının benzersizliği, yani moleküller arasındaki son derece güçlü hidrojen bağı nedeniyle, özellikleri organik çözücülerin büyük çoğunluğundan belirgin bir şekilde farklıdır. Su bazlı kaplamalar alanında, bu özellik, suyun yüksek buharlaşma ısısı nedeniyle, suyun buharlaşma hızının yaygın kaplama çözücülerinden on hatta onlarca kat daha yavaş olması gerçeğinde yoğunlaşmaktadır. Ayrıca, havadaki önemli miktarda su buharı ve büyük mevsimsel değişimler nedeniyle, suyun buharlaşma hızı buna göre değişir. En kötü ihtimalle, havanın bağıl nemi 100%'ye ulaşırsa, suyun buharlaşması dururken, su içermeyen çözücüler bu faktörden etkilenmez.
Su bazlı kaplamalar yukarıda açıklanan teknik zorluklarla karşılaşsa da, çevre dostu özellikleri nedeniyle kaplama alanında önemli bir oyuncu olmaya adaydır. Su bazlı kaplama çalışanlarının son on yıldaki aralıksız çabalarıyla, su bazlı kaplama teknolojisi giderek daha olgun hale gelmektedir. Aşağıda, su bazlı kaplamaların kuruma hızını etkileyen ana faktörler ve formülasyon sırasında alınabilecek ilgili önlemler tartışılmaktadır.
1. Reçine seçimi.
Tüm kaplamalarda olduğu gibi, su bazlı kaplamaların performansı da büyük ölçüde formülasyonda seçilen reçine tarafından belirlenir. Su bazlı film oluşturucu reçinelerin çoğu emülsiyon sistemleridir ve film oluşturma mekanizmaları solvent bazlı kaplamalardan farklıdır. Solvent bazlı reçineler solvent ile tek fazlı bir sistem oluşturur ve solvent buharlaştıkça sistemin viskozitesi katı hale gelene kadar artar, bu da sistemin mekanik özellikleri açısından sürekli bir süreçtir. Bununla birlikte, emülsiyon partiküllerinin hacmi kritik bir değere ulaştığında, sistem aniden bir durumdan katı bir duruma geçer, bu da süreksiz bir süreçtir. Yüzey kurumasından boya filmi performansına kadar tam tezahür, sistemdeki artık suyun buharlaşma hızına, emülsiyon partiküllerindeki makromoleküllerin iç içe geçmesine ve sistemdeki diğer organik küçük moleküllerin buharlaşma hızına bağlıdır. Sistemi optimize etmek için, su bazlı boya formülasyonları yapılırken reçine aşağıdaki açılardan seçilmelidir.
a. Katı madde içeriği: Genellikle, emülsiyonun katı içeriği ne kadar yüksek olursa, yüzey kuruma kritik değerine o kadar yakın olur, o kadar hızlı kurur. Ancak, çok yüksek katı madde içeriği bir dizi dezavantajı da beraberinde getirebilir. Hızlı yüzey kuruması boyama aralığını kısaltacak ve inşaatta rahatsızlıklara neden olacaktır. Yüksek katı içerikli emülsiyonlar, reçine partiküllerinin küçük aralıklı olması nedeniyle genellikle zayıf reolojik performansa sahiptir ve kıvam arttırıcılara karşı hassas değildir, bu da boyanın püskürtme veya boyama performansını ayarlamayı daha zor hale getirir.
b. Emülsiyon partikül boyutu: emülsiyon partikülleri ne kadar küçük olursa, aynı katı içerik altında partiküller arasındaki boşluk o kadar küçük olur, masa kuru kritik değeri o kadar düşük olur, kuruma hızı o kadar hızlı olur. Küçük emülsiyon partikülleri ayrıca iyi film oluşturma özellikleri ve yüksek parlaklık gibi diğer avantajları da beraberinde getirecektir.
c. Reçine camsı geçiş sıcaklığı (Tg): Genel olarak, reçinenin Tg değeri ne kadar yüksekse, nihai filmin performansı o kadar iyi olur. Bununla birlikte, kuruma süresi için eğilim temelde tam tersidir. yüksek Tg'ye sahip reçinelerin, emülsiyon partikülleri arasında makromoleküllerin iç içe geçmesini kolaylaştırmak ve film kalitesini artırmak için genellikle formülasyona daha fazla film oluşturucu katkı maddesi eklemesi gerekir. Ancak bu film oluşturucu katkı maddelerinin sistemden uçması için yeterli zaman gerekir ve aslında yüzey kurumasından tam kurumaya kadar geçen süreyi uzatır. Dolayısıyla, bu Tg faktörü açısından, kuruma süresi ve film oluşturma performansı genellikle birbiriyle çelişir.
d. Emülsiyon partiküllerinin faz yapısı: emülsiyon hazırlama sürecine bağlı olarak, aynı monomer bileşimi farklı partikül faz yapılarıyla sonuçlanabilir. Yaygın olarak bilinen çekirdek-kabuk yapısı örneklerden biridir. Bir emülsiyonun tüm partiküllerinin çekirdek-kabuk yapısına dönüşmesi mümkün olmasa da, bu mecazi benzetme insanların bir emülsiyonun film oluşturma özellikleri hakkında genel bir anlayışa sahip olmalarının bir yoludur. Parçacıklar düşük kabuk Tg ve yüksek çekirdek Tg değerine sahipse, sistem daha az film oluşturucu katkı maddesi gerektirir ve daha hızlı kurur, ancak film oluşumundan sonra sürekli faz düşük Tg değerine sahip bir reçine olduğu için filmin sertliği etkilenecektir. Aksine, partiküllerin kabuk Tg'si yüksekse, film oluşumu için belirli miktarda yardımcı maddeye ihtiyaç duyulur ve filmin kuruma hızı öncekinden daha yavaş olur, ancak kuruduktan sonraki sertlik öncekinden daha yüksek olur.
e. Yüzey aktif maddelerin türü ve miktarı: yaygın emülsiyonlarda üretim sürecinde belirli yüzey aktif maddeler kullanılır. Yüzey aktif maddeler emülsiyon partikülleri üzerinde izole edici ve koruyucu bir etkiye sahiptir ve partiküllerin birbiriyle kaynaştığı film oluşum sürecinde, özellikle de ilk aşamada, yani yüzey kurutmada büyük bir etkiye sahiptir. Dahası, hem su hem de yağ fazlarında belirli bir çözünürlüğe sahip olan ve reçine içinde çözünen bu eşsiz kimyasallar, aslında film oluşturucu katkı maddeleri olarak işlev görecektir. Reçine içindeki farklı çözünürlükleri nedeniyle farklı yüzey aktif maddeler, farklı film oluşturucu ajan rollerine sahip olacaktır.
2. Reçinenin sertleşme mekanizması.
Su bazlı reçine film oluşturucu kürleme genellikle birkaç mekanizma seviyesine sahiptir. İlk olarak, emülsiyon partiküllerinin toplanması ve kaynaşması, tüm emülsiyon yüzey kurumalarının deneyimlemek zorunda olduğu mekanizmadır. Ardından, termoplastik reçinenin temel özelliklerinin tam olarak gerçekleşmesini sağlayan su ve diğer film oluşturucu katkı maddelerinin uçması, kürlenmenin ikinci aşamasıdır. Son olarak, bazı emülsiyonlar, termoplastik reçinenin üstündeki filmin sertliğini daha da artırmak için hazırlık sırasında bir çapraz bağlama mekanizması veya kaplama uygulaması sırasında çapraz bağlama maddeleri sunar. Bu son adımdaki çapraz bağlama mekanizması, filmin nihai hızı ve kürlenme derecesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Yaygın çapraz bağlama mekanizmaları arasında oksidatif çapraz bağlama (örneğin alkid reçinelerin çapraz bağlanması), misel katkılı çapraz bağlama (örneğin bazı kendiliğinden çapraz bağlanan emülsiyon sistemleri) ve nükleofilik ikame çapraz bağlama (örneğin epoksi, poliüretan, vb.) yer alır. Bu çapraz bağlanma reaksiyonları, sıcaklık, pH ve diğer faktörlerden etkilenir, formülasyonda sistemin kürlenme gereksinimleri ve ilişkinin diğer özellikleri dengelenmelidir.
3. Film oluşturucu katkı maddelerinin miktarı ve türü.
Teorik olarak, herhangi bir reçinenin çözücüsü film oluşturucu bir katkı maddesidir. Pratikte, güvenlik, maliyet, hız ve diğer faktörler göz önüne alındığında, sadece bir düzine yaygın film oluşturucu katkı maddesi vardır, bunların başlıcaları bazı yüksek kaynama noktalı alkoller, eterler ve esterlerdir. Bu film oluşturucu katkılar farklı su bazlı kaplama mühendisleri tarafından tercih edilmektedir. Genel olarak, deneyimli bir mühendis tarafından yaygın olarak kullanılan sadece iki veya üç çeşit film oluşturucu katkı maddesi vardır. Ana husus, reaktifin su ile reçine arasında ve reçine partikülleri içinde dağılımıdır. Özellikle su bazlı reçine çok fazlı reçine olduğunda, film oluşturucu katkı maddelerinin seçimi ve eşleştirilmesi özellikle önemlidir.
4. İnşaat ortamı.
Bu yazının başında su konusunu ele almıştık. Suyun özellikleri nedeniyle, su bazlı boyaların yapım ortamı yağ bazlı boyalarınkinden daha zordur, çünkü yapım sırasında sıcaklık ve nem mümkün olduğunca kontrol edilmelidir. Genel amaçlı formülasyonlar için yüksek nemden mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Yüksek nem altında çalışılması gerekiyorsa, formülasyon ayarlanmalı veya hızlı film oluşumuna sahip bir reçine seçilmeli veya saha izole edilmelidir.
UV kaplama hammaddeleri: UV Monomer Aynı seri ürünler
| Politiyol/Polimerkaptan | ||
| DMES Monomer | Bis(2-mercaptoethyl) sulfide | 3570-55-6 |
| DMPT Monomer | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| PETMP Monomer | PENTAERITRITOL TETRA (3-MERKAPTOPROPIYONAT) | 7575-23-7 |
| PM839 Monomer | Polioksi (metil-1,2-etanediyl) | 72244-98-5 |
| Monofonksiyonel Monomer | ||
| HEMA Monomer | 2-hidroksietil metakrilat | 868-77-9 |
| HPMA Monomer | 2-Hidroksipropil metakrilat | 27813-02-1 |
| THFA Monomer | Tetrahidrofurfuril akrilat | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomer | Hidrojenlenmiş disiklopentenil akrilat | 79637-74-4 |
| DCPMA Monomer | Dihydrodicyclopentadienyl methacrylate | 30798-39-1 |
| DCPA Monomer | Dihidrodisiklopentadienil Akrilat | 12542-30-2 |
| DCPEMA Monomer | Disiklopenteniloksietil Metakrilat | 68586-19-6 |
| DCPEOA Monomer | Disiklopenteniloksietil Akrilat | 65983-31-5 |
| NP-4EA Monomer | (4) etoksillenmiş nonilfenol | 50974-47-5 |
| LA Monomer | Lauril akrilat / Dodesil akrilat | 2156-97-0 |
| THFMA Monomer | Tetrahidrofurfuril metakrilat | 2455-24-5 |
| PHEA Monomer | 2-FENOKSIETIL AKRILAT | 48145-04-6 |
| LMA Monomer | Lauril metakrilat | 142-90-5 |
| IDA Monomer | İzodesil akrilat | 1330-61-6 |
| IBOMA Monomer | İzobornil metakrilat | 7534-94-3 |
| IBOA Monomer | İzobornil akrilat | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomer | 2-(2-Etoksietoksi)etil akrilat | 7328-17-8 |
| Çok fonksiyonlu monomer | ||
| DPHA Monomer | Dipentaeritritol hekzaakrilat | 29570-58-9 |
| DI-TMPTA Monomer | DI(TRIMETILOLPROPAN) TETRAAKRILAT | 94108-97-1 |
| Akrilamid monomer | ||
| ACMO Monomer | 4-akriloilmorfolin | 5117-12-4 |
| Di-fonksiyonel Monomer | ||
| PEGDMA Monomer | Poli(etilen glikol) dimetakrilat | 25852-47-5 |
| TPGDA Monomer | Tripropilen glikol diakrilat | 42978-66-5 |
| TEGDMA Monomer | Trietilen glikol dimetakrilat | 109-16-0 |
| PO2-NPGDA Monomer | Propoksilat neopentilen glikol diakrilat | 84170-74-1 |
| PEGDA Monomer | Polietilen Glikol Diakrilat | 26570-48-9 |
| PDDA Monomer | Ftalat dietilen glikol diakrilat | |
| NPGDA Monomer | Neopentil glikol diakrilat | 2223-82-7 |
| HDDA Monomer | Heksametilen Diakrilat | 13048-33-4 |
| EO4-BPADA Monomer | ETOKSILLENMIŞ (4) BISFENOL A DIAKRILAT | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomer | ETOKSILLENMIŞ (10) BISFENOL A DIAKRILAT | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomer | Etilen glikol dimetakrilat | 97-90-5 |
| DPGDA Monomer | Dipropilen Glikol Dienoat | 57472-68-1 |
| Bis-GMA Monomer | Bisfenol A Glisidil Metakrilat | 1565-94-2 |
| Üç Fonksiyonlu Monomer | ||
| TMPTMA Monomer | Trimetilolpropan trimetakrilat | 3290-92-4 |
| TMPTA Monomer | Trimetilolpropan triakrilat | 15625-89-5 |
| PETA Monomer | Pentaeritritol triakrilat | 3524-68-3 |
| GPTA (G3POTA) Monomer | GLISERIL PROPOKSI TRIAKRILAT | 52408-84-1 |
| EO3-TMPTA Monomer | Etoksillenmiş trimetilolpropan triakrilat | 28961-43-5 |
| Fotorezist Monomer | ||
| IPAMA Monomer | 2-izopropil-2-adamantil metakrilat | 297156-50-4 |
| ECPMA Monomer | 1-Etilsiklopentil Metakrilat | 266308-58-1 |
| ADAMA Monomer | 1-Adamantil Metakrilat | 16887-36-8 |
| Metakrilat monomer | ||
| TBAEMA Monomer | 2-(Tert-bütilamino)etil metakrilat | 3775-90-4 |
| NBMA Monomer | n-Bütil metakrilat | 97-88-1 |
| MEMA Monomer | 2-Metoksietil Metakrilat | 6976-93-8 |
| i-BMA Monomer | İzobütil metakrilat | 97-86-9 |
| EHMA Monomer | 2-Etilheksil metakrilat | 688-84-6 |
| EGDMP Monomer | Etilen glikol Bis(3-merkaptopropiyonat) | 22504-50-3 |
| EEMA Monomer | 2-etoksietil 2-metilprop-2-enoat | 2370-63-0 |
| DMAEMA Monomer | N,M-Dimetilaminoetil metakrilat | 2867-47-2 |
| DEAM Monomer | Dietilaminoetil metakrilat | 105-16-8 |
| CHMA Monomer | Sikloheksil metakrilat | 101-43-9 |
| BZMA Monomer | Benzil metakrilat | 2495-37-6 |
| BDDMP Monomer | 1,4-Bütandiol Di(3-merkaptopropiyonat) | 92140-97-1 |
| BDDMA Monomer | 1,4-Bütandioldimetakrilat | 2082-81-7 |
| AMA Monomer | Alil metakrilat | 96-05-9 |
| AAEM Monomer | Asetilasetoksietil metakrilat | 21282-97-3 |
| Akrilatlar Monomer | ||
| IBA Monomer | İzobütil akrilat | 106-63-8 |
| EMA Monomer | Etil metakrilat | 97-63-2 |
| DMAEA Monomer | Dimetilaminoetil akrilat | 2439-35-2 |
| DEAEA Monomer | 2-(dietilamino)etil prop-2-enoat | 2426-54-2 |
| CHA Monomer | sikloheksil prop-2-enoat | 3066-71-5 |
| BZA Monomer | benzil prop-2-enoat | 2495-35-4 |