Каковы основные причины скорости высыхания покрытий на водной основе?
Быстрое высыхание – наиболее часто встречающееся требование клиентов к покрытиям на водной основе. Благодаря уникальности его молекулярной структуры, то есть чрезвычайно прочным водородным связям между молекулами, его характеристики заметно отличаются от характеристик подавляющего большинства органических растворителей. В области покрытий на водной основе эта особенность заключается в том, что из-за высокой теплоты испарения воды скорость испарения воды более чем в десять или даже в десятки раз медленнее, чем у обычных растворителей для покрытий. Более того, из-за значительного количества водяного пара в воздухе и больших сезонных колебаний соответственно изменяется и скорость испарения воды. В худшем случае, если относительная влажность воздуха достигнет 100%, испарение воды прекратится, а неводные растворители этот фактор не затрагивает.
Хотя покрытия на водной основе сталкиваются с техническими проблемами, описанными выше, они обязательно станут важным игроком в области покрытий благодаря своим экологически чистым свойствам. Благодаря неустанным усилиям специалистов по нанесению покрытий на водной основе в течение последнего десятилетия или около того, технология нанесения покрытий на водной основе становится все более и более зрелой. Ниже приводится обсуждение основных факторов, влияющих на скорость высыхания водоразбавляемых покрытий, и соответствующих мер, которые можно принять при составлении рецептуры.
1. Выбор смолы.
Как и все покрытия, характеристики покрытий на водной основе во многом определяются смолой, выбранной в рецептуре. Большинство водоразбавляемых пленкообразующих смол представляют собой эмульсионные системы, механизм пленкообразования которых отличается от механизма образования пленок на основе растворителей. Смолы на основе растворителя образуют с растворителем однофазную систему, и по мере испарения растворителя вязкость системы увеличивается до тех пор, пока она не станет твердой, что представляет собой непрерывный процесс с точки зрения механических свойств системы. Однако когда объем частиц эмульсии достигает критического значения, система внезапно переходит из состояния в твердое состояние, что является прерывистым процессом. Полный эффект от высыхания поверхности до характеристик лакокрасочной пленки зависит от скорости испарения остаточной воды в системе, взаимопроникновения макромолекул в частицах эмульсии и скорости улетучивания других органических малых молекул в системе. Чтобы оптимизировать систему, при изготовлении составов красок на водной основе смолу следует выбирать по следующим критериям.
а. Содержание твердых веществ: Обычно чем выше содержание твердых веществ в эмульсии, тем ближе она к критическому значению высыхания поверхности и тем быстрее она высыхает. Однако слишком высокое содержание твердых веществ также может иметь ряд недостатков. Быстрое высыхание поверхности сократит интервал окраски и вызовет неудобства при строительстве. Эмульсии с высоким содержанием твердых веществ обычно имеют плохие реологические характеристики из-за небольшого расстояния между частицами смолы и нечувствительны к загустителям, что затрудняет регулирование характеристик распыления или окраски краски.
б. Размер частиц эмульсии: чем меньше частицы эмульсии, тем меньше расстояние между частицами при одинаковом содержании твердого вещества, тем ниже критическое значение высыхания таблицы, тем выше скорость сушки. Маленькие частицы эмульсии также дадут и другие преимущества, такие как хорошие пленкообразующие свойства и высокий глянец.
в. Температура стеклования смолы (Tg): Вообще говоря, чем выше Tg смолы, тем лучше характеристики конечной пленки. Однако в отношении времени высыхания тенденция в основном противоположная. смолы с высокой Tg обычно требуют добавления в рецептуру большего количества пленкообразующих добавок, чтобы облегчить взаимопроникновение макромолекул между частицами эмульсии и улучшить качество пленки. Однако этим пленкообразующим добавкам требуется достаточно времени для испарения из системы и фактически продлевается время от высыхания поверхности до полного высыхания. Таким образом, с точки зрения этого фактора Tg время высыхания и способность к образованию пленки часто противоречат друг другу.
д. Фазовая структура частиц эмульсии: в зависимости от процесса приготовления эмульсии один и тот же состав мономеров может привести к разным фазовым структурам частиц. Одним из примеров является широко известная структура ядро-оболочка. Хотя невозможно превратить все частицы эмульсии в структуру ядро-оболочка, эта образная аналогия дает людям возможность получить общее представление о пленкообразующих свойствах эмульсии. Если частицы имеют низкую Tg оболочки и высокую Tg ядра, система требует меньше пленкообразующих добавок и высыхает быстрее, но это повлияет на твердость пленки, поскольку после образования пленки непрерывная фаза представляет собой смолу с низким Tg. Напротив, если оболочка Tg частиц высока, для образования пленки необходимо определенное количество вспомогательных веществ, и скорость высыхания пленки будет медленнее, чем у первой, но твердость после высыхания будет выше, чем у первой. .
е. Тип и количество поверхностно-активных веществ: в процессе производства обычных эмульсий используются определенные поверхностно-активные вещества. Поверхностно-активные вещества оказывают изолирующее и защитное действие на частицы эмульсии и оказывают большое влияние на процесс пленкообразования, при котором частицы сплавляются друг с другом, особенно на начальной стадии, т. е. при высыхании поверхности. Более того, эти уникальные химические вещества, обладающие определенной растворимостью как в водной, так и в масляной фазах, растворенные в смоле, фактически будут действовать как пленкообразующие добавки. Различные поверхностно-активные вещества из-за их разной растворимости в смоле будут выполнять разную роль пленкообразователя.
2. Механизм отверждения смолы.
Отверждение пленкообразующей смолы на водной основе обычно имеет несколько уровней механизма. Во-первых, агрегация и слияние частиц эмульсии — это механизм, с которым неизбежно сталкивается любая высыхающая поверхность эмульсии. Затем вторым этапом отверждения является улетучивание воды и других пленкообразующих добавок, позволяющее полностью реализовать основные свойства самой термопластической смолы. Наконец, в некоторые эмульсии во время приготовления вводят механизм сшивки или сшивающие агенты во время нанесения покрытия, чтобы еще больше повысить твердость пленки поверх термопластичной смолы. Механизм сшивки на этом последнем этапе может оказать существенное влияние на конечную скорость и степень отверждения пленки. Общие механизмы сшивки включают окислительную сшивку (например, сшивку алкидных смол), сшивку мицеллярными добавками (например, некоторые самосшивающие эмульсионные системы) и сшивку нуклеофильного замещения (например, эпоксидной смолы, полиуретана и т. д.). На эти реакции сшивки влияют температура, pH и другие факторы, в рецептуре должны быть сбалансированы требования к отверждению системы и другие свойства отношений.
3. Количество и тип пленкообразующих добавок.
Теоретически растворителем любой смолы является пленкообразующая добавка. На практике, с учетом безопасности, стоимости, скорости и других факторов, распространено всего около десятка распространенных пленкообразующих добавок, в основном это некоторые высококипящие спирты, простые и сложные эфиры. Эти пленкообразующие добавки предпочитают различные инженеры по покрытиям на водной основе. Обычно опытный инженер обычно использует только два или три вида пленкообразующих добавок. Основное внимание уделяется распределению реагента между водой и смолой и внутри частиц смолы. Особенно когда смола на водной основе является многофазной смолой, выбор и подбор пленкообразующих добавок особенно важны.
4. Строительная среда.
В начале этой статьи мы обсуждали проблему воды. Из-за свойств воды строительная среда для красок на водной основе более требовательна, чем для красок на масляной основе, главным образом потому, что во время строительства необходимо максимально контролировать температуру и влажность. Для составов общего назначения следует по возможности избегать высокой влажности. При необходимости работы в условиях повышенной влажности следует скорректировать рецептуру, либо выбрать смолу с быстрым пленкообразованием, либо изолировать место.
UV coating raw materials : UV Monomer Same series products
| Sinomer® ACMO | 4-acryloylmorpholine | 5117-12-4 |
| Sinomer® ADAMA | 1-Adamantyl Methacrylate | 16887-36-8 |
| Sinomer® DCPEOA | Dicyclopentenyloxyethyl Acrylate | 65983-31-5 |
| Sinomer® DI-TMPTA | DI(TRIMETHYLOLPROPANE) TETRAACRYLATE | 94108-97-1 |
| Sinomer® DPGDA | Dipropylene Glycol Dienoate | 57472-68-1 |
| Sinomer® DPHA | Dipentaerythritol hexaacrylate | 29570-58-9 |
| Sinomer® ECPMA | 1-Ethylcyclopentyl Methacrylate | 266308-58-1 |
| Sinomer® EO10-BPADA | (10) ethoxylated bisphenol A diacrylate | 64401-02-1 |
| Sinomer® EO3-TMPTA | Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate | 28961-43-5 |
| Sinomer® EO4-BPADA | (4) ethoxylated bisphenol A diacrylate | 64401-02-1 |
| Sinomer® EOEOEA | 2-(2-Ethoxyethoxy)ethyl acrylate | 7328-17-8 |
| Sinomer® GPTA ( G3POTA ) | GLYCERYL PROPOXY TRIACRYLATE | 52408-84-1 |
| Sinomer® HDDA | Hexamethylene diacrylate | 13048-33-4 |
| Sinomer® HEMA | 2-hydroxyethyl methacrylate | 868-77-9 |
| Sinomer® HPMA | 2-Hydroxypropyl methacrylate | 27813-02-1 |
| Sinomer® IBOA | Isobornyl acrylate | 5888-33-5 |
| Sinomer® IBOMA | Isobornyl methacrylate | 7534-94-3 |
| Sinomer® IDA | Isodecyl acrylate | 1330-61-6 |
| Sinomer® IPAMA | 2-isopropyl-2-adamantyl methacrylate | 297156-50-4 |
| Sinomer® LMA | Dodecyl 2-methylacrylate | 142-90-5 |
| Sinomer® NP-4EA | (4) ethoxylated nonylphenol | 2156-97-0 |
| Sinomer® NPGDA | Neopentyl glycol diacrylate | 2223-82-7 |
| Sinomer® PDDA | Phthalate diethylene glycol diacrylate | |
| Sinomer® PEGDA | Polyethylene Glycol Diacrylate | 26570-48-9 |
| Sinomer® PEGDMA | Poly(ethylene glycol) dimethacrylate | 25852-47-5 |
| Sinomer® PETA | PETA Monomer | 3524-68-3 |
| Sinomer® PHEA | 2-PHENOXYETHYL ACRYLATE | 48145-04-6 |
| Sinomer® PO2-NPGDA | NEOPENTYL GLYCOL PROPOXYLATE DIACRYLATE | 84170-74-1 |
| Sinomer® TEGDMA | Triethylene glycol dimethacrylate | 109-16-0 |
| Sinomer® THFA | Tetrahydrofurfuryl acrylate | 2399-48-6 |
| Sinomer® THFMA | Tetrahydrofurfuryl methacrylate | 2455-24-5 |
| Sinomer® TMPTA | Trimethylolpropane triacrylate | 15625-89-5 |
| Sinomer® TMPTMA | Trimethylolpropane trimethacrylate | 3290-92-4 |
| Sinomer® TPGDA | Tripropylene glycol diacrylate | 42978-66-5 |
Свяжитесь с нами прямо сейчас!
Если вам нужен COA, MSDS или TDS, пожалуйста, заполните контактную информацию в форме ниже, мы обычно связываемся с вами в течение 24 часов. Вы также можете написать мне info@longchangchemical.com в рабочее время (с 8:30 утра до 6:00 вечера UTC+8 пн.~сб.) или воспользоваться чатом на сайте, чтобы получить быстрый ответ.