Faktorer, der påvirker tørreeffektiviteten af vandbaseret polyurethanmaling

Vandbaserede polyuretanmalinger (WPU) erstatter gradvist traditionelle opløsningsmiddelbaserede malinger på grund af miljøhensyn. I modsætning til maling med organiske opløsningsmidler bruger vandbaseret maling vand som dispergerings- og fortyndingsmiddel. Men på grund af vands betydeligt lavere flygtighed sammenlignet med organiske opløsningsmidler kræver tørring af vandbaseret maling opvarmning under den industrielle produktion. Kun nogle få store anlæg, der ikke er i stand til at varmetørre, eller producenter med lavere krav til produktionseffektivitet, vælger naturlig lufttørring. Hvad er de iboende faktorer, der påvirker tørreeffektiviteten af vandbaserede polyuretanmalinger? I dag vil vi dykke ned i dette emne med fokus på vandbaseret polyuretan.

Vandbaseret polyuretan, også kendt som vanddispergerbar polyuretan eller vandbaseret polyuretan, erstatter organiske opløsningsmidler med vand som dispergeringsmedium. Det giver fordele som ikke-toksicitet, sikkerhed, fremragende mekaniske egenskaber, god kompatibilitet og nem modificering. Polyurethan (PU) er en polymerforbindelse, der indeholder urethanforbindelser i sin hovedkæde. Vandbaseret polyuretan (WPU) henviser til PU-emulsioner, der er opløst eller dispergeret i vand. På grund af sin vandbaserede natur er WPU ikke-giftig, ikke-brændbar og miljøvenlig, hvilket gør den velegnet til anvendelse i tekstil-, læder-, papir-, gummi-, bil- og møbelindustrien til dekorative og beskyttende formål. Det har gradvist erstattet opløsningsmiddelbaserede PU-malinger.

I vandbaserede polyuretanmalinger findes vandmolekyler i tre former: frit vand, bundet vand og gelvand. Sammenlignet med opløsningsmiddelbaserede PU-malinger er WPU-tørringsprocessen kendetegnet ved et højere indledende temperaturpunkt for vandfordampning. I miljøer med en vis luftfugtighed skal vandets damptryk i malingsfilmen overstige det omgivende damptryk, for at der kan ske fordampning. Disse egenskaber bidrager til langsommere tørring af vandbårne polyuretanmalinger sammenlignet med opløsningsmiddelbaserede modstykker, hvilket til dels har forhindret en bredere anvendelse af dem. Derfor er det vigtigt at forbedre tørringshastigheden for vandbaserede malinger for at udvide markedet, og det kræver yderligere forskning.

1. Effekt af faststofindhold: Indholdet af frit vand er tæt forbundet med indholdet af faststof. Højere faststofindhold i emulsionen reducerer indholdet af frit vand og forkorter dermed fordampningstiden og forbedrer tørringshastigheden for WPU. Undersøgelser har vist, at tørringshastigheden for WPU kan matche den for konventionelle opløsningsmiddelbaserede PU'er, når faststofindholdet overstiger 50%, og opvarmning med kulfibervarmeelementer hæver omgivelsestemperaturen til 40 °C-60 °C. Kontrol af faststofindholdet gennem malingsformulering er afgørende i produktionen.
2. Indvirkning af indholdet af hydrofile grupper: For at forbedre spredningen af WPU indføres der ofte hydrofile iongrupper i PU-molekylkæden. Men øget indhold af hydrofile grupper komplicerer tørringen og reducerer tørringshastigheden. Bundet vand, der dannes gennem hydrogenbinding og intermolekylære kræfter med hydrofile PU-grupper, fordamper meget langsommere end frit vand. Derfor fører et højere indhold af hydrofile grupper til mere bundet vand i emulsionen, hvilket hæmmer fordampningen. For at sikre emulsionens stabilitet er det vigtigt at minimere de hydrofile grupper.
3. Indflydelse af indhold af hårde segmenter: Øget indhold af hårde segmenter fremskynder tørringshastigheden ved at forbedre kompatibiliteten mellem bløde og hårde segmenter, hvilket gør det lettere at fortrænge vandmolekyler under molekylær kædebevægelse. Et for højt indhold af hårde segmenter (ca. 46%) kan dog føre til dannelse af overfladehud under tørring, hvilket skaber en barriere, der bremser fugtfordampningen og kan resultere i defekter som appelsinskal eller dårlig vedhæftning.
4. Effekt af neutraliseringsgrad: Carboxylsyregrupper udviser svag hydrofilicitet, mens carboxylsyreanioner, der dannes ved neutralisering, har stærkere hydrofilicitet. Højere neutraliseringsgrad forbedrer molekylkædernes hydrofilitet, øger indholdet af bundet vand og påvirker dermed WPU-tørringshastigheden. Derudover øger en højere neutraliseringsgrad malingens viskositet, hvilket fremmer dannelsen af overfladehud og forhindrer fordampning af indre fugt og dermed påvirker både tørringshastighed og produktkvalitet.
5. Substratets indflydelse på filmdannelsen: Overfladeegenskaber på substrater har stor indflydelse på de intermolekylære kræfter mellem vandmolekyler og påvirker dermed malingens tørringshastighed. For eksempel tørrer WPU-maling hurtigere, når den påføres glasunderlag sammenlignet med kompositpaneler på grund af forskelle i overfladespænding og interaktion mellem emulsion og underlag. Underlag med lavere overfladespænding, som f.eks. træ, udviser en stærkere interaktion med vand, hvilket gør fordampning af fugt mere udfordrende.

Nu, hvor vi har udforsket de iboende faktorer, der påvirker tørreeffektiviteten af vandbaserede polyuretanmalinger, er det tydeligt, at optimering af disse faktorer gennem justeringer af malingsformuleringen er afgørende for at opnå høj produktionseffektivitet og økonomisk levedygtighed for disse innovative malinger. Fremtidige diskussioner vil dække eksterne faktorer, der påvirker tørringshastigheden for vandbaseret polyuretanmaling.

Hos GlobalQT har vi specialiseret os i at fremstille kvartsrør og varmelegemer af høj kvalitet. For mere information, besøg vores internet side eller kontakt os via e-mail på contact@globalquartztube.com.