Faktor-faktor yang Mempengaruhi Efisiensi Pengeringan Cat Poliuretan yang Ditularkan Melalui Air

Cat poliuretan yang ditularkan melalui air (WPU) secara bertahap menggantikan cat berbasis pelarut tradisional karena masalah lingkungan. Tidak seperti cat berbasis pelarut organik, cat yang ditularkan melalui air menggunakan air sebagai agen pendispersi dan pengencer. Namun, karena volatilitas air yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan pelarut organik, pengeringan cat berbahan dasar air membutuhkan pemanasan selama produksi industri. Hanya beberapa fasilitas berskala besar yang tidak dapat memanaskan pengeringan atau produsen dengan persyaratan efisiensi produksi yang lebih rendah yang memilih pengeringan udara alami. Apa saja faktor intrinsik yang mempengaruhi efisiensi pengeringan cat poliuretan yang ditularkan melalui air? Hari ini, kita akan mempelajari topik ini dengan fokus pada poliuretan yang ditularkan melalui air.

Poliuretan yang ditularkan melalui air, juga dikenal sebagai poliuretan yang dapat terdispersi dalam air atau poliuretan berbasis air, menggantikan pelarut organik dengan air sebagai media pendispersi. Poliuretan ini menawarkan keuntungan seperti tidak beracun, aman, sifat mekanik yang sangat baik, kompatibilitas yang baik, dan kemudahan modifikasi. Poliuretan (PU) adalah senyawa polimer yang mengandung tautan uretan dalam rantai utamanya. Poliuretan yang ditularkan melalui air (WPU) mengacu pada emulsi PU yang dilarutkan atau didispersikan dalam air. Karena sifatnya yang berbasis air, WPU tidak beracun, tidak mudah terbakar, dan ramah lingkungan, sehingga cocok untuk aplikasi di industri tekstil, kulit, kertas, karet, otomotif, dan furnitur untuk keperluan dekoratif dan pelindung. Cat ini secara bertahap telah menggantikan cat PU berbasis pelarut.

Dalam cat poliuretan yang ditularkan melalui air, molekul air ada dalam tiga bentuk: air bebas, air terikat, dan air gel. Dibandingkan dengan cat PU berbasis pelarut, proses pengeringan WPU dicirikan oleh titik suhu awal yang lebih tinggi untuk penguapan air. Dalam lingkungan dengan kelembaban tertentu, tekanan uap air dalam lapisan cat harus melebihi tekanan uap lingkungan agar penguapan terjadi. Karakteristik ini berkontribusi pada tingkat pengeringan cat poliuretan yang ditularkan melalui air yang lebih lambat dibandingkan dengan cat berbasis pelarut, yang sebagian menghambat adopsi yang lebih luas. Oleh karena itu, meningkatkan laju pengeringan cat yang ditularkan melalui air sangat penting untuk perluasan pasar dan memerlukan penelitian lebih lanjut.

1. Pengaruh Konten Padat: Kandungan air bebas berkaitan erat dengan kandungan padatan. Kandungan padatan yang lebih tinggi dalam emulsi mengurangi kandungan air bebas, sehingga mempersingkat waktu penguapan dan meningkatkan laju pengeringan WPU. Penelitian telah menunjukkan bahwa laju pengeringan WPU dapat menyamai PU berbasis pelarut konvensional ketika kandungan padatan melebihi 50%, dan pemanasan dengan elemen pemanas serat karbon meningkatkan suhu sekitar hingga 40 ° C-60 ° C. Kontrol konten padat melalui formulasi cat sangat penting dalam produksi.
2. Dampak Kandungan Gugus Hidrofilik: Untuk meningkatkan dispersi WPU, gugus ion hidrofilik sering kali dimasukkan ke dalam rantai molekul PU. Namun demikian, peningkatan kandungan gugus hidrofilik akan mempersulit pengeringan dan mengurangi laju pengeringan. Air terikat yang terbentuk melalui ikatan hidrogen dan gaya antarmolekul dengan gugus hidrofilik PU menguap dengan laju yang jauh lebih lambat daripada air bebas. Oleh karena itu, kandungan gugus hidrofilik yang lebih tinggi menyebabkan peningkatan air terikat dalam emulsi, sehingga menghambat penguapan. Untuk memastikan stabilitas emulsi, penting untuk meminimalkan gugus hidrofilik.
3. Pengaruh Konten Segmen Keras: Meningkatkan kandungan segmen keras mempercepat laju pengeringan dengan meningkatkan kompatibilitas antara segmen lunak dan keras, sehingga memudahkan perpindahan molekul air selama pergerakan rantai molekul. Namun demikian, kandungan segmen keras yang berlebihan (sekitar 46%) dapat menyebabkan pembentukan kulit permukaan selama pengeringan, menciptakan penghalang yang memperlambat penguapan kelembapan dan dapat menyebabkan cacat seperti kulit jeruk atau daya rekat yang buruk.
4. Pengaruh Tingkat Netralisasi: Gugus asam karboksilat menunjukkan hidrofilisitas yang lemah, sedangkan anion asam karboksilat yang terbentuk melalui netralisasi memiliki hidrofilisitas yang lebih kuat. Derajat netralisasi yang lebih tinggi meningkatkan hidrofilisitas rantai molekul, meningkatkan kadar air terikat dan dengan demikian mempengaruhi tingkat pengeringan WPU. Selain itu, tingkat netralisasi yang lebih tinggi meningkatkan viskositas cat, mendorong pembentukan kulit permukaan dan menghambat penguapan kelembaban internal, sehingga memengaruhi laju pengeringan dan kualitas produk.
5. Pengaruh Substrat pada Pembentukan Film: Sifat permukaan substrat secara signifikan memengaruhi gaya antarmolekul antara molekul air, sehingga memengaruhi laju pengeringan cat. Sebagai contoh, cat WPU lebih cepat kering jika diaplikasikan pada substrat kaca dibandingkan dengan panel komposit karena perbedaan tegangan permukaan dan interaksi antara emulsi dan substrat. Substrat dengan tegangan permukaan yang lebih rendah, seperti kayu, menunjukkan interaksi yang lebih kuat dengan air, sehingga penguapan air menjadi lebih sulit.

Sekarang kita telah mengeksplorasi faktor-faktor intrinsik yang mempengaruhi efisiensi pengeringan cat poliuretan yang ditularkan melalui air, terbukti bahwa mengoptimalkan faktor-faktor ini melalui penyesuaian formulasi cat sangat penting untuk mencapai efisiensi produksi yang tinggi dan kelangsungan hidup ekonomi dari cat inovatif ini. Diskusi selanjutnya akan membahas faktor-faktor eksternal yang mempengaruhi tingkat pengeringan cat poliuretan yang ditularkan melalui air.

Di GlobalQT, kami mengkhususkan diri dalam pembuatan tabung kuarsa berkualitas tinggi dan pemanas tabung kuarsa. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi halaman situs web atau hubungi kami melalui email di hubungi@globalquartztube.com.