Veiksniai, darantys įtaką vandens pagrindu pagamintų poliuretaninių dažų džiūvimo efektyvumui

Vandens pagrindu pagaminti poliuretano (WPU) dažai dėl susirūpinimo aplinkosauga palaipsniui keičia tradicinius tirpiklių pagrindu pagamintus dažus. Skirtingai nuo organinių tirpiklių pagrindu pagamintų dažų, vandens pagrindu pagamintuose dažuose vanduo naudojamas kaip dispersinė ir skiedimo medžiaga. Tačiau dėl gerokai mažesnio vandens lakumo, palyginti su organiniais tirpikliais, džiovinant vandeninius dažus pramoninėje gamyboje reikia juos kaitinti. Tik kelios didelės gamyklos, negalinčios džiovinti šildant, arba gamintojai, kuriems keliami mažesni gamybos efektyvumo reikalavimai, renkasi natūralų džiovinimą oru. Kokie būdingi veiksniai daro įtaką vandeninių poliuretaninių dažų džiovinimo efektyvumui? Šiandien gilinsimės į šią temą, daugiausia dėmesio skirdami vandeniniam poliuretanui.

Vandens poliuretanas, dar vadinamas vandenyje disperguojamu poliuretanu arba vandens pagrindu pagamintu poliuretanu, vietoj organinių tirpiklių disperguoja vandenį. Jis pasižymi tokiais privalumais kaip netoksiškumas, saugumas, puikios mechaninės savybės, geras suderinamumas ir paprastas modifikavimas. Poliuretanas (PU) yra polimerinis junginys, kurio pagrindinėje grandinėje yra uretano grandžių. Vandens poliuretanas (angl. waterborne polyurethane, WPU) - tai vandenyje ištirpintos arba disperguotos PU emulsijos. Dėl savo vandens pagrindo WPU yra netoksiškas, nedegus ir nekenksmingas aplinkai, todėl tinka naudoti tekstilės, odos, popieriaus, gumos, gumos, automobilių ir baldų pramonėje dekoratyviniais ir apsauginiais tikslais. Jis palaipsniui pakeitė tirpiklių pagrindu pagamintus PU dažus.

Vandens poliuretano dažuose vandens molekulės būna trijų formų: laisvo vandens, surišto vandens ir gelio vandens. Lyginant su tirpiklių pagrindu pagamintais PU dažais, WPU džiūvimo procesui būdinga aukštesnė pradinė vandens garavimo temperatūra. Tam tikro drėgnumo aplinkoje vandens garų slėgis dažų plėvelėje turi viršyti aplinkos garų slėgį, kad įvyktų garavimas. Šios savybės lemia lėtesnį vandens pagrindu pagamintų poliuretaninių dažų džiūvimo greitį, palyginti su tirpiklių pagrindu gaminamais analogiškais dažais, o tai iš dalies trukdo juos plačiau naudoti. Todėl, norint plėsti rinką, būtina gerinti vandens pagrindu pagamintų dažų džiūvimo greitį ir atlikti tolesnius tyrimus.

1. Kietosios medžiagos kiekio poveikis: Laisvojo vandens kiekis yra glaudžiai susijęs su kietosios medžiagos kiekiu. Didesnis kietosios medžiagos kiekis emulsijoje sumažina laisvojo vandens kiekį, todėl sutrumpėja garavimo laikas ir pagerėja WPU džiovinimo greitis. Tyrimai parodė, kad WPU džiovinimo greitis gali prilygti įprastinių tirpiklių pagrindu pagamintų PU greičiui, kai kietosios medžiagos kiekis viršija 50%, o kaitinimas anglies pluošto kaitinimo elementais aplinkos temperatūrą pakelia iki 40-60 °C. Gamyboje labai svarbu kontroliuoti kietosios medžiagos kiekį naudojant dažų formuluotę.
2. Hidrofilinės grupės kiekio poveikis: Norint padidinti WPU dispersiją, į PU molekulinę grandinę dažnai įterpiamos hidrofilinės jonų grupės. Tačiau padidėjęs hidrofilinių grupių kiekis apsunkina džiūvimą ir sumažina džiovinimo greitį. Dėl vandenilinių ryšių ir tarpmolekulinių jėgų su PU hidrofilinėmis grupėmis susidaręs surištas vanduo garuoja daug lėčiau nei laisvas vanduo. Todėl dėl didesnio hidrofilinių grupių kiekio emulsijoje padaugėja surišto vandens, o tai apsunkina garavimą. Siekiant užtikrinti emulsijos stabilumą, svarbu sumažinti hidrofilinių grupių kiekį.
3. Kietojo segmento turinio įtaka: Didėjantis kietųjų segmentų kiekis pagreitina džiūvimo greitį, nes didėja minkštųjų ir kietųjų segmentų suderinamumas, todėl lengviau pasislenka vandens molekulės judant molekulinei grandinei. Tačiau per didelis kietųjų segmentų kiekis (maždaug 46%) džiovinimo metu gali sukelti paviršiaus odos susidarymą, sukurdamas barjerą, kuris lėtina drėgmės garavimą ir gali sukelti defektus, pavyzdžiui, apelsino žievelę arba prastą sukibimą.
4. Neutralizacijos laipsnio poveikis: Karboksirūgščių grupės pasižymi silpnu hidrofiliškumu, o neutralizacijos metu susidarantys karboksirūgščių anijonai - stipresniu hidrofiliškumu. Didesnis neutralizacijos laipsnis padidina molekulinių grandinių hidrofiliškumą, todėl padidėja surišto vandens kiekis ir tai turi įtakos WPU džiūvimo greičiui. Be to, didesnis neutralizacijos laipsnis padidina dažų klampumą, skatina paviršiaus odos susidarymą ir trukdo vidaus drėgmės garavimui, todėl turi įtakos džiovinimo greičiui ir produkto kokybei.
5. Pagrindo įtaka plėvelės formavimuisi: Pagrindų paviršiaus savybės daro didelę įtaką tarpmolekulinėms jėgoms tarp vandens molekulių ir taip veikia dažų džiūvimo greitį. Pavyzdžiui, WPU dažai, užtepti ant stiklo pagrindo, džiūsta greičiau, palyginti su kompozitinėmis plokštėmis, nes skiriasi emulsijos ir pagrindo paviršiaus įtempimas ir sąveika. Mažesnį paviršiaus įtempimą turintys pagrindai, pavyzdžiui, mediena, pasižymi stipresne sąveika su vandeniu, todėl drėgmės išgarinimas tampa sudėtingesnis.

Dabar, kai ištyrėme būdingus veiksnius, turinčius įtakos vandens pagrindu pagamintų poliuretaninių dažų džiūvimo efektyvumui, akivaizdu, kad šių veiksnių optimizavimas koreguojant dažų sudėtį yra labai svarbus siekiant didelio šių naujoviškų dažų gamybos efektyvumo ir ekonominio gyvybingumo. Ateityje aptarsime išorinius veiksnius, darančius įtaką vandeninių poliuretaninių dažų džiūvimo greičiui.

"GlobalQT" specializuojamės aukštos kokybės kvarco vamzdelių ir kvarco vamzdelių šildytuvų gamyboje. Norėdami gauti daugiau informacijos, apsilankykite mūsų Interneto svetainė arba susisiekite su mumis el contact@globalquartztube.com.