Faktori, kas ietekmē ūdens poliuretāna krāsas žūšanas efektivitāti

Ūdens bāzes poliuretāna (WPU) krāsas vides apsvērumu dēļ pakāpeniski aizstāj tradicionālās krāsas uz šķīdinātāju bāzes. Atšķirībā no krāsām, kuru pamatā ir organiskie šķīdinātāji, ūdens bāzes krāsās kā dispersijas un atšķaidīšanas līdzeklis tiek izmantots ūdens. Tomēr, tā kā ūdens ir ievērojami mazāk gaistošs nekā organiskie šķīdinātāji, ūdens bāzes krāsu žāvēšanai rūpnieciskās ražošanas laikā nepieciešama sildīšana. Tikai dažas lielas ražotnes, kurās nav iespējams žāvēt ar karstumu, vai ražotāji ar zemākām ražošanas efektivitātes prasībām izvēlas žāvēšanu ar dabisko gaisu. Kādi ir raksturīgie faktori, kas ietekmē ūdens poliuretāna krāsu žāvēšanas efektivitāti? Šodien mēs aplūkosim šo tematu, pievēršot uzmanību poliuretānam uz ūdens bāzes.

Ūdens poliuretāns, kas pazīstams arī kā ūdenī disperģējams poliuretāns vai poliuretāns uz ūdens bāzes, aizstāj organiskos šķīdinātājus ar ūdeni kā dispersijas vidi. Tam ir tādas priekšrocības kā netoksiskums, drošība, izcilas mehāniskās īpašības, laba saderība un viegla modificēšana. Poliuretāns (PU) ir polimēru savienojums, kura galvenajā ķēdē ir uretāna saites. Ūdenī šķīstošs poliuretāns (WPU) attiecas uz PU emulsijām, kas izšķīdinātas vai disperģētas ūdenī. Tā kā WPU ir ūdens bāzes materiāls, tas ir netoksisks, nedegošs un videi draudzīgs, tāpēc to var izmantot tekstilizstrādājumu, ādas, papīra, gumijas, gumijas, automobiļu un mēbeļu rūpniecībā dekoratīviem un aizsardzības mērķiem. Tā pakāpeniski aizstāj PU krāsas uz šķīdinātāju bāzes.

Ūdens poliuretāna krāsās ūdens molekulas ir trīs formās: brīvs ūdens, saistītais ūdens un gēla ūdens. Salīdzinot ar šķīdinātāju bāzes PU krāsām, WPU žāvēšanas procesam ir raksturīgs augstāks ūdens iztvaikošanas sākuma temperatūras punkts. Apkārtnē ar noteiktu mitrumu ūdens tvaika spiedienam krāsas plēvē jāpārsniedz vides tvaika spiediens, lai notiktu iztvaikošana. Šīs īpašības veicina lēnāku ūdens poliuretāna krāsu žūšanas ātrumu salīdzinājumā ar šķīdinātāju bāzes krāsām, kas daļēji kavē to plašāku izplatību. Tāpēc ūdens bāzes krāsu žūšanas ātruma uzlabošana ir būtiska tirgus paplašināšanai, un tādēļ ir nepieciešami turpmāki pētījumi.

1. Cietās vielas satura ietekme: Brīvā ūdens saturs ir cieši saistīts ar cietās vielas saturu. Lielāks cietās vielas saturs emulsijā samazina brīvā ūdens saturu, tādējādi saīsinot iztvaikošanas laiku un uzlabojot WPU žāvēšanas ātrumu. Pētījumi liecina, ka WPU žāvēšanas ātrums var atbilst parasto šķīdinātāju bāzes PU žāvēšanas ātrumam, ja cietās vielas saturs pārsniedz 50% un karsēšana ar oglekļa šķiedras sildelementiem paaugstina apkārtējās vides temperatūru līdz 40 °C-60 °C. Ražošanā ir ļoti svarīgi kontrolēt cietvielu saturu, izmantojot krāsas sastāvu.
2. Hidrofilās grupas satura ietekme: Lai uzlabotu WPU dispersiju, PU molekulārajā ķēdē bieži tiek ieviestas hidrofīlas jonu grupas. Tomēr palielināts hidrofīlo grupu saturs apgrūtina žāvēšanu un samazina žāvēšanas ātrumu. Saistītais ūdens, kas veidojas ūdeņraža saites un starpmolekulāro spēku rezultātā ar PU hidrofīlajām grupām, iztvaiko daudz lēnāk nekā brīvais ūdens. Tāpēc lielāks hidrofīlo grupu saturs palielina saistītā ūdens daudzumu emulsijā, kavējot iztvaikošanu. Lai nodrošinātu emulsijas stabilitāti, ir svarīgi līdz minimumam samazināt hidrofīlo grupu daudzumu.
3. Cietā segmenta satura ietekme: Palielinot cieto segmentu saturu, paātrinās žāvēšanas ātrums, jo uzlabojas saderība starp mīkstajiem un cietajiem segmentiem, kas atvieglo ūdens molekulu pārvietošanos molekulāro ķēžu kustības laikā. Tomēr pārmērīgs cieto segmentu saturs (aptuveni 46%) žāvēšanas laikā var izraisīt virsmas apvalka veidošanos, radot barjeru, kas palēnina mitruma iztvaikošanu un var izraisīt tādus defektus kā apelsīna miziņa vai slikta saķere.
4. Neitralizācijas pakāpes ietekme: Karboksilskābes grupām piemīt vāja hidrofilitāte, bet neitralizācijas rezultātā izveidotajiem karboksilskābes anjoniem ir lielāka hidrofilitāte. Augstāka neitralizācijas pakāpe palielina molekulāro ķēžu hidrofilitāti, palielinot saistītā ūdens saturu un tādējādi ietekmējot WPU žāvēšanas ātrumu. Turklāt augstāka neitralizācijas pakāpe palielina krāsas viskozitāti, veicinot virsmas ādas veidošanos un kavējot iekšējā mitruma iztvaikošanu, tādējādi ietekmējot gan žāvēšanas ātrumu, gan produkta kvalitāti.
5. Substrāta ietekme uz plēves veidošanos: Pamatnes virsmas īpašības būtiski ietekmē starpmolekulāro spēku iedarbību starp ūdens molekulām, tādējādi ietekmējot krāsu žūšanas ātrumu. Piemēram, WPU krāsa žūst ātrāk, ja to uzklāj uz stikla pamatnes, salīdzinot ar kompozītmateriālu paneļiem, jo atšķiras virsmas spraigums un emulsijas un pamatnes mijiedarbība. Substrātiem ar zemāku virsmas spraigumu, piemēram, kokam, ir spēcīgāka mijiedarbība ar ūdeni, kas apgrūtina mitruma iztvaikošanu.

Tagad, kad esam izpētījuši faktorus, kas ietekmē ūdens bāzes poliuretāna krāsu žāvēšanas efektivitāti, ir skaidrs, ka šo faktoru optimizācija, pielāgojot krāsas sastāvu, ir ļoti svarīga, lai sasniegtu augstu ražošanas efektivitāti un šo inovatīvo krāsu ekonomisko dzīvotspēju. Turpmākajās diskusijās tiks aplūkoti ārējie faktori, kas ietekmē ūdens bāzes poliuretāna krāsu žūšanas ātrumu.

Uzņēmumā GlobalQT mēs specializējamies augstas kvalitātes kvarca cauruļu un kvarca cauruļu sildītāju ražošanā. Lai iegūtu vairāk informācijas, apmeklējiet mūsu tīmekļa vietne vai sazinieties ar mums pa e-pastu uz contact@globalquartztube.com.