Фактори, що впливають на ефективність висихання водоемульсійної поліуретанової фарби

Поліуретанові фарби на водній основі поступово витісняють традиційні фарби на основі розчинників через екологічні проблеми. На відміну від фарб на основі органічних розчинників, водоемульсійні фарби використовують воду як диспергуючий і розбавляючий агент. Однак через значно меншу летючість води порівняно з органічними розчинниками, сушіння водоемульсійних фарб вимагає нагрівання під час промислового виробництва. Лише деякі великі підприємства, які не мають можливості сушити в теплі, або виробники з низькими вимогами до ефективності виробництва обирають природне сушіння на повітрі. Які ж внутрішні фактори впливають на ефективність сушіння водоемульсійних поліуретанових фарб? Сьогодні ми заглибимося в цю тему, зосередившись на водно-дисперсійних поліуретанових фарбах.

Водорозчинний поліуретан, також відомий як вододисперсійний поліуретан або поліуретан на водній основі, замінює органічні розчинники на воду як дисперсійне середовище. Він має такі переваги, як нетоксичність, безпека, відмінні механічні властивості, хороша сумісність і легкість модифікації. Поліуретан (ПУ) - це полімерна сполука, що містить уретанові ланки в основному ланцюзі. Водорозчинний поліуретан (WPU) - це емульсії поліуретану, розчинені або дисперговані у воді. Завдяки своїй водній основі, ППУ нетоксичний, незаймистий і екологічно чистий, що робить його придатним для застосування в текстильній, шкіряній, паперовій, гумовій, автомобільній та меблевій промисловості для декоративних і захисних цілей. Вона поступово замінила поліуретанові фарби на основі розчинників.

У водоемульсійних поліуретанових фарбах молекули води існують у трьох формах: вільна вода, зв'язана вода та гелеподібна вода. Порівняно з поліуретановими фарбами на основі розчинників, процес висихання ППУ характеризується вищою початковою температурою випаровування води. У середовищі з певною вологістю тиск водяної пари всередині лакофарбової плівки повинен перевищувати тиск пари навколишнього середовища, щоб відбулося випаровування. Ці характеристики сприяють повільнішому висиханню поліуретанових фарб на водній основі порівняно з аналогами на основі розчинників, що частково перешкоджає їхньому ширшому застосуванню. Тому покращення швидкості висихання водоемульсійних фарб є важливим для розширення ринку і потребує подальших досліджень.

1. Вплив твердого вмісту: Вміст вільної води тісно пов'язаний з вмістом твердих речовин. Вищий вміст твердої речовини в емульсії зменшує вміст вільної води, тим самим скорочуючи час випаровування і покращуючи швидкість висихання ППУ. Дослідження показали, що швидкість висихання WPU може відповідати швидкості висихання звичайних поліуретанів на основі розчинників, коли вміст твердих речовин перевищує 50%, а нагрівання за допомогою нагрівальних елементів з вуглецевого волокна підвищує температуру навколишнього середовища до 40°C-60°C. Контроль вмісту твердих речовин через рецептуру фарби має вирішальне значення у виробництві.
2. Вплив вмісту гідрофільних груп: Для покращення дисперсності ППУ в молекулярний ланцюг часто вводять гідрофільні іонні групи. Однак підвищений вміст гідрофільних груп ускладнює сушіння і знижує швидкість сушіння. Зв'язана вода, що утворюється за рахунок водневих зв'язків і міжмолекулярних сил з гідрофільними групами ПУ, випаровується набагато повільніше, ніж вільна вода. Тому вищий вміст гідрофільних груп призводить до збільшення зв'язаної води в емульсії, що перешкоджає випаровуванню. Для забезпечення стабільності емульсії важливо мінімізувати вміст гідрофільних груп.
3. Вплив вмісту жорсткого сегмента: Збільшення вмісту жорстких сегментів прискорює швидкість сушіння за рахунок підвищення сумісності між м'якими і жорсткими сегментами, що полегшує витіснення молекул води під час руху молекулярного ланцюга. Однак надмірний вміст твердих сегментів (приблизно 46%) може призвести до утворення поверхневої плівки під час сушіння, що створює бар'єр, який уповільнює випаровування вологи і може призвести до появи таких дефектів, як апельсинова кірка або погана адгезія.
4. Вплив ступеня нейтралізації: Групи карбонових кислот мають слабку гідрофільність, тоді як аніони карбонових кислот, що утворюються в результаті нейтралізації, мають сильнішу гідрофільність. Вищий ступінь нейтралізації підвищує гідрофільність молекулярних ланцюгів, збільшуючи вміст зв'язаної води і, таким чином, впливаючи на швидкість висихання ДВП. Крім того, вищий ступінь нейтралізації збільшує в'язкість фарби, сприяючи утворенню поверхневої плівки і перешкоджаючи випаровуванню внутрішньої вологи, таким чином впливаючи на швидкість висихання і якість продукції.
5. Вплив субстрату на формування плівки: Поверхневі властивості підкладки суттєво впливають на міжмолекулярні сили між молекулами води, тим самим впливаючи на швидкість висихання фарби. Наприклад, фарба WPU висихає швидше при нанесенні на скляну основу порівняно з композитними панелями через різницю в поверхневому натягу та взаємодії між емульсією та основою. Поверхні з меншим поверхневим натягом, такі як дерево, демонструють сильнішу взаємодію з водою, що ускладнює випаровування вологи.

Тепер, коли ми розглянули внутрішні фактори, що впливають на ефективність висихання водно-дисперсійних поліуретанових фарб, очевидно, що оптимізація цих факторів шляхом коригування рецептури фарби має вирішальне значення для досягнення високої ефективності виробництва та економічної життєздатності цих інноваційних фарб. Подальші обговорення будуть присвячені зовнішнім факторам, що впливають на швидкість висихання водно-дисперсійних поліуретанових фарб.

Компанія GlobalQT спеціалізується на виробництві високоякісних кварцових трубок і кварцових трубчастих нагрівачів. Для отримання додаткової інформації відвідайте наш веб-сайт або зв'яжіться з нами електронною поштою за адресою contact@globalquartztube.com.