Welche Faktoren beeinflussen die Trocknung von Acrylharz auf Wasserbasis?

Faktoren, die die Trocknung von wasserbasierten beeinflussen Acrylharz :

1. Harzauswahl:

Wässrige Emulsion ist ein Zweiphasensystem. Beim Verdampfen von Wasser ändert sich die Viskosität des Systems zunächst nicht sehr, aber wenn das Volumen der Emulsionspartikel einen kritischen Wert des Gesamtsystemvolumens ausmacht, ändert sich das System plötzlich von flüssig zu fest, was ein unaufhaltsames Phänomen ist . Dieser kritische Punkt ist ein kontinuierlicher Prozess, der Beginn der Klebrigkeit von Farben auf Wasserbasis, sodass die klebfreie Zeit von Farben auf Wasserbasis kürzer ist als bei einigen Farben auf Lösungsmittelbasis. Die gesamte Leistung von der Oberflächentrocknung bis zur Lackfilmleistung hängt von der Verdampfungsrate des Restwassers im System, der gegenseitigen Durchdringung von Makromolekülen in den Emulsionspartikeln und der Verdampfungsrate anderer kleiner organischer Moleküle im System ab. Um das System zu optimieren, sollte bei der Herstellung wasserbasierter Lackformulierungen das Harz nach folgenden Gesichtspunkten ausgewählt werden:

A. Feststoffgehalt:

Im Allgemeinen gilt: Je höher der Feststoffgehalt einer Emulsion ist, desto näher liegt sie an der klebfreien Schwelle und desto schneller trocknet sie. Ein zu hoher Feststoffgehalt bringt jedoch auch eine Reihe ungünstiger Faktoren mit sich. Eine zu schnelle Oberflächentrocknung verkürzt das Putzintervall und führt zu Unannehmlichkeiten bei der Konstruktion. Emulsionen mit hohem Feststoffgehalt haben aufgrund der geringen Abstände zwischen den Harzpartikeln in der Regel schlechte rheologische Eigenschaften und sind unempfindlich gegenüber Verdickungsmitteln, was die Einstellung des Sprüh- oder Stuckverhaltens von Beschichtungen erschwert. B. Teilchengröße der Emulsion: Je kleiner die Emulsionsteilchen sind, desto kleiner ist der Abstand zwischen Teilchen bei gleichem Feststoffgehalt, desto niedriger ist der kritische Wert der Oberflächentrockenheit und desto schneller ist die Trocknungsgeschwindigkeit. Die kleinen Teilchen der Emulsion bringen auch andere Vorteile wie gute Filmbildung und hohen Glanz.

B. Teilchengröße der Emulsion:

Je kleiner die Teilchen der Emulsion sind, desto kleiner ist der Abstand zwischen den Teilchen bei gleichem Feststoffgehalt, desto niedriger ist der kritische Wert der Oberflächentrockenheit und desto schneller ist die Trocknungsgeschwindigkeit. Die kleinen Teilchen der Emulsion bringen auch andere Vorteile wie gute Filmbildung und hohen Glanz.

C. Glasübergangstemperatur des Harzes (Tg):

Im Allgemeinen gilt: je höher die Tg des Harzes, desto besser die abschließenden filmbildenden Eigenschaften. Bei der Trocknungszeit ist der Trend jedoch grundsätzlich umgekehrt. Für Harze mit hoher Tg ist es normalerweise notwendig, mehr filmbildende Hilfsstoffe in die Formulierung zu geben, um das gegenseitige Eindringen von Makromolekülen zwischen Emulsionspartikeln zu erleichtern und die Filmbildungsqualität zu fördern. Und diese Koaleszenzmittel benötigen genügend Zeit, um aus dem System zu verdunsten, wodurch die Zeit von der Oberflächentrocknung bis zur vollständigen Trocknung tatsächlich verlängert wird. Daher stehen bei diesem Tg-Faktor Trocknungszeit und Filmbildungseigenschaften oft im Widerspruch.

D. Phasenstruktur der Emulsionspartikel:

Je nach Herstellungsverfahren der Emulsion kann die gleiche Monomerzusammensetzung unterschiedliche Teilchenphasenstrukturen bilden. Die bekannte Kern-Hülle-Struktur ist ein solches Beispiel. Obwohl es unmöglich ist, alle Partikel einer Emulsion zu einer Kern-Hülle-Struktur zu verarbeiten, ist die Metapher dieses Bildes, dass die Menschen ein allgemeines Verständnis der filmbildenden Eigenschaften der Emulsion haben können. Wenn die Hüllen-Tg der Partikel niedrig und die Kern-Tg hoch ist, benötigt das System weniger Filmbildehilfsmittel und trocknet schneller. Da jedoch die kontinuierliche Phase nach der Filmbildung ein Harz mit niedriger Tg ist, wird die Härte des Lackfilms bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigt. Wenn im Gegensatz dazu die Schalen-Tg der Teilchen hoch ist, ist eine bestimmte Menge an Hilfsstoff für die Filmbildung erforderlich, und die Trocknungsgeschwindigkeit des Films wird langsamer sein als die des ersteren, aber die Härte nach dem Trocknen wird höher sein als die des ersteren.

E. Art und Dosierung des Tensids:

Übliche Emulsionen verwenden im Herstellungsprozess bestimmte Tenside. Tensid wirkt isolierend und schützend auf die Emulsionspartikel und hat großen Einfluss auf den filmbildenden Prozess der Partikelverschmelzung, insbesondere im Anfangsstadium, also bei trockener Oberfläche. Darüber hinaus haben diese einzigartigen Chemikalien eine gewisse Löslichkeit in der Wasser- und Ölphase, und der im Harz gelöste Teil wirkt tatsächlich als Koaleszenzhilfe. Unterschiedliche Tenside wirken aufgrund ihrer unterschiedlichen Löslichkeit in Harzen unterschiedlich als Filmbildner.

2. Aushärtungsmechanismus des Harzes:

Die Bildung und Aushärtung von Harzfilmen auf Wasserbasis hat im Allgemeinen mehrere Mechanismen. Erstens ist die Aggregation und Verschmelzung von Emulsionspartikeln ein Mechanismus, den jede Emulsionsoberflächentrockenheit erfahren muss. Dann bringt die Verflüchtigung von Wasser und anderen Filmbildungshilfsmitteln die grundlegenden Eigenschaften des thermoplastischen Harzes selbst vollständig zum Ausdruck, was die zweite Härtungsstufe ist. Schließlich führen einige Emulsionen während der Herstellung einen Vernetzungsmechanismus ein oder führen ein Vernetzungsmittel ein, wenn die Beschichtung verwendet wird, so dass die Härte des Films auf der Basis von thermoplastischem Harz weiter verbessert wird. Der Vernetzungsmechanismus dieses letzten Schritts hat einen großen Einfluss auf die endgültige Aushärtungsgeschwindigkeit und den Aushärtungsgrad des Films. Übliche Vernetzungsmechanismen schließen oxidative Vernetzung (wie Vernetzung von Alkydharzen), Michael-Additionsvernetzung (wie einige selbstvernetzende Emulsionssysteme) und nukleophile Substitutionsvernetzung (wie Epoxid, Polyurethan usw.) ein. Diese Vernetzungsreaktionen werden durch Faktoren wie Temperatur und pH-Wert beeinflusst, und das Verhältnis zwischen den Härtungsanforderungen des Systems und anderen Eigenschaften sollte bei der Formulierung ausgewogen sein.

3. Dosierung und Art der Filmbildehilfsmittel:

Theoretisch ist jedes Harzlösungsmittel ein Koaleszenzmittel. In der Praxis gibt es unter Berücksichtigung von Faktoren wie Sicherheit, Kosten, Geschwindigkeit usw. nur ein Dutzend gebräuchlicher filmbildender Additive, hauptsächlich einige hochsiedende Alkohole, Ether und Ester. Diese Koaleszenzmittel haben ihre eigenen Vorlieben für verschiedene Wasserlackingenieure. Im Allgemeinen hat ein erfahrener Ingenieur nur zwei oder drei Arten von Koaleszenzmitteln, die üblicherweise verwendet werden. Die Hauptüberlegungen sind die Verteilung der Reagenzien zwischen dem Wasser und dem Harz und innerhalb der Harzpartikel. Insbesondere wenn das Harz auf Wasserbasis ein Mehrphasenharz ist, ist die Auswahl und Abstimmung der Filmbildehilfsmittel besonders wichtig.

4. Bauumgebung

Die Konstruktion der allgemeinen Formel sollte versuchen, eine Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit zu vermeiden. Wenn es unter hoher Luftfeuchtigkeit aufgetragen werden muss, sollte die Formulierung angepasst oder ein Harz mit schneller Filmbildung ausgewählt oder die Stelle isoliert werden.