Vo vode rozpustná termosetová akrylová živica: Sprievodca prepínaním priemyselného formulátora

Regulačný posun, ktorý navždy zmenil výber živice

Odkedy vstúpilo do platnosti pravidlo AIM Coatings Rule Americkej agentúry pre ochranu životného prostredia (AIM Coatings Rule) a smernica EÚ o emisiách rozpúšťadiel uložila záväzné limity VOC, výrobcovia náterov čelili ťažkej voľbe: preformulovať alebo platiť poplatky za prekročenie. Národné emisné normy EPA pre VOC pre nátery na architektonické a priemyselné údržbové nátery teraz stanovujú jasný strop – a systémy na báze rozdiel stále viac presahujú tento strop.

Vo vode rozpustná termosetová akrylová živica sa stala predvolenou odpoveďou pre mnohé priemyselné aplikácie farieb na pečenie. Používajú vodu ako primárny nosič, ktorý obsahuje obsah VOC na zlomok ekvivalentov v rozpúšťadle – zatiaľ čo mechanizmus zosieťovania aminoživíc stále poskytuje tvrdosť, lesk a chemickú odolnosť, vyžadujú priemyselnú koncovú koncovku.

Ako funguje vytvrdzovacia chémia

Vo vode rozpustné termosetové akryláty sa syntetizujú s hydrofilnými funkčnými skupinami – typicky karboxylovými (-COOH) neutralizovanými amínmi – umožňujú živicu stabilne sa rozpúšťať alebo dispergovať vo vode. V kombinácii s a aminosieťové činidlo na vodnej báze a vypaľované pri 130–160 °C funkčné skupiny reagujú a vytvárajú hustú trojrozmernú polymérnu sieť. Výsledok je nezvratný: na rozdiel od termoplastov sa vytvrdený film nedá znovu rozpustiť, čo je presne to, čo priemyselná odolnosť vyžaduje.

Hustota zosieťovania riadi posledných vlastností filmu. Vyššie číslo kyslosti urýchľuje reakciu amino-cure a má tendenciu zvyšovať tvrdosť; nižšie číslo kyslosti zlepšuje pružnosť. Formulátori vyvažujú tieto parametre počas návrhu živice – a dodávatelia so špecializovanými R&D laboratóriami ich môžu upraviť podľa špecifikácií.

Čítanie údajového listu produktu: Porovnanie piatich stupňov

Nie všetky vodou riediteľné termosetové akryláty sú zameniteľné. Nižšie uvedená tabuľka zobrazuje päť druhov s rôznou viskozitou, číslom kyslosti a aplikačnými profilmi. Pochopenie týchto čísel preformulovať nákladným chybám v.

Vyskakujú dva praktické vzory. Po, triedy WS (75 %, BCS/etanolové NV) keď najskôr univerzálnu priemyselnú vypaľovaciu priemyselnú farbu – WS 3079, ak je dôležitá flexibilita, WS3075, je prioritou tvrdosť. Po druhé, triedy 4000 sa presúvajú na rozpúšťadlo NBA/BCS a rovnakú viskozitu, ktorá vyhovuje aplikácii v sklenených a kozmetických fľašiach, kde odolnosť voči vode a lesku sú neobchodovateľné.

Kde tieto živice prekonávajú alternatívy na báze rozpúšťadiel

vo výkonnosti vodou riediteľnými a medzirozpúšťadlami termosetovými akrylátmi sa výrazne zmenili. Podľa troch metrík sú triedy rozpustné vo vode teraz konkurencieschopné alebo lepšie:

• Odolnosť proti postreku soli — Triedy 4261G, 4269 a 4270 sú špecificky hodnotené pre dobrú až vynikajúcu odolnosť proti soľnému postreku, vďaka čomu sú použiteľné pre kovový a galvanicky pokovované substráty vystavené korozívnemu prostrediu.
• Tvrdosť — Aminozosieťovanie za tepla vytvára hodnoty tvrdosti ceruzky porovnateľné so systémami na báze rozpúšťadiel. Vysoké hodnoty kyslosti (65–80 mg KOH/g v WS3075 a 4261G) urýchľujú vytvrdzovanie a zvyšujú konečnú tvrdosť filmu.
• Zachovanie lesku — Všetkých päť vyskúšaných vo vyššie uvedenej tabuľke sa vyznačuje dobrými až vysokým leskom, čo je vlastnosť historické opravy za slabinu systémov na báze vody.

V prípade, že materiály na báze rozpúšťadla majú ešte okraj, je to pri aplikácii striekaním v čase otvorenia a pri mokrej hrane. Pre zariadenia prevádzkujúce vysokovýkonné automatizované linky s riadeným vytvrdzovaním v skutočnosti však táto výhoda len zriedka záleží.

Pre priame porovnanie s ekvivalentom unášaným v rozpúšťadle pozri termosetová akrylová živica na báze rozpúšťadiel určený pre priemyselné nátery vytvrdzované aminoskupinou .

Tipy na formuláciu, ktoré šetria prepracovanie

Za posledné zlyhanie v počiatočnom štádiu s vodou riediteľnými termosetovými akrylátmi sú zodpovedné tri problémy:

1. Úroveň neutralizácie aminov — Nedostatočná neutralizácia spôsobuje, že živica nie je úplne rozpustená vo vode; nadmerná neutralizácia zvyšuje pH do bodu, kedy napáda určité pigmenty alebo spomaľuje zosieťovanie aminokyselín. Cieľové pH 7,5–8,5 pre záložných systémov.
2. Presnosť vytvrdzovacej teploty — Reakcia zosieťovania aminoskupiny je citlivá na teplotu. Pokles o 10 °C od cieľovej teploty vypaľovania môže merateľne znížiť hustotu zosieťovania a znížiť konečnú tvrdosť. Rúry pravidelne kalibrujte.
3. Výber katalyzátora — Kyslé katalyzátory výrazne ovplyvňujú prah vytvrdzovacej teploty a urýchľujú zosieťovanie. Spárovanie živice s pravou kyslý katalyzátor určený pre vodou riediteľné vypaľovacie náterové systémy môže skrátiť čas zotrvania v rúre bez obetovania vlastností filmu.

Pre hlbší pohľad na mechanizmy vytvrdzovania a na to, ako priemyselní formulátori prenášajú tieto živice na rôzne typy náterov, technická príručka o mechanizme vytvrdzovania a stratégiách priemyselného Použitie vo vode rozpustných termosetových živíc podrobne pokrýva vedu.

Výber správnej triedy pre váš proces

Logika výberu je jednoduchá, keď viete, na čo optimalizovať:

• Všeobecná priemyselná vypaľovacia farba so strednými požiadavkami na pružnosť → WS3079
• Všeobecná priemyselná vypaľovacia farba, kde je prioritou tvrdosť → WS3075
• Galvanicky pokovované diely alebo sklenené substráty vyžaduje číry náter s vysokou tvrdosťou a odolnosťou voči soľnej hmle → 4261G
• Sklenené obaly (fľaše na víno, kozmetické nádoby) úplne vynikajúce vodeodolnosť a vysoký lesk → 4269 alebo 4270

Pre neštandardné aplikácie sú k dispozícii vlastné úpravy viskozity, kyslosti a NV. Dodávatelia s laboratórnou podporou môžu preformulovať tak, aby zodpovedali špecifickému substrátu, správnemu vytvrdzovaniu alebo regulačnému mechanizmu – čo je kritická schopnosť, podľa regionálnej normy VOC sa neustále sprísňujú.