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Portuguese Es gibt viele Holzlacke: ölbasierte, lösemittelbasierte und wasserbasierte Holzlacke. Während der Verarbeitung auf dem Markt für wasserbasierte Holzlacke wird allgemein empfohlen, mehrfach “dünne Schichten” aufzutragen. Dies liegt daran, dass wasserbasierte Lacke langsam trocknen, die Härte langsam zunimmt und es schwierig ist, gute Verarbeitungsergebnisse zu erzielen. In der praktischen Produktion und Anwendung werden jedoch zur Steigerung der Effizienz häufig wasserbasierte Holzlacke in einer einzigen dicken Schicht aufgetragen, insbesondere in Bereichen mit geringeren Anforderungen an die Oberfläche, wie bei der Beschichtung von Fensterrahmen, Rahmen und anderen Holzoberflächen. Diese Anwendung ist mittlerweile weit verbreitet.
Dieses Anwendungsfeld ist gekennzeichnet durch Mitteldruck-Mischgasspritzen, einfache Prozesse und hohe Produktionseffizienz. Die Verarbeitung zeichnet sich durch hohe Viskosität und eine einmalige Dickbeschichtung von bis zu 250 μm aus.. Bei dieser Verfahrensweise stellt die Entschäumung eines der schwierigsten Probleme dar.
Während des Spritzens können zahlreiche Blasen im Trocknungsprozess des Films nicht beseitigt werden, was zu einer Vielzahl von Nadelstichen auf der Plattenoberfläche führt.
Dies ist fast zu einem wichtigen Hindernis für die Ausweitung wasserbasierter Holzlacke auf andere Fachbereiche wie Möbel geworden, insbesondere bei Klarlacken. Hierbei ist 70% – 90% ein Harz, das die Entschäumung deutlich schwieriger macht als bei deckenden Lacken (einschließlich Titandioxid und anderen Pulvern). Bei der Beschichtung von Türen und Fenstern entfällt etwa 2/3 auf matte Klarlacke. Daher ist die Untersuchung der Entschäumungsleistung von wasserbasierten matten Klarlacken im Mitteldruck-Mischgasspritzverfahren äußerst notwendig.
Faktoren, die die Entschäumung in der wasserbasierten Holzlackindustrie beeinflussen
5. Mattierungspulver sowie Benetzungs- und Dispergiermittel
6. Gestaltung und Steuerung des Produktionsprozesses
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Die Art der Schaumbildung
Schaum während der Produktion
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In the process of coating production, it is often necessary to disperse raw materials at a high speed so that the components are mixed evenly, so a large number of bubbles are generated. If these bubbles cannot be removed after being placed, it will inevitably affect the elimination of foam during construction. |
Im Produktionsprozess von wasserbasiertem Holzlack mit hohem Harzgehalt ist es schwierig, Schaum zu beseitigen, wenn die Viskosität hoch ist. Um den Anforderungen für Verarbeitung und Lagerung gerecht zu werden, darf die Viskosität jedoch nicht zu niedrig sein. Bei Verwendung einer mitteldruckluftvermischenden Spritzpistole liegt die Verarbeitungsviskosität in der Regel über 80 KU. Bei einer Viskosität von 90 KU (30 °C) ist es nicht schwierig, das Entschäumungsproblem grundsätzlich zu lösen. Im tatsächlichen Produktionsprozess muss jedoch aufgrund des Problems des Ablaufens dicker Schichten auf senkrechten Flächen während der Applikation die Thixotropie der Beschichtung verbessert werden. Die erhöhte Thixotropie erschwert die Entschäumung. Daher ist bei der Herstellung von Beschichtungen ein Gleichgewicht zwischen Rheologie und Entschäumung erforderlich.
Andererseits kann die Formulierung eines geeigneten Produktionsprozesses auch die bei der Lackproduktion entstehenden Blasen erheblich reduzieren. Zum Beispiel bei der Herstellung von Mattlack wird Mattepulver zunächst zu einer Suspension verarbeitet, um eine große Anzahl von Blasen zu vermeiden, die durch Hochgeschwindigkeitsdispergieren entstehen, wenn das Mattepulver im Harz dispergiert wird. Vor Beginn des Rührens wird eine angemessene Menge an Entschäumer mit guten Antischaumeigenschaften zugesetzt, die Beschichtung vor der Hochgeschwindigkeitsdispergierung auf eine geeignete Viskosität eingestellt, um zu vermeiden, dass viel Luft in die Beschichtung gelangt, wenn die Dispersionsflüssigkeitsoberfläche schwankt, usw. All dies kann die Bildung von Luftblasen bei der Lackproduktion reduzieren.
Schaum während der Bauphase
1. Untergrund
Beim Lackieren von Holz müssen aufgrund der vielen Kapillaren in der Holzoberfläche oft zunächst das Substrat versiegelt werden. Ist das Substrat nicht gut versiegelt, kann während des Lackierens Luft aus den Kapillaren des holzmaserigen Substrats entweichen und in den Nassfilm der Beschichtung gelangen, wo sie Blasen bildet. Können diese Blasen nicht platzen, entstehen Nadellöcher oder Krater. Im Applikationsprozess wasserbasierter Beschichtungen, insbesondere bei der vollflächigen Decklackierung, erschwert die hohe Applikationsviskosität und die dicke Lackschicht in einem Arbeitsgang das Entschäumen des Nassfilms während der Applikation erheblich. Daher sind in der vollflächigen Decklackierung wasserbasierter Beschichtungen in der Regel 1 bis 2 Deckgrundierungen erforderlich, um die Luft in den Kapillaren des Substrats so weit wie möglich zu verdrängen. Andernfalls kann Luft, die in die dicke Beschichtung nachfolgender Arbeitsgänge gelangt, nur schwer entfernbare Blasen bilden.
2. Airbrush-Spritzpistole
Construction tools are also a factor in the formation of bubbles in the paint. In the construction of water-based furniture coatings, the primer and top coat of the middle coat are all applied by spraying. Generally speaking, the better the atomization, the less likely to generate air bubbles during construction. Therefore, the effect of spraying with an air cup gun is better than that of medium-pressure mixed air spraying. There are two main reasons: First, the atomizing air pressure is relatively large when spraying with an air cup gun, generally 0.6-0.8MPa, and the paint is fogged. After spraying, it reaches the surface of the construction object at a high speed, so that even a small amount of air bubbles can be broken when the paint liquid particles “hit” the surface of the object, while the atomizing air of the medium-pressure mixed air spray gun is only 0.1 ~ 0.2MPa, its The atomization effect is worse than that of the air gun, and the speed of the paint liquid particles reaching the surface of the object is also lower than that of the air gun, so the foam breaking during the construction process is poor. Second, the viscosity of air gun spraying is lower than that of the medium-pressure air-mixing spray gun, which also makes the atomization and foam breaking off the paint liquid during the construction of the air cup gun easier and the defoaming in the later surface drying process.
Andererseits ist die Einstellung von Lack- und Luftmenge an der Spritzpistole während der Applikation ebenfalls ein wichtiger Faktor, der die Bildung von Luftblasen beeinflusst. Ob Luftspritzpistole oder mitteldruckluftvermischende Spritzpistole, Lackmenge und Luftmenge können flexibel eingestellt werden, und das Verhältnis ihrer Kombination depends on the viscosity of the paint or the construction effect to be achieved by the object to be coated. For example, in the construction of semi-open coating, it is sometimes required to spray “dry” (small oil volume and large air volume), while in the fully closed coating, it is generally necessary to spray “wet” (a slightly larger oil volume and a large air volume). slightly smaller). Generally, I should be applied before construction by adjusting the amount of oil and gas to make the paint atomization reach the best state, so as to achieve the best construction effect.
Faktoren, die die Entschäumung in der wasserbasierten Holzlackindustrie beeinflussen
1. Harz
In the defoaming experiment of water-based high-viscosity matte varnish, the resin is the most critical factor affecting the difficulty of defoaming. At present, there are three main types of waterborne wood coatings, waterborne polyurethane (PU), waterborne acrylic (AC), waterborne polyurethane and waterborne acrylic composite (PUA). Due to the different synthesis mechanisms, the defoaming difficulty of the three types of resins is also quite different.
Die Entschäumung von wasserbasiertem PU und PUA ist relativ einfach, bei wasserbasiertem AC hingegen relativ schwierig. Dies liegt daran, dass bei der Synthese ersterer kein oder kaum ein Emulgator verwendet wird, da Emulgatoren selbst eine Art Tensid sind, das beim Rühren leicht Blasen bildet. Im inländischen Markt für wasserbasierte Möbellacke haben sich jedoch wasserbasierte AC-Produkte aufgrund ihrer großen Vorteile bei Preis, Trocknungsgeschwindigkeit und Wasserechtheit weit verbreitet. Insbesondere das Kern-Schale-Polymeremulsion hat eine niedrigere Filmbildungstemperatur, die den CO2-Fußabdruck erheblich reduziert, einen niedrigen VOC-Gehalt aufweist und nach der Filmbildung gute Härte, Elastizität und Blockierungsfestigkeit bietet. Es findet bereits breite Anwendung bei der Oberflächenbeschichtung von Außenholzprodukten.
Bei AC-Typ-Emulsionen unterscheiden sich Art und Synthesemethoden der Emulgatoren während der Emulsionssynthese, und auch die Schwierigkeit der Entschäumung ist unterschiedlich. Beispielsweise ist bei anionischen Emulsionssystemen die Partikelgröße klein und es kommt leicht zur Schaumbildung. Wasserverdünnbare AC-Emulsionen, die durch emulgatorfreie Polymerisation und Kern-Schale-Polymerisation hergestellt werden, sind bei der Entschäumung besser als herkömmliche wasserverdünnbare AC-Emulsionen. Experimente zeigen, dass der Einsatz kern-schale-polymerisierter Emulsionen die Schwierigkeit der Entschäumung im Produktionsprozess bei der Formulierung hochviskoser Mattlacke erheblich reduzieren kann.
2. Viskosität
Je höher die Viskosität der Beschichtung, desto schwieriger wird die Entschäumung, egal ob während der Lagerung im Lackbehälter oder während des Oberflächentrocknungsprozesses nach der Applikation. In der tatsächlichen Produktion sollte die Viskosität der Beschichtung stets innerhalb eines bestimmten Bereichs gehalten werden, um ein Absetzen und Ablaufen zu verhindern. Bei der mitteldruckluftvermischenden Sprühapplikation von Wasserlacken auf Holz muss sichergestellt werden, dass die Applikationsviskosität des Lacks bei 80 KU oder darüber liegt. Die Auslieferungsviskosität des Fertigprodukts liegt oft über 90 KU, um Viskositätsänderungen durch Temperaturanstieg und Wasserzugabe während der Applikation auszugleichen, bei denen eine Viskositätsanpassung erforderlich ist. Je nach Rheologie der Beschichtung sollte die Viskosität in der Regel bei 90–120 KU (25 °C) gehalten werden.
3. Entschäumung
Bei hochviskosen wasserbasierten Mattlacken ist die Entschäumung aufgrund des hohen Harzgehalts und der hohen Viskosität schwierig. In der Produktion ist der Anteil und die Art der verwendeten Entschäumer relativ hoch, in der Regel werden 2 bis 3 Entschäumer kombiniert eingesetzt. Diese übernehmen jeweils die Rolle der Antischaumbildung, Entschäumung und Nach-Entschäumung vor, während und nach der Hochgeschwindigkeitsdispergierung. Damit sich Entschäumer und andere Additive gut mit dem Harz vermischen, muss hochdispergiert werden, wodurch eine große Anzahl Blasen entsteht. Daher ist es sehr notwendig, vor der Hochgeschwindigkeitsdispergierung eine gewisse Menge eines Entschäumers mit guten Antischaumeigenschaften zuzusetzen.
Bei wasserbasierten Holzlacken werden zwei Arten von Entschäumern häufig verwendet: Mineralöl- und Silikon-Entschläumer. Ersterer hat niedrige Kosten und eine schwache Entschäumungsfähigkeit. Hauptsächlich bestehen sie aus 85% Trägeröl und 15% hydrophoben Partikeln. Hydrophobe Partikel bestehen in der Regel aus pyrogener Kieselsäure, Stearinsäuremetallsalzen und so weiter. Diese Art von Entschäumer kann den Film leicht schwärzen und kann für niedrigglänzende Spachtel und Grundierungen verwendet werden. Letzterer besteht hauptsächlich aus stark hydrophobem Silikonemulsion und Polyether-modifiziertem Polydimethylsiloxan, hat keine Auswirkung auf Glanz und Transparenz und ist der Hauptentschäumer für wasserbasierte Holzlacke. Es wird jedoch auch darauf hingewiesen, dass einige mineralölmodifizierte Entschäumer wirksamer sind als Silikonentschäumer. Daher sollte die Auswahl des Entschäumers auf Basis verschiedener Harze und experimenteller Ergebnisse erfolgen.
4. Verdickungsmittel
Bei der Herstellung von hochviskosen wasserbasierten Mattlacken ist die Auswahl des Verdickers sehr wichtig. Dies ist entscheidend für die Entschäumbarkeit des Produkts während der Lagerung oder Applikation. Derzeit werden zwei Arten von Verdickern häufig verwendet: assoziative und alkalisch quellende Verdicker. Erstere können bessere Verlaufs- und Scherviskosität bieten, während letztere die Lagerstabilität und die Ablaufhemmung verbessern können. In der Produktion sind erstere vorteilhaft für Entschäumung und Entblasen, während letztere Blasen leichter stabilisieren.
Da Erstere jedoch eine gute Fließfähigkeit besitzen, ist ihre Verschmutzungsbeständigkeit während der Applikation stark reduziert. Um daher die Lagerstabilität der Beschichtung zu erhalten und gleichzeitig bessere Anti-Ablauf- und Anti-Verschmutzungseigenschaften während der Applikation zu gewährleisten, werden hochviskose wasserbasierte Mattlacke manchmal mit bestimmten alkalisch quellenden Verdickern kombiniert, selbst bei hoher Viskosität. Es gibt viele Arten dieser beiden Verdickertypen, und wie sie kombiniert werden, hängt von den experimentellen Ergebnissen nach der Harzauswahl ab.
5. Mattierungspulver sowie Benetzungs- und Dispergiermittel
In the water-based matte varnish sprayed by medium pressure air mixing, the matte powder is generally selected as a matting agent, rather than matting wax slurry. Because the medium-pressure air-mixing spraying does not have high requirements on the feel of the board surface, and at the same time, it should also consider defoaming, price, and system thickening reasons. The cost for using matting wax slurry (powder) is high, and it is easy to produce foam during dispersion, and it is difficult to eliminate.
In high-viscosity varnishes, the anti-settling of the matting powder should be ignored, but it’s important for the defoaming property. Generally, the hydrated surface is easier to defoam compared with the untreated surface, and less oil absorption is easier to deform than the larger oil absorption. Experiments show that the selection of different wetting and dispersing agents has a great influence on the defoam system. The better the dispersing agent wets the surface of the matting powder, the more conducive to the defoaming of the system.
6. Gestaltung und Steuerung des Produktionsprozesses
In coating production, the design and control of the process are also very important. In the production of water-based coatings, in order to mix the resin and other components uniformly and generate fewer air bubbles, it is necessary to formulate a suitable production process and strictly control it.
For example: in the production of matte varnish, additives and matting powder are generally added to the resin and then dispersed with high speed. During the process, a large number of air bubbles will be generated. When the viscosity is low, bubbles will be eliminated after lasting for 24 hours, but when the viscosity is high and the system with strong changeable ability, it is difficult to eliminate these bubbles for a long time. At this time, the matting powder is made into a slurry and added, which can effectively reduce the generation of foam. On the other hand, when adding defoamer or other additives that are not easy to disperse, it is best to dilute them and add them slowly in a dispersed state to minimize the speed required for dispersion and reduce the time for uniform dispersion; some are easy to foam additives such as some wax slurry, etc., should be added in later low-speed dispersion process as much as possible.
Fazit
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Die hochviskose Applikation wasserbasierter Holzlacke kann die Dicke der Schicht in einem Arbeitsgang erhöhen, die Produktionseffizienz steigern und die Möglichkeit von Ablaufen und Blasenbildung während der Applikation verringern, aber sie erhöht die Schwierigkeit der Entschäumung während der Applikation, beeinflusst die Plattenoberflächenwirkung nach der Applikation erheblich und wird zum Haupthemmnis für die Ausweitung wasserbasierter Holzlacke auf andere Anwendungsbereiche. |
In der Erforschung der Entschäumung hochviskoser wasserbasierter Lacke ist die Auswahl von Harz und Verdicker am wichtigsten, gefolgt von der Auswahl von Entschäumer, Mattepulver und anderen Additiven und schließlich der Optimierung des Produktionsprozesses und der Viskositätsanpassung. Ein gutes Produkt sollte nicht nur gute physikalische und chemische Beständigkeitseigenschaften haben, sondern auch gute Applikationseigenschaften. Nur wenn beide gut kombiniert sind, kann es eine hervorragende Lackwirkung zeigen und den Verbraucheranforderungen gerecht werden. Dann wird die Entwicklung wasserbasierter Holzlacke auch schneller voranschreiten.
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