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Portuguese There are many wood coatings: oil-based finishes, solvent-based finishes and water-based wood coatings. And during the construction of the waterborne wood coatings market, It is generally recommended to apply “thin coating” multiple times This is because the drying speed of water-based coatings is slow, the hardness increases slowly, and it is difficult to achieve good construction results. However, in practical production and application, in order to improve the production efficiency, water-based wood coatings are required to be thick-coated at one time, especially in some areas where the requirements for board surface are not very high, such as the coating of window frames, frames and other wood surfaces. This application has been quite common.
Este campo se caracteriza por la pulverización de gas mixto a presión media, un proceso simple y una alta eficiencia de producción. La construcción se caracteriza por una alta viscosidad y un recubrimiento grueso de una sola aplicación de hasta 250 μm.. Al utilizar este proceso, uno de los problemas más difíciles es la eliminación de espuma.
Durante la pulverización, una gran cantidad de burbujas no puede eliminarse en el proceso de secado de la película, lo que provoca una gran cantidad de poros en la superficie de la placa.
This has almost become an important resistance to the expansion of waterborne wood coatings to other professional fields such as furniture, especially varnish, of which 70% – 90% is resin, which makes defoaming much more difficult than solid paint (including titanium dioxide and other powders). In the coating of doors and windows, about 2 / 3 is matte varnish coating. Therefore, it is very necessary to study the defoaming performance of water-based matte varnish in medium pressure gas mixture spraying.
Espuma durante la construcción
Factores que afectan la desespumación en la industria de recubrimientos de madera al agua
5. Polvo mateante y agente humectante y dispersante
6. Diseño y control del proceso de producción
XJY Silicones — first choice silicone manufacturer for coating
La forma de producir espuma
Espuma durante la producción
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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. |
En el proceso de producción del barniz de madera a base de agua con alto contenido de resina, es difícil eliminar la espuma cuando la viscosidad es alta, y para satisfacer las necesidades de construcción y almacenamiento, la viscosidad no debe ser demasiado baja. Si se utiliza una pistola de pulverización de mezcla de aire a presión media para la construcción, la viscosidad de construcción generalmente supera los 80 KU. Con una viscosidad de 90 KU (30 °C), no es difícil resolver simplemente el problema de la desespumación. Sin embargo, en el proceso de producción real, es necesario mejorar la tixotropía del recubrimiento debido al problema de la caída del recubrimiento grueso en la fachada durante la construcción. El aumento de la tixotropía dificulta aún más la desespumación. Por lo tanto, se requiere un equilibrio entre la reología y la desespumación durante la producción de recubrimientos.
Por otro lado, formular un proceso de producción adecuado también puede reducir en gran medida las burbujas generadas durante la producción de recubrimientos. Por ejemplo, en la producción de barniz mate, el polvo mate se convierte primero en una suspensión para evitar una gran cantidad de burbujas generadas por la dispersión a alta velocidad cuando el polvo mate se dispersa en la resina, agregue una cantidad adecuada de antiespumante con buenas propiedades antiespumantes antes de comenzar la agitación, ajuste el recubrimiento a la viscosidad adecuada antes de la dispersión a alta velocidad, para evitar que entre mucho aire en el recubrimiento cuando el nivel del líquido de dispersión oscila, etc. Todo esto puede reducir la generación de burbujas de aire en la producción de pintura.
Espuma durante la construcción
1. Sustrato
Al pintar recubrimientos de madera, dado que la superficie de la madera en sí tiene muchos capilares, el sustrato a menudo se sella primero. Si el sustrato no está bien sellado, el aire en el capilar del sustrato de la veta de la madera escapará durante la construcción del recubrimiento y entrará en la película húmeda del recubrimiento para formar burbujas. Si las burbujas no se pueden romper, se formarán agujeros de alfiler o cráteres. En el proceso de construcción de recubrimientos a base de agua, especialmente en el recubrimiento completamente cerrado, debido a su alta viscosidad de construcción, la pulverización única es espesa, lo que dificulta aún más la desespumación de la película húmeda del recubrimiento durante la construcción. Por lo tanto, en el recubrimiento completamente cerrado de recubrimientos a base de agua, generalmente se requieren de 1 a 2 imprimaciones cerradas para expulsar el aire en el capilar del sustrato tanto como sea posible. De lo contrario, una vez que el aire entra en el recubrimiento espeso del proceso posterior, las burbujas formadas serán difíciles de eliminar.
2. Aerógrafo
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.
Por otro lado, el ajuste del volumen de aceite y aire de la pistola de pulverización durante la construcción también es un factor importante que afecta la generación de burbujas de aire. Ya sea una pistola de pulverización de aire o una pistola de pulverización de mezcla de aire a presión media, el volumen de aceite y el volumen de aire pueden ajustarse de manera flexible, y la proporción de su implementación. 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.
Factores que afectan la desespumación en la industria de recubrimientos de madera al agua
1. Resina
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.
La desespumación de PU y PUA a base de agua es relativamente fácil, y la de AC a base de agua es relativamente difícil. Esto se debe a que el primero no utiliza o rara vez utiliza un emulsionante en el proceso de síntesis, ya que el emulsionante en sí mismo es un tipo de tensioactivo, que es fácil de formar espuma cuando se agita. Sin embargo, en el mercado nacional de recubrimientos para muebles a base de agua, los productos de AC a base de agua se han utilizado ampliamente debido a sus grandes ventajas en precio, velocidad de secado y resistencia al agua. En particular, la emulsión de polímero de núcleo-cáscara tiene una temperatura de formación de película más baja, lo que reduce en gran medida la huella de carbono y tiene un bajo contenido de COV, y tiene buena dureza, elasticidad y propiedades antibloqueo después de la formación de la película. Se ha utilizado ampliamente en el recubrimiento de superficies de productos de madera para exteriores.
En las emulsiones de tipo AC, los tipos y métodos de síntesis de emulsionantes durante la síntesis de la emulsión son diferentes, y la dificultad de desespumación también es diferente. Por ejemplo, en el sistema de emulsión aniónica, el tamaño de partícula es pequeño y es fácil formar espuma. La emulsión de AC a base de agua que utiliza polimerización sin jabón y polimerización de núcleo-cáscara es mejor que la emulsión de AC a base de agua tradicional en la desespumación. Los experimentos muestran que el uso de emulsiones polimerizadas de núcleo-cáscara puede reducir en gran medida la dificultad de desespumación en el proceso de producción al formular barnices mates de alta viscosidad.
2. Viscosidad
Cuanto mayor sea la viscosidad del recubrimiento, más difícil será desespumarlo, ya sea que se almacene en el bote de pintura o durante el proceso de secado superficial después de la aplicación. En la producción real, para evitar hundimientos y colgaduras, etc., el recubrimiento siempre debe controlarse dentro de un cierto rango de viscosidad. En la pulverización de mezcla de aire a presión media de recubrimientos de madera a base de agua, es necesario asegurar que la viscosidad de construcción del recubrimiento sea de 80 KU o superior, y la viscosidad de salida de fábrica del producto terminado a menudo es superior a 90 KU para satisfacer los cambios de viscosidad causados por el aumento de temperatura y la adición de agua durante la construcción. Necesidad de ajustar la viscosidad. Según la reología diferente del recubrimiento, la viscosidad del recubrimiento generalmente debe controlarse a 90 ~ 120 KU (25 °C).
3. Desespumación
En barnices mates a base de agua con alta viscosidad, la desespumación es difícil debido a su alto contenido de resina y alta viscosidad. En la producción, la dosis y los tipos de desespumantes son relativamente grandes, generalmente se usan de 2 a 3 desespumantes juntos, que desempeñan el papel de antiespumante, desespumante y desespumante antes, durante y después de la dispersión de alta velocidad, respectivamente. Para que los desespumantes y otros auxiliares se mezclen bien con la resina, debe dispersarse a alta velocidad, lo que producirá una gran cantidad de burbujas. Por lo tanto, es muy necesario agregar una cierta cantidad de desespumante con una buena propiedad antiespumante antes de la dispersión de alta velocidad.
Hay dos tipos de desespumantes comúnmente utilizados en recubrimientos de madera a base de agua: aceite mineral y silicona. El primero tiene un bajo costo y una capacidad de desespumación débil, que se compone principalmente de 851 TP3T de aceite portador y 151 TP3T de partículas hidrófobas. Las partículas hidrófobas generalmente están compuestas de sílice pirógena, sales metálicas de ácido esteárico, etc. Este tipo de desespumante es fácil de ennegrecer la película y se puede usar para masilla de bajo brillo y imprimación. El segundo se compone principalmente de emulsión de silicona fuertemente hidrófoba y polidimetilsiloxano modificado con poliéter, que no tiene efecto sobre el brillo y la transparencia y es el principal desespumante para recubrimientos de madera a base de agua. Sin embargo, también se señala que algunos desespumantes modificados con aceite mineral son más efectivos que los desespumantes de silicona. Por lo tanto, la selección del desespumante debe basarse en diferentes resinas y resultados experimentales.
4. Agente espesante
En la producción de barniz mate de alta viscosidad a base de agua, la selección del espesante es muy importante, siendo clave para la capacidad de desespumación del producto durante el almacenamiento o la aplicación. Actualmente, se utilizan comúnmente dos tipos de espesantes: los de tipo asociativo y los de tipo hinchable por álcali. Los primeros proporcionan mejor nivelación y viscosidad de cizalla, mientras que los segundos mejoran la estabilidad en almacenamiento y la resistencia al colgado. En producción, los primeros favorecen la desespumación y eliminación de espuma, mientras que los segundos tienden a estabilizar las burbujas.
Sin embargo, debido a que los primeros tienen buena fluidez, su capacidad de resistencia a la contaminación durante la aplicación se reduce considerablemente. Por lo tanto, para mantener la estabilidad del recubrimiento en almacenamiento, se requiere una mejor resistencia al flujo colgante y a la contaminación durante la aplicación. Los barnices mate a base de agua a veces se combinan con ciertos espesantes de tipo hinchable por álcali, incluso a alta viscosidad. Existen muchos tipos de estos dos tipos de espesantes, y su combinación depende de los resultados experimentales después de seleccionar la resina.
5. Polvo mateante y agente humectante y dispersante
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. Diseño y control del proceso de producción
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.
Conclusion
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La aplicación de alta viscosidad en recubrimientos para madera a base de agua puede aumentar el espesor de aplicación por capa, mejorar la eficiencia de producción y reducir la posibilidad de escurrimientos y burbujas durante la aplicación, pero incrementa la dificultad de desespumación durante la aplicación, afecta significativamente la apariencia de la superficie después de la aplicación y se convierte en la principal resistencia para la expansión de los recubrimientos para madera a base de agua hacia otros campos de aplicación. |
En el estudio de la desespumación de barnices de alta viscosidad a base de agua, la selección de la resina y el espesante es lo más importante, seguida de la selección del desespumante, la mateante y otros aditivos, y finalmente la optimización del proceso de producción y el ajuste de la viscosidad. Un buen producto no solo debe tener buenas propiedades de resistencia físico-química, sino también un buen rendimiento en aplicación. Solo cuando ambos aspectos están bien combinados, se puede lograr un excelente efecto de recubrimiento y satisfacer los requisitos del consumo, y el desarrollo de los recubrimientos para madera a base de agua será más rápido.
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