Étude sur la propriété anti-mousse du vernis à haute viscosité du revêtement bois aqueux

Il existe de nombreux revêtements pour le bois : finitions à base d'huile, à base de solvant et à base d'eau pour le bois. Et pendant la construction du marché des revêtements à base d'eau pour le bois, il est généralement recommandé d'appliquer plusieurs fois une “couche mince”. Cela est dû au fait que le séchage des revêtements à base d'eau est lent, la dureté augmente lentement et il est difficile d'obtenir un bon résultat de construction. Cependant, en production et en application pratiques, afin d'améliorer l'efficacité de production, n'est requis pour les revêtements à base d'eau pour le bois d'être épais à une seule fois, surtout dans certaines zones où les exigences de la surface du panneau ne sont pas très élevées, comme le revêtement de cadres de fenêtres, de cadres et d'autres surfaces en bois. Cette application est devenue très courante.
 

Ce domaine est caractérisé par une pulvérisation de gaz mixte à pression moyenne, un processus simple et une haute efficacité de production. La construction est caractérisée par une viscosité élevée et un revêtement épais à une seule fois jusqu'à 250 μm. Lors de l'utilisation de ce processus, l'un des problèmes les plus difficiles est le dé moussage.

 

Lors de la pulvérisation, un grand nombre de bulles ne peuvent pas être éliminées pendant le séchage du film, ce qui entraîne un grand nombre de ponctuations sur la surface de la plaque.

 

Cela est presque devenu une résistance importante à l'expansion des revêtements à base d'eau pour le bois vers d'autres domaines professionnels tels que les meubles, en particulier le vernis, dont 70% – 90% est une résine, ce qui rend le dé moussage beaucoup plus difficile que les peintures solides (y compris le dioxyde de titane et d'autres poudres). Dans le revêtement des portes et des fenêtres, environ 2/3 est un revêtement de vernis mat. Par conséquent, il est très nécessaire d'étudier la performance de dé moussage du vernis mat à base d'eau en pulvérisation de gaz mixte à pression moyenne.

 

La manière de produire de la mousse

Mousse pendant la production

Mousse pendant la construction

1. Substrat

2. Aérographe

Facteurs affectant le dé moussage de l'industrie des revêtements à base d'eau pour le bois

1. Résine

2. Viscosité

3. Dé mousse

4. Agent épaississant

5. Poudre matifiante et agent de mouillage et de dispersion

6. Conception et contrôle du processus de production

Conclusion

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La manière de produire de la mousse

Mousse pendant la production

Dans le processus de production de revêtements, il est souvent nécessaire de disperser les matières premières à haute vitesse afin que les composants soient mélangés uniformément, générant ainsi un grand nombre de bulles. Si ces bulles ne peuvent pas être éliminées après placement, cela affectera inévitablement l'élimination de la mousse pendant la construction.

Dans le processus de production du vernis à base d'eau à haute teneur en résine, il est difficile d'éliminer les mousse lorsque la viscosité est élevée, et afin de répondre aux besoins de construction et de stockage, la viscosité ne doit pas être trop faible. Si un pistolet de pulvérisation à air mélangé à pression moyenne est utilisé pour la construction, la viscosité de construction est généralement supérieure à 80KU. À une viscosité de 90KU (30°C), il n'est pas difficile de résoudre simplement le problème de déémulsification. Cependant, dans le processus de production réel, il est nécessaire d'améliorer la thixotropie du revêtement en raison du problème d'affaissement du revêtement épais sur la façade pendant la construction. L'augmentation de la thixotropie rend la déémulsification plus difficile. Par conséquent, un équilibre entre la rhéologie et la déémulsification est requis lors de la production des revêtements.

 

D'autre part, la formulation d'un processus de production approprié peut également grandement réduire les bulles générées lors de la production du revêtement. Par exemple, dans la production du vernis mat, la poudre matante est d'abord transformée en bouillie pour éviter un grand nombre de bulles générées par la dispersion à haute vitesse lorsque la poudre matante est dispersée dans la résine, ajouter une quantité appropriée d'antimousse avec de bonnes propriétés anti-mousse avant de commencer l'agitation, ajuster le revêtement à la viscosité appropriée avant la dispersion à haute vitesse, afin d'éviter d'apporter beaucoup d'air dans le revêtement lorsque le niveau de dispersion du liquide oscille, etc. Tout cela peut réduire la génération de bulles d'air dans la production de peinture.

Mousse pendant la construction

1. Substrat

Lors de la peinture du revêtement sur bois, étant donné que la surface du bois elle-même possède de nombreux capillaires, le substrat est souvent scellé en premier. Si le substrat n'est pas bien scellé, l'air dans les capillaires du substrat de grain de bois s'échappera pendant la construction du revêtement et entrera dans le film humide du revêtement pour former des bulles. Si les bulles ne peuvent pas être brisées, des trous d'épingle ou des cratères se formeront. Dans le processus de construction des revêtements à base d'eau, en particulier dans le revêtement totalement fermé, en raison de sa viscosité de construction élevée, une pulvérisation à la fois est épaisse, ce qui rend plus difficile la déémulsification du film humide du revêtement pendant la construction. Par conséquent, dans le revêtement totalement fermé à base d'eau, généralement, 1 à 2 primaire fermés sont nécessaires pour évacuer autant que possible l'air dans les capillaires du substrat. Sinon, une fois que l'air entre dans le revêtement épais du processus suivant, les bulles formées seront difficiles à éliminer.

 

2. Aérographe

Les outils de construction sont également un facteur dans la formation de bulles dans la peinture. Dans la construction des revêtements de meubles à base d'eau, le primaire et le finition de la couche intermédiaire sont tous appliqués par pulvérisation. En général, plus la atomisation est bonne, moins il est probable de générer des bulles d'air pendant la construction. Par conséquent, l'effet de pulvérisation avec un pistolet à coup d'air est meilleur que celui de la pulvérisation à air mélangé à pression moyenne. Il y a deux raisons principales : premièrement, la pression d'air d'atomisation est relativement grande lors de la pulvérisation avec un pistolet à coup d'air, généralement 0,6-0,8 MPa, et la peinture est brumisée. Après la pulvérisation, elle atteint la surface de l'objet de construction à haute vitesse, de sorte que même une petite quantité de bulles d'air peut être brisée lorsque les particules de liquide de peinture “heurtent” la surface de l'objet, tandis que l'air d'atomisation du pistolet de pulvérisation à air mélangé à pression moyenne n'est que de 0,1 à 0,2 MPa, son effet d'atomisation est pire que celui du pistolet à air, et la vitesse des particules de liquide de peinture atteignant la surface de l'objet est également inférieure à celle du pistolet à air, donc la rupture des bulles pendant le processus de construction est mauvaise. Deuxièmement, la viscosité de la pulvérisation avec un pistolet à air est inférieure à celle du pistolet de pulvérisation à air mélangé à pression moyenne, ce qui rend également l'atomisation et la rupture des bulles du liquide de peinture lors de la construction du pistolet à coup d'air plus faciles et la déémulsification lors du processus de séchage en surface ultérieur plus facile.

 

 

D'autre part, le réglage du volume d'huile et d'air du pistolet de pulvérisation pendant la construction est également un facteur important affectant la génération de bulles d'air. Que ce soit un pistolet de pulvérisation à air ou un pistolet de pulvérisation à air mélangé à pression moyenne, le volume d'huile et d'air peut être ajusté de manière flexible, et la proportion de son déploiement dépend de la viscosité de la peinture ou de l'effet de construction à atteindre par l'objet à revêtir. Par exemple, dans la construction d'un revêtement semi-ouvert, il est parfois requis de pulvériser “sec” (petit volume d'huile et grand volume d'air), tandis que dans le revêtement totally fermé, il est généralement nécessaire de pulvériser “humide” (un volume d'huille légèrement plus grand et un volume d'air légèrement plus petit). En général, je devrais être appliqué avant la construction en ajustant la quantité d'huile et de gaz pour que l'atomisation de la peinture atteigne l'état optimal, afin d'obtenir le meilleur effet de construction.

Facteurs affectant le dé moussage de l'industrie des revêtements à base d'eau pour le bois

1. Résine

Dans l'expérience de déémulsification du vernis mat à haute viscosité à base d'eau, la résine est le facteur le plus critique influençant la difficulté de déémulsification. Actuellement, il existe trois principaux types de revêtements en bois à base d'eau : polyuréthane à base d'eau (PU), acrylique à base d'eau (AC), polyuréthane à base d'eau et composite acrylique à base d'eau (PUA). En raison des mécanismes de synthèse différents, la difficulté de déémulsification des trois types de résines est également assez différente.

 

La déémulsification des PU et PUA à base d'eau est relativement facile, et celle de l'AC à base d'eau est relativement difficile. C'est parce que le premier n'utilise pas ou rarement d'émulsifiant dans le processus de synthèse, car l'émulsifiant lui-même est une sorte de tensioactif, qui est facile à former lors de l'agitation. Cependant, sur le marché des revêtements de meubles à base d'eau en Chine, les produits AC à base d'eau ont été largement utilisés en raison de leurs grands avantages en termes de prix, de vitesse de séchage et de résistance à l'eau. En particulier, l'émulsion polymère cœur-coquille a une température de formation de film plus basse, ce qui réduit considérablement l'empreinte carbone et présente une faible teneur en COV, et possède une bonne dureté, élasticité et propriétés anti-adhésives après la formation du film. Il a été largement utilisé dans le revêtement de surface des produits bois extérieurs.

 

Dans les émulsions de type AC, les types et les méthodes de synthèse des émulsifiants lors de la synthèse de l'émulsion sont différents, et la difficulté de déémulsification est également différente. Par exemple, dans le système d'émulsion anionique, la taille des particules est petite et il est facile de mousser. L'émulsion AC à base d'eau utilisant une polymérisation sans savon et une polymérisation en coque-coeur est meilleure que l'émulsion AC à base d'eau traditionnelle en termes de déémulsification. Les expériences montrent que l'utilisation d'émulsions polymérisées en coque-coeur peut grandement réduire la difficulté de déémulsification dans le processus de production lors de la formulation de vernis mats à haute viscosité.

2. Viscosité

Plus la viscosité du revêtement est élevée, plus il sera difficile de déémulsifier, que ce soit lors du stockage dans le pot de peinture ou pendant le processus de séchage en surface après Application. En production réelle, pour éviter l'affaissement et le ramollissement, etc., la viscosité du revêtement doit toujours être contrôlée dans une certaine plage de viscosité. Dans le vaporisateur à mélange d'air à pression moyenne de revêtements à base d'eau pour le bois, il est nécessaire de s'assurer que la viscosité de construction du revêtement est de 80 KU ou plus, et que la viscosité à l'usine du produit fini est souvent supérieure à 90 KU pour répondre aux changements de viscosité dus à l'augmentation de la température et à l'ajout d'eau pendant la construction. Il est nécessaire d'ajuster la viscosité. Selon la rhéologie différente du revêtement, la viscosité du revêtement doit généralement être contrôlée entre 90 et 120 KU (25 °C).

3. Dé mousse

Dans les vernis matins hydrosolubles à haute viscosité, le défoaming est difficile en raison de sa teneur en résine élevée et de sa viscosité élevée. En production, le dosage et les types de défoamants sont relativement nombreux ; généralement, 2 à 3 défoamants sont utilisés simultanément, jouant respectivement le rôle d'anti-mousse, de défoaming et de défoaming avant, pendant et après la dispersion à haute vitesse. Pour que les défoamants et autres auxiliaires se mélangent bien à la résine, il doit être dispersé à haute vitesse, ce qui produit un grand nombre de bulles. Par conséquent, il est très nécessaire d'ajouter une certaine quantité de défoamant avec une bonne propriété anti-mousse avant la dispersion à haute vitesse.

 

Il existe deux types de défoamants couramment utilisés dans les revêtements bois à base d'eau : l'huile minérale et le silicone. Le premier a un coût faible et une capacité de défoaming faible, qui est principalement composé d'huile porteuse 85% et de particules hydrophobes 15%. Les particules hydrophobes sont généralement composées de silice pyrogénée, de sels métalliques d'acide stéarique, et ainsi de suite. Ce type d'antimousse noircit facilement le film et peut être utilisé pour les pâtes et les sous-couches à faible brillance. Ce dernier est principalement composé d'une émulsion de silicone fortement hydrophobe et de polydiméthylsiloxane modifié par polyéther, qui n'affecte pas la brillance et la transparence et constitue l'antimousse principal pour les revêtements bois à base d'eau. Cependant, il est également souligné que certains antimoisses modifiés à l'huile minérale sont plus efficaces que les antimoisses au silicone. Par conséquent, le choix de l'antimousse doit être basé sur différentes résines et résultats expérimentaux.

4. Agent épaississant

Dans la production de vernis mat à haute viscosité à base d'eau, le choix de l'épaississant est très important, car c'est la clé de la capacité d'antimousse du produit pendant le stockage ou la pose actuellement, deux types d'épaississants sont couramment utilisés : le type associatif et le type gonflant à la soude. Le premier peut assurer un meilleur nivellement et une viscosité de cisaillement, tandis que le second améliore la stabilité durante le stockage et la propriété anti-démarrant. En production, le premier est bénéfique pour éliminer les mousse et les bulles, tandis que le second stabilise plus facilement les bulles.

 

 

Cependant, comme le premier a une bonne fluidité, sa capacité d'anti-pollution pendant la pose est grandement réduite. Par conséquent, afin de maintenir la stabilité du revêtement, il a une meilleure capacité anti-écoulement et anti-pollution pendant la pose. Les vernis mats à base d'eau sont parfois associés à certains épaississants gonflants à la soude même à haute viscosité. Il existe de nombreuses sortes de ces deux types d'épaississants, et la façon de les associer dépend des résultats expérimentaux après la sélection de la résine.

5. Poudre matifiante et agent de mouillage et de dispersion

Dans le vernis mat à base d'eau pulvérisé par air sous pression moyenne, la poudre matifiante est généralement choisie comme agent matifiant, plutôt que la pâte de cire matifiante. En effet, la pulvérisation par air sous pression moyenne n'a pas d'exigences élevées quant à la sensation de la surface du panneau et, en même temps, elle doit également prendre en compte les raisons de l'antimousse, du prix et de l'épaississement du système. Le coût d'utilisation de la poudre (ou pâte) de cire matifiante est élevé, et il est facile de produire des mousse lors de la dispersion, et il est difficile de les éliminer.

 

Dans les vernis à haute viscosité, l'anti-sédimentation de la poudre matifiante doit être ignorée, mais elle est importante pour la propriété d'antimousse. Généralement, la surface hydratée est plus facile à dé mousser par rapport à la surface non traitée, et une faible absorption d'huile est plus facile à déformer qu'une forte absorption d'huile. Les expériences montrent que le choix de différents agents de mouillage et de dispersion a une grande influence sur le système d'antimousse. Plus l'agent de dispersion mouille bien la surface de la poudre matifiante, plus il est favorable à l'élimination des mousse du système.

6. Conception et contrôle du processus de production

Dans la production de revêtements, la conception et le contrôle du processus sont également très importants. Dans la production de revêtements à base d'eau, afin de mélanger uniformément la résine et d'autres composants et de générer moins de bulles, il est nécessaire de formuler un processus de production approprié et de le contrôler strictement.

 

Par exemple : dans la production de vernis mat, des additifs et de la poudre matifiante sont généralement ajoutés à la résine, puis dispersés à grande vitesse. Pendant ce processus, un grand nombre de bulles seront générées. Lorsque la viscosité est faible, les bulles seront éliminées après 24 heures, mais lorsque la viscosité est élevée et le système doté d'une forte capacité de changement, il est difficile d'éliminer ces bulles pendant longtemps. À ce stade, la poudre matifiante est préparée sous forme de bouillie et ajoutée, ce qui peut réduire efficacement la génération de mousse. D'autre part, lors de l'ajout d'un antipolissant ou d'autres additifs difficiles à disperser, il est préférable de les diluer et de les ajouter lentement en état dispersé pour minimiser la vitesse requise pour la dispersion et réduire le temps de dispersion uniforme ; certains additifs facilement moussants, tels que certaines bouillies de cire, doivent être ajoutés dans un processus de dispersion à faible vitesse ultérieur autant que possible.

Conclusion

La construction à haute viscosité des revêtements bois à base d'eau peut améliurer l'épaisseur de construction unique, augmenter l'efficacité de production et réduire les risques de coulage et de bulles pendant la construction, mais elle augmente la difficulté de débullage pendant la construction, affecte grandement l'effet de surface du panneau après la construction et constitue le principal obstacle à l'expansion des revêtements bois à base d'eau vers d'autres domaines d'application.

Dans l'étude du défoamage des vernis à base d'eau à haute viscosité, la sélection de la résine et de l'épaississant est la plus importante, suivie par le choix du défoamant, de la poudre matifiante et d'autres additifs, et enfin par l'optimisation du procédé de production et l'ajustement de la viscosité. Un bon produit doit non seulement présenter de bonnes propriétés de résistance physique et chimique, mais aussi avoir de bonnes performances de mise en œuvre. Ce n'est que lorsque les deux sont bien combinés qu'il peut présenter un excellent effet de revêtement et répondre aux exigences de consommation, et que le développement des revêtements bois à base d'eau sera plus rapide.

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