수성 목재 코팅 고점도 바니쉬의 거품 제거 특성 연구

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.

이 분야는 중압 혼합 가스 분사, 간단한 공정 및 높은 생산 효율이 특징입니다. 시공은 높은 점도와 최대 250μm의 두꺼운 단회 도장이 특징입니다.. 이 공정을 사용할 때 가장 어려운 문제 중 하나는 소포입니다.

분사 중에 필름 건조 과정에서 많은 기포가 제거되지 않아 판 표면에 많은 핀홀이 발생합니다.

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.

수성 목재 코팅 산업의 소포에 영향을 미치는 요인

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거품 생성 방식

생산 중 거품

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.

고수지 함량의 수성 목재 바니시 생산 공정에서 점도가 높을 때 거품 제거가 어렵고, 시공 및 보관 요구를 충족시키기 위해 점도가 너무 낮아서는 안 됩니다. 중압 공기 혼합 스프레이 건을 사용하여 시공하는 경우 일반적으로 시공 점도는 80KU 이상입니다. 90KU(30°C)의 점도에서는 단순히 소포 문제를 해결하는 것이 어렵지 않습니다. 그러나 실제 생산 공정에서는 시공 중 외관의 두꺼운 도장이 흘러내리는 문제로 인해 도료의 틱소트로피를 개선해야 합니다. 틱소트로피가 증가하면 소포가 더 어려워집니다. 따라서 도료 생산 중에는 유변학과 소포 사이의 균형이 필요합니다.

반면에 적절한 생산 공정을 수립하면 도료 생산 중 발생하는 거품을 크게 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 무광 바니시 생산에서는 무광 분말을 먼저 슬러리로 만들어 수지에 분산될 때 고속 분산으로 인한 많은 기포 발생을 방지하고, 교반을 시작하기 전에 소포 성능이 좋은 적절한 양의 소포제를 첨가하며, 고속 분산 전에 도료를 적절한 점도로 조정하여 분산 액면이 진동할 때 도료에 많은 공기가 유입되는 것을 방지하는 등 모두 도료 생산 시 기포 발생을 줄일 수 있습니다.

시공 중 거품

1. 기재

목재 코팅 도장 시 목재 표면 자체에 모세관이 많기 때문에 기재를 먼저 밀봉하는 경우가 많습니다. 기재가 잘 밀봉되지 않으면 목재 결 기재의 모세관 내 공기가 도장 시공 중 빠져나와 도료의 습윤 필름에 들어가 기포를 형성합니다. 기포가 깨지지 않으면 핀홀이나 크레이터가 형성됩니다. 수성 코팅의 시공 공정, 특히 완전 밀폐 코팅에서는 시공 점도가 높고 한 번에 두껍게 도장하므로 시공 중 도료의 습윤 필름 소포가 더 어렵습니다. 따라서 수성 코팅의 완전 밀폐 코팅에서는 일반적으로 1~2회의 밀폐 프라이머를 사용하여 기재 모세관의 공기를 최대한 제거합니다. 그렇지 않으면 공기가 후속 공정의 두꺼운 도장에 들어가면 형성된 기포를 제거하기 어렵습니다.

2. 에어브러시

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.

반면에 시공 중 스프레이 건의 오일 및 공기량 조정도 기포 발생에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 공기 분무 건이든 중압 공기 혼합 분무 건이든 오일량과 공기량을 유연하게 조절할 수 있으며 그 배합 비율을 조절할 수 있습니다. 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.

수성 목재 코팅 산업의 소포에 영향을 미치는 요인

1. 수지

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.

수성 PU와 PUA의 탈포는 비교적 쉬운 반면, 수성 AC는 상대적으로 어렵습니다. 이는 전자가 합성 과정에서 유화제를 사용하지 않거나 거의 사용하지 않기 때문입니다. 유화제 자체가 계면활성제의 일종이기 때문에 교반 시 기포가 쉽게 형성됩니다. 그러나 국내 수성 가구 코팅 시장에서는 수성 AC 제품이 가격, 건조 속도, 내수성에서 큰 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있습니다. 특히 코어-쉘 폴리머 에멀전은 필름 형성 온도가 낮아 탄소 발자국을 크게 줄이고 VOC 함량이 낮으며, 필름 형성 후 우수한 경도, 탄성 및 블로킹 방지 특성을 가지고 있어 옥외 목재 제품 표면 코팅에 널리 사용되고 있습니다.

AC형 에멀전에서 에멀전 합성 시 유화제의 종류와 합성 방법이 다르면 탈포 난이도도 다릅니다. 예를 들어 음이온성 에멀전 시스템은 입자 크기가 작고 기포가 쉽게 발생합니다. 비누 없는 중합 및 코어-쉘 중합을 사용한 수성 AC 에멀전은 기존의 수성 AC 에멀전보다 탈포 성능이 우수합니다. 실험에 따르면 코어-쉘 중합 에멀전을 사용하면 고점도 매트 바니시를 배합할 때 생산 과정에서 탈포 난이도를 크게 낮출 수 있습니다.

2. 점도

코팅의 점도가 높을수록 저장 중이거나 도포 후 표면 건조 과정에서 탈포가 더 어려워집니다. 실제 생산에서는 침강 및 흘러내림 등을 방지하기 위해 코팅을 항상 일정한 점도 범위 내로 유지해야 합니다. 수성 목재 코팅의 중압 공기 혼합 분무에서는 코팅의 시공 점도가 80KU 이상이어야 하며, 완제품의 출하 점도는 종종 90KU 이상이어야 온도 상승 및 시공 중 물 추가로 인한 점도 변화에 대응할 수 있습니다. 코팅의 유변학에 따라 일반적으로 코팅 점도를 90~120KU(25℃)로 제어해야 합니다.

3. 소포

고점도 수성 매트 바니시에서는 수지 함량이 높고 점도가 높기 때문에 탈포가 어렵습니다. 생산 시 소포제의 사용량과 종류가 비교적 많으며, 일반적으로 2~3종의 소포제를 함께 사용하여 고속 분산 전, 중, 후에 각각 소포, 탈포, 소포 작용을 합니다. 소포제와 다른 첨가제가 수지와 잘 혼합되려면 고속 분산이 필요하며, 이는 많은 기포를 생성합니다. 따라서 고속 분산 전에 우수한 소포성을 가진 소포제를 일정량 첨가하는 것이 매우 필요합니다.

수성 목재 코팅에 일반적으로 사용되는 소포제는 미네랄 오일과 실리콘의 두 가지가 있습니다. 전자는 비용이 낮고 소포 능력이 약하며, 주로 85%의 캐리어 오일과 15%의 소수성 입자로 구성됩니다. 소수성 입자는 일반적으로 흄드 실리카, 스테아르산 금속염 등으로 구성됩니다. 이러한 소포제는 필름을 쉽게 검게 만들 수 있으며 저광택 퍼티 및 프라이머에 사용할 수 있습니다. 후자는 주로 강한 소수성 실리콘 에멀전과 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산으로 구성되며, 광택과 투명도에 영향을 미치지 않아 수성 목재 코팅의 주요 소포제입니다. 그러나 일부 미네랄 오일 변성 소포제가 실리콘 소포제보다 더 효과적이라는 지적도 있습니다. 따라서 소포제 선택은 다른 수지와 실험 결과에 따라 이루어져야 합니다.

4. 증점제

수성 고점도 무광택 바니시 생산에서 증점제 선택은 매우 중요하며, 이는 제품의 저장 또는 시공 중 소포 성능의 핵심입니다. 현재 일반적으로 사용되는 증점제에는 회합형과 알칼리 팽윤형의 두 종류가 있습니다. 전자는 더 나은 레벨링 및 전단 점도를 제공하는 반면, 후자는 저장 안정성과 방수성 향상에 기여합니다. 생산 시 전자는 소포 및 탈포에 유리하며, 후자는 기포를 안정화시키는 경향이 있습니다.

그러나 전자는 유동성이 좋기 때문에 시공 중 내오염성이 크게 떨어집니다. 따라서 도막의 저장 안정성을 유지하고 시공 중 흐름 방지 및 내오염성을 확보하기 위해 수성 무광택 바니시는 고점도에서도 때때로 특정 알칼리 팽윤형 증점제와 혼합됩니다. 이 두 종류의 증점제는 종류가 다양하며, 혼합 방법은 수지 선택 후 실험 결과에 따라 결정됩니다.

5. 무광 분말 및 습윤 분산제

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. 생산 공정의 설계 및 제어

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

수성 목재 코팅의 고점도 시공은 1회 시공 두께를 높이고 생산 효율을 향상시키며 시공 중 처짐 및 기포 가능성을 줄이지만, 시공 중 소포 난이도를 높여 시공 후 도판 표면 효과에 큰 영향을 미치며, 수성 목재 코팅의 다른 응용 분야로의 확장에 주요 장애물이 됩니다.

수성 고점도 바니시의 소포 연구에서 수지와 증점제의 선택이 가장 중요하며, 다음으로 소포제, 매트 파우더 및 기타 첨가제의 선택이 중요하고, 마지막으로 생산 공정 최적화 및 점도 조정이 중요합니다. 우수한 제품은 물리·화학적 내성이 좋을 뿐만 아니라 시공 성능도 우수해야 합니다. 두 가지가 잘 결합될 때 뛰어난 도장 효과를 보이고 소비 요구를 충족시킬 수 있으며, 수성 목재 코팅의 발전이 더욱 빨라질 것입니다.

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