Estudo sobre a propriedade antiespumante do verniz de alta viscosidade para Revestimento de Madeira à Base de Água

Existem muitos revestimentos para madeira: acabamentos à base de óleo, acabamentos à base de solvente e revestimentos de madeira à base de água. E durante a construção do mercado de revestimentos de madeira à base de água, geralmente se recomenda aplicar “revestimento fino” várias vezes. Isso porque a velocidade de secagem dos revestimentos à base de água é lenta, a dureza aumenta lentamente e é difícil alcançar bons resultados de construção. No entanto, na produção e aplicação práticas, para melhorar a eficiência produtiva, os revestimentos de madeira à base de água são aplicados em camada grossa de uma só vez, especialmente em algumas áreas onde os requisitos para a superfície da placa não são muito altos, como no revestimento de batentes de janelas, molduras e outras superfícies de madeira. Esta aplicação já é bastante comum.
 

Este campo caracteriza-se por pulverização de gás misturado de média pressão, processo simples e alta eficiência produtiva. A construção caracteriza-se por alta viscosidade e revestimento grosso de uma só vez de até 250 μm. Ao usar este processo, um dos problemas mais difíceis é a desespumação.

 

Durante a pulverização, um grande número de bolhas não pode ser eliminado no processo de secagem do filme, resultando em um grande número de furos de agulha na superfície da placa.

 

Isso quase se tornou uma resistência importante para a expansão dos revestimentos de madeira à base de água para outros campos profissionais, como móveis, especialmente verniz, dos quais 70% a 90% é resina, o que torna a desespumação muito mais difícil do que a tinta sólida (incluindo dióxido de titânio e outros pós). No revestimento de portas e janelas, cerca de 2/3 é revestimento de verniz fosco. Portanto, é muito necessário estudar o desempenho de desespumação do verniz fosco à base de água em mistura de gás de média pressão.

 

A forma como a espuma é produzida

Espuma durante a produção

Espuma durante a construção

1. Substrato

2. Aerógrafo

Fatores que afetam a desespumação da indústria de Revestimentos de Madeira à Base de Água

1. Resina

2. Viscosidade

3. Desespumação

4. Agente espessante

5. Pó fosco e agente molhante e dispersante

6. Projeto e controle do processo de produção

Conclusion

XJY Silicones — primeira escolha em fabricante de silicone para revestimentos

A forma como a espuma é produzida

Espuma durante a produção

No processo de produção de revestimentos, muitas vezes é necessário dispersar as matérias-primas em alta velocidade para que os componentes se misturem uniformemente, gerando um grande número de bolhas. Se essas bolhas não forem removidas após o repouso, inevitavelmente afetará a eliminação de espuma durante a construção.

No processo de produção de verniz para madeira à base de água com alto teor de resina, é difícil eliminar a espuma quando a viscosidade é alta e, para atender às necessidades de construção e armazenamento, a viscosidade não deve ser muito baixa. Se for usada uma pistola de pulverização de ar misturado de média pressão para a construção, a viscosidade de construção é geralmente acima de 80KU. A uma viscosidade de 90KU (30°C), não é difícil simplesmente resolver o problema de desespumação. No entanto, no processo de produção real, é necessário melhorar a tixotropia do revestimento devido ao problema de escorrimento do revestimento espesso na fachada durante a construção. O aumento da tixotropia torna a desespumação mais difícil. Portanto, é necessário um equilíbrio entre reologia e desespumação durante a produção dos revestimentos.

 

Por outro lado, formular um processo de produção adequado também pode reduzir bastante as bolhas geradas durante a produção do revestimento. Por exemplo, na produção de verniz fosco, o pó fosco é primeiro transformado em uma pasta para evitar um grande número de bolhas geradas pela dispersão em alta velocidade quando o pó fosco é disperso na resina, adicionar uma quantidade adequada de antiespumante com boas propriedades antiespumantes antes de iniciar a agitação, ajustar o revestimento para a viscosidade adequada antes da dispersão em alta velocidade, para evitar trazer muito ar para o revestimento quando o nível do líquido de dispersão oscila, etc. Tudo isso pode reduzir a geração de bolhas de ar na produção de tintas.

Espuma durante a construção

1. Substrato

Ao pintar revestimentos de madeira, como a própria superfície da madeira tem muitos capilares, o substrato é frequentemente selado primeiro. Se o substrato não estiver bem selado, o ar no capilar do substrato da fibra de madeira escapará durante a construção do revestimento e entrará no filme úmido do revestimento para formar bolhas. Se as bolhas não puderem ser quebradas, formar-se-ão furos ou crateras. No processo de construção de revestimentos à base de água, especialmente no revestimento totalmente fechado, devido à sua alta viscosidade de construção, a pulverização de uma só vez é espessa, o que torna mais difícil a desespumação do filme úmido do revestimento durante a construção. Portanto, no revestimento totalmente fechado de revestimentos à base de água, geralmente são necessários 1 a 2 primers fechados para expulsar o ar no capilar do substrato tanto quanto possível. Caso contrário, uma vez que o ar entre no revestimento espesso do processo subsequente, as bolhas formadas serão difíceis de eliminar.

 

2. Aerógrafo

As ferramentas de construção também são um fator na formação de bolhas na tinta. Na construção de revestimentos de móveis à base de água, o primer e o acabamento do revestimento intermediário são aplicados por pulverização. De modo geral, quanto melhor a atomização, menor a probabilidade de gerar bolhas de ar durante a construção. Portanto, o efeito da pulverização com uma pistola de copo de ar é melhor do que o da pulverização de ar misturado de média pressão. Existem duas razões principais: Primeiro, a pressão do ar de atomização é relativamente grande ao pulverizar com uma pistola de copo de ar, geralmente 0,6-0,8MPa, e a tinta é nebulizada. Após a pulverização, atinge a superfície do objeto de construção em alta velocidade, de modo que mesmo uma pequena quantidade de bolhas de ar pode ser quebrada quando as partículas líquidas da tinta “atingem” a superfície do objeto, enquanto o ar de atomização da pistola de pulverização de ar misturado de média pressão é de apenas 0,1 ~ 0,2MPa, seu efeito de atomização é pior do que o da pistola de ar, e a velocidade das partículas líquidas da tinta que atingem a superfície do objeto também é menor do que a da pistola de ar, então a quebra de espuma durante o processo de construção é ruim. Segundo, a viscosidade da pulverização da pistola de ar é menor do que a da pistola de pulverização de ar misturado de média pressão, o que também torna a atomização e a quebra de espuma do líquido da tinta durante a construção da pistola de copo de ar mais fáceis e a desespumação no processo de secagem superficial posterior.

 

 

Por outro lado, o ajuste do volume de óleo e ar da pistola de pulverização durante a construção também é um fator importante que afeta a geração de bolhas de ar. Seja uma pistola de pulverização de ar ou uma pistola de pulverização de ar misturado de média pressão, o volume de óleo e o volume de ar podem ser ajustados de forma flexível, e a proporção de sua configuração depende da viscosidade da tinta ou do efeito de construção a ser alcançado pelo objeto a ser revestido. Por exemplo, na construção de revestimento semiaberto, às vezes é necessário pulverizar “seco” (pequeno volume de óleo e grande volume de ar), enquanto no revestimento totalmente fechado, geralmente é necessário pulverizar “úmido” (um volume de óleo ligeiramente maior e um volume de ar ligeiramente menor). Geralmente, deve ser aplicado antes da construção, ajustando a quantidade de óleo e gás para fazer a atomização da tinta atingir o melhor estado, de modo a alcançar o melhor efeito de construção.

Fatores que afetam a desespumação da indústria de Revestimentos de Madeira à Base de Água

1. Resina

No experimento de desespumação de verniz fosco de alta viscosidade à base de água, a resina é o fator mais crítico que afeta a dificuldade de desespumação. Atualmente, existem três tipos principais de revestimentos para madeira à base de água, poliuretano à base de água (PU), acrílico à base de água (AC), poliuretano à base de água e compósito de acrílico à base de água (PUA). Devido aos diferentes mecanismos de síntese, a dificuldade de desespumação dos três tipos de resinas também é bastante diferente.

 

A desespumação de PU e PUA à base de água é relativamente fácil, e a AC à base de água é relativamente difícil. Isso ocorre porque o primeiro não usa ou raramente usa um emulsificante no processo de síntese, porque o emulsificante em si é um tipo de surfactante, que é fácil de formar quando agitado. Bolha. No entanto, no mercado doméstico de revestimentos de móveis à base de água, os produtos AC à base de água têm sido amplamente utilizados devido às suas grandes vantagens em preço, velocidade de secagem e resistência à água. Em particular, a emulsão de polímero core-shell tem uma temperatura de formação de filme mais baixa, o que reduz bastante a pegada de carbono e tem um baixo teor de VOC, e tem boa dureza, elasticidade e propriedades de anti-bloqueio após a formação do filme. Tem sido amplamente utilizado no revestimento de superfícies de produtos de madeira ao ar livre.

 

Em emulsões do tipo AC, os tipos e métodos de síntese de emulsificantes durante a síntese da emulsão são diferentes, e a dificuldade de desespumação também é diferente. Por exemplo, no sistema de emulsão aniônica, o tamanho das partículas é pequeno e é fácil formar espuma. A emulsão AC à base de água que utiliza polimerização sem sabão e polimerização com núcleo-casca é melhor do que a emulsão AC tradicional à base de água na desespumação. Experimentos mostram que o uso de emulsões polimerizadas com núcleo-casca pode reduzir bastante a dificuldade de desespumação no processo de produção ao formular vernizes foscos de alta viscosidade.

2. Viscosidade

Quanto maior a viscosidade do revestimento, mais difícil será a desespumação, esteja ele armazenado na lata de tinta ou durante o processo de secagem superficial após a aplicação. Na produção real, para evitar afundamento e escorrimento, etc., o revestimento deve ser sempre controlado dentro de uma certa faixa de viscosidade. Na pulverização por mistura de ar de média pressão de revestimentos de madeira à base de água, é necessário garantir que a viscosidade de aplicação do revestimento seja de 80 KU ou superior, e a viscosidade de saída de fábrica do produto acabado é frequentemente acima de 90 KU para atender às mudanças de viscosidade causadas pelo aumento de temperatura e adição de água durante a aplicação. É necessário ajustar a viscosidade. De acordo com a reologia diferente do revestimento, a viscosidade do revestimento geralmente deve ser controlada entre 90 e 120 KU (25 °C).

3. Desespumação

Em vernizes foscos à base de água com alta viscosidade, a desespumação é difícil devido ao seu alto teor de resina e alta viscosidade. Na produção, a dosagem e os tipos de desespumantes são relativamente grandes, geralmente, 2 a 3 desespumantes são usados em conjunto, que desempenham o papel de antiespumante, desespumante e desaeração antes, durante e após a dispersão em alta velocidade, respectivamente. Para que os desespumantes e outros auxiliares se misturem bem com a resina, eles devem ser dispersos em alta velocidade, o que produzirá um grande número de bolhas. Portanto, é muito necessário adicionar uma certa quantidade de desespumante com boa propriedade antiespumante antes da dispersão em alta velocidade.

 

Existem dois tipos de desespumantes comumente usados em revestimentos de madeira à base de água: óleo mineral e silicone. O primeiro tem baixo custo e fraca capacidade de desespumação, sendo composto principalmente por 85% de óleo transportador e 15% de partículas hidrofóbicas. As partículas hidrofóbicas são geralmente compostas por sílica pirogênica, sais metálicos de ácido esteárico, entre outros. Esse tipo de desespumante tende a escurecer o filme e pode ser usado para massa e primer de baixo brilho. O último é composto principalmente por emulsão de silicone fortemente hidrofóbica e polidimetilsiloxano modificado com poliéter, que não tem efeito sobre o brilho e a transparência, sendo o principal desespumante para revestimentos de madeira à base de água. No entanto, também é apontado que alguns desespumantes modificados com óleo mineral são mais eficazes do que os desespumantes de silicone. Portanto, a seleção do desespumante deve ser baseada em diferentes resinas e resultados experimentais.

4. Agente espessante

Na produção de verniz fosco de alta viscosidade à base de água, a seleção do espessante é muito importante, sendo a chave para a capacidade de desespumação do produto durante o armazenamento ou aplicação. Atualmente, existem dois tipos de espessantes comumente usados: tipo associativo e tipo de inchamento alcalino. O primeiro pode fornecer melhor nivelamento e viscosidade ao cisalhamento, enquanto o último pode melhorar a estabilidade de armazenamento e a propriedade anti-escorrimento. Na produção, o primeiro é benéfico para a desaeração e desespumação, enquanto o último tende a estabilizar as bolhas.

 

 

No entanto, como o primeiro tem boa fluidez, sua capacidade de antipoluição durante a aplicação é bastante reduzida. Portanto, para manter a estabilidade de armazenamento do revestimento, ele tem melhor capacidade de anti-escorrimento e antipoluição durante a aplicação. Os vernizes foscas à base de água são às vezes combinados com certos espessantes de inchamento alcalino, mesmo em alta viscosidade. Existem muitos tipos desses dois tipos de espessantes, e como combiná-los depende dos resultados experimentais após a seleção da resina.

5. Pó fosco e agente molhante e dispersante

No verniz fosco à base de água pulverizado por mistura de ar de média pressão, o pó fosco é geralmente selecionado como agente de fosqueamento, em vez de pasta de cera fosca. Porque a pulverização por mistura de ar de média pressão não tem altos requisitos para a sensação da superfície do painel e, ao mesmo tempo, também deve considerar a desespumação, o preço e as razões de espessamento do sistema. O custo do uso de pasta de cera fosca (pó) é alto, e é fácil produzir espuma durante a dispersão, sendo difícil de eliminar.

 

Em vernizes de alta viscosidade, a anti-sedimentação do pó fosco não deve ser ignorada, mas é importante para a propriedade de desespumação. Geralmente, a superfície hidratada é mais fácil de desespumar em comparação com a superfície não tratada, e uma menor absorção de óleo é mais fácil de deformar do que uma maior absorção de óleo. Experimentos mostram que a seleção de diferentes agentes umectantes e dispersantes tem grande influência no sistema de desespumação. Quanto melhor o agente dispersante umedecer a superfície do pó fosco, mais favorável será para a desespumação do sistema.

6. Projeto e controle do processo de produção

Na produção de revestimentos, o design e o controle do processo também são muito importantes. Na produção de revestimentos à base de água, para misturar a resina e outros componentes de forma uniforme e gerar menos bolhas de ar, é necessário formular um processo de produção adequado e controlá-lo rigorosamente.

 

Por exemplo: na produção de verniz fosco, aditivos e pó fosco são geralmente adicionados à resina e depois dispersos em alta velocidade. Durante o processo, um grande número de bolhas de ar será gerado. Quando a viscosidade é baixa, as bolhas serão eliminadas após 24 horas, mas quando a viscosidade é alta e o sistema possui forte capacidade de variação, é difícil eliminar essas bolhas por muito tempo. Nesse momento, o pó fosco é transformado em uma pasta e adicionado, o que pode reduzir efetivamente a geração de espuma. Por outro lado, ao adicionar antiespumante ou outros aditivos que não sejam fáceis de dispersar, é melhor diluí-los e adicioná-los lentamente em estado disperso para minimizar a velocidade necessária para a dispersão e reduzir o tempo para dispersão uniforme; alguns aditivos que espumam facilmente, como algumas pastas de cera, devem ser adicionados o mais tarde possível no processo de dispersão em baixa velocidade.

Conclusion

A construção de alta viscosidade de revestimentos de madeira à base de água pode aumentar a espessura de construção única, melhorar a eficiência da produção e reduzir a possibilidade de escorrimento e bolhas durante a construção, mas aumenta a dificuldade de desespumação durante a construção, afeta grandemente o efeito da superfície da placa após a construção e torna-se a principal resistência para a expansão dos revestimentos de madeira à base de água para outros campos de aplicação.

No estudo da desespumação de verniz de alta viscosidade à base de água, a seleção da resina e do espessante é a mais importante, seguida pela seleção do antiespumante, pó fosco e outros aditivos, e finalmente a otimização do processo de produção e o ajuste da viscosidade. Um bom produto não deve apenas ter boas propriedades de resistência físico-química, mas também ter um bom desempenho de construção. Somente quando os dois estiverem bem combinados, pode-se mostrar um excelente efeito de revestimento e atender aos requisitos de consumo, e o desenvolvimento de revestimentos de madeira à base de água será mais rápido.

XJY – Primeira escolha silicone fornecedor para revestimentos

XJY Silicones, um dos principais fabricantes de silicone da China Resina MQ fabricantes, tem mais de 30 anos de experiência em P&D e fabricação e mais de 15 patentes relacionadas na indústria de silicone, também pode personalizar os produtos de acordo com sua coating requisitos.

XJY-701 Polimetil-hidrossiloxano: agente de nivelamento de revestimento

XJY-703 Heptametiltrisiloxano: aditivos para revestimento

XJY-707 Polidimetilsiloxano Terminado em Hidreto: aditivos para revestimento

XJY-8205 Resina de Silicone MQ: adesivação industrial, impermeabilização

XJY-8205M Solução de Silicone MQ

XJY-801 Polimetilsilsesquioxano: melhorar a lubrificidade, resistência a riscos, dispersibilidade e hidrofobicidade

 

Solicite uma amostra agora!