رزین های اکریلیک گرما سخت محلول در آب: مکانیسم های پخت و استراتژی های کاربرد صنعتی

رزین های اکریلیک گرما سخت محلول در آب ارائه سطوح براق و مقاوم در برابر مواد شیمیایی و در عین حال کاهش انتشار ترکیبات آلی فرار تا حداکثر 80% در مقایسه با جایگزین های حلال. ارزش اولیه آنها در ترکیب دوام شبکه های اکریلیک متقابل با آب به عنوان سیال حامل اصلی نهفته است. برای دستیابی به خواص بهینه فیلم، کنترل دقیق نسبت حلال، خنثی‌سازی و زمان‌بندی پخت بسیار مهم‌تر از سیستم‌های حلال سنتی است.

ترکیب اساسی سیستم های اکریلیک محلول در آب

برخلاف امولسیون ها یا پراکندگی ها که در آن ذرات پلیمری در آب معلق هستند، رزین های واقعی محلول در آب به صورت زنجیره های پلیمری مجزا در محلول وجود دارند. این نیاز به تعادل دقیق مونومرهای آبدوست و آبگریز دارد. ستون فقرات پلیمری معمولی دارای مونومرهایی با عملکرد هیدروکسیل مانند 2-هیدروکسی اتیل آکریلات است. حلالیت در آب با کوپلیمریزاسیون مونومرهای آکریلیک یا متاکریلیک اسید که محل های آنیونی را در طول زنجیره ایجاد می کنند، ایجاد می شود. هنگامی که با یک پایه فرار مانند دی متیل اتانول آمین خنثی می شوند، این گروه های کربوکسیل یونیزه می شوند و رزین را محلول در آب می کنند. بدون این مرحله خنثی سازی، رزین پخته نشده آبگریز و فاز جدا شده باقی می ماند.

نقش هیدروکسیل و مقادیر اسیدی

عملکرد قبل و بعد از درمان توسط دو عدد تحلیلی دیکته می شود. را ارزش اسیدی معمولا بین 40 تا 80 میلی گرم KOH/g، پراکندگی آب و خیس شدن رنگدانه را کنترل می کند. اگر مقدار اسید خیلی زیاد باشد، فیلم پخته شده حساسیت آب را حفظ می کند. را ارزش هیدروکسیل تراکم اتصالات عرضی را با ملامین یا داروهای ایزوسیانات مسدود شده کنترل می کند. یک فرمول استاندارد مقدار هیدروکسیل حدود 100 میلی گرم KOH/g را هدف قرار می دهد تا از شبکه محکمی که در برابر حمله حلال مقاومت می کند و در عین حال انعطاف پذیری کافی برای جلوگیری از ترک خوردن روی لبه های تیز را حفظ می کند، اطمینان حاصل کند.

معیارهای انتخاب حلال مشترک

آب یک حلال ضعیف برای رزین های خنثی نشده است و گرمای نهان تبخیر بالایی دارد. برای جلوگیری از نقص های فیلم مانند دهانه یا پوست پرتقال، حلال های اکسیژن دار ضروری هستند. انتخاب های رایج و نقش آنها در زیر به تفصیل آمده است.

کارآزمایی‌های سیستماتیک نشان می‌دهد که همحلال کل را به کمتر از حد محدود می‌کند 15% محتوای فرار برای رعایت مقررات زیست محیطی سختگیرانه در حین دستیابی به یک فیلم پیوسته بدون نقص ضروری است.

مکانیسم های پخت ترموست و تشکیل شبکه

انتقال از یک ترموپلاستیک محلول در آب به یک ترموست مقاوم در برابر آب در طول چرخه پخت رخ می دهد. این فرآیند شامل واکنش های شیمیایی است که گروه های عاملی آبدوست را مصرف می کند. دو مسیر رایج صنعتی عبارتند از: اتصال عرضی ملامین- فرمالدئید و اتصال عرضی ایزوسیانات مسدود شده. انتخاب بین آنها پنجره پخت، دوام بیرونی و مشخصات مقاومت شیمیایی پوشش را تعیین می کند.

شیمی متقابل ملامینه

هگزامتوکسی متیل ملامین با گروه های هیدروکسیل روی ستون فقرات اکریلیک از طریق مکانیسم ترانس اتریفیکاسیون کاتالیز شده با اسید واکنش می دهد. این واکنش متانول را به عنوان یک محصول جانبی آزاد می کند. اتصال متقابل موثر معمولاً به یک کاتالیزور اسیدی قوی مانند اسید پارا تولوئن سولفونیک نیاز دارد که با یک آمین مسدود شده است تا از واکنش زودهنگام در قوطی جلوگیری شود. داده های حاصل از تجزیه و تحلیل مکانیکی دینامیکی نشان می دهد که یک شبکه اکریلیک HMMM کاملا پخته شده دمای انتقال شیشه ای بیش از 60 درجه سانتی گراد ، که منجر به مقاومت بلوک عالی برای قطعات فلزی پوشش داده شده حتی پس از ذخیره سازی انباشته در دمای بالا در انبار می شود.

اتصال متقابل ایزوسیانات مسدود شده

برای کاربردهایی که به حداکثر هواپذیری بیرونی و مقاومت شیمیایی نیاز دارند، ایزوسیانات های مسدود شده ترجیح داده می شوند. عامل مسدود کننده تحت گرما، معمولا بین 140 درجه سانتیگراد تا 160 درجه سانتیگراد، تجزیه می شود و گروه ایزوسیانات آزاد را بازسازی می کند که بلافاصله با پلی ال اکریلیک واکنش می دهد. این یک پیوند یورتان را تشکیل می دهد که ذاتاً در برابر هیدرولیز مقاوم تر از پیوندهای اتری در سیستم های ملامین است. روکش های تک لایه با استفاده از این ترکیب شیمیایی به طور مداوم عبور می کنند 1000 ساعت آزمایش پاشش نمک خنثی با خزش کمتر از 2 میلی متر از اسکریپت که آنها را برای تجهیزات کشاورزی و ساختمانی مناسب می کند.

متعادل کننده آب دوستی و مقاومت در برابر آب

چالش فنی اصلی برای فرمول‌سازها این است که همان گروه‌های کربوکسیلاتی که حلالیت در آب را فراهم می‌کنند، می‌توانند پس از پخت در صورتی که شرایط واکنش نامناسب باشد، باقی بمانند و به عنوان کانال‌های آبدوست عمل کنند که حفاظت در برابر خوردگی را به خطر می‌اندازند. هنگامی که فیلم پخته شده در معرض رطوبت متراکم قرار می گیرد، اغلب به صورت سرخ شدن تشخیص داده می شود. حل این امر مستلزم توجه به پایه مورد استفاده برای خنثی سازی است. یک آمین فرار باید در طول منطقه فلاش آف اجاق به طور کامل تبخیر شود تا گروه های اسید اکریلیک خالص را پشت سر بگذارد که سپس با اتصال دهنده واکنش می دهند. اگر از یک آمین با جوش بالا مانند تری اتیلامین استفاده شود، در شبکه به دام می افتد و رطوبت را جذب می کند و فیلم را برای همیشه نرم می کند.

عناصر استراتژی موثر برای به حداقل رساندن حساسیت آب عبارتند از:

• انتخاب اتصال دهنده های متقابل با عملکرد بالا، معمولاً بالای 4 محل واکنش در هر مولکول، برای مصرف تقریباً تمام سایت های هیدروکسیل و کربوکسیل آویز.
• ترکیب مونومرهای ستون فقرات آبگریز مانند استایرن یا ایزوبورنیل آکریلات برای افزایش زاویه تماس ذاتی پلیمر جامد.
• تایید حذف کامل آمین خنثی کننده از طریق طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه در طی بهینه سازی پخت.

پارامترهای کاربردی کاربردی در پوشش های صنعتی

انتقال از حلال به اکریلیک گرما سخت محلول در آب نیاز به تنظیماتی در محیط تولید و کاربرد دارد، نه فقط فرمول. بر خلاف لاک های حلال که می توانند طیف وسیعی از رطوبت را تحمل کنند، این سیستم های متشکل از آب نیاز به کنترل شدید آب و هوا در غرفه اسپری دارند. میزان تبخیر آب به طور مستقیم به رطوبت نسبی بستگی دارد. سمپاشی در بالا 65% رطوبت نسبی به شدت تبخیر آب را به تعویق می اندازد و منجر به افتادگی و ایجاد دهانه می شود. برعکس، فلاش آف در سرعت هوای بالا بدون کنترل رطوبت کافی می‌تواند سطح فیلم مرطوب را زودتر خشک کند، آب را در زیر آن به دام بیاندازد و در طول چرخه پخت در دمای بالا باعث ترکیدن شود.

پارامترهای کاربردی معمول برای یک پوشش صنعتی اسپری در زیر خلاصه شده است.

1. ویسکوزیته کاربرد را در یک فنجان DIN 4 با استفاده از آب دیونیزه به 25-30 ثانیه تنظیم کنید.
2. یک فیلم مرطوب 40-50 میکرون در محیطی با دمای 20-25 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 50 درصد اعمال کنید.
3. برای جلوگیری از جوشیدن حلال، قبل از ورود به فر یک دوره فلاش آف 10-15 دقیقه بگذارید.
4. برای اطمینان از اتصال عرضی کامل و فعال شدن کاتالیزور اسید تریفلیک در مورد سیستم های HMMM، در دمای اوج فلز 150 درجه سانتیگراد به مدت 20 دقیقه بپزید.
5. با انجام تست مالش مضاعف متیل اتیل کتون، کامل بودن درمان را بررسی کنید. یک سیستم کاملاً درمان شده مقاومت می کند 200 دوبار مالش بدون نرم شدن

اجتناب از مشکلات رایج فرمولاسیون

خرابی ها اغلب از نادیده گرفتن ماهیت واکنشی محیط اسیدی ناشی می شوند. رزین محلول در آب معمولاً پس از خنثی سازی PH بین 7.5 تا 8.5 دارد. در این محدوده قلیایی، بسیاری از پراکنده‌کننده‌های رنگدانه سنتی از کار می‌افتند و اگر یک بسته رنگدانه مقاوم در برابر حرارت انتخاب نشود، برخی از رنگدانه‌های قرمز و زرد آلی می‌توانند خونریزی کنند یا تغییر رنگ دهند. بعلاوه، فلیک آلومینیومی که در پوشش های پایه فلزی استفاده می شود باید با عملیات فسفاته غیرفعال شود. در غیر این صورت، مخلوط آب و آمین موجود در رزین با سطح آلومینیوم واکنش داده و گاز هیدروژن تولید می کند. این واکنش منجر به ایجاد فشار خطرناک در ظروف ذخیره سازی و از بین رفتن کامل اثر فلزی به دلیل اکسید شدن تکه ها می شود.

یکی دیگر از مسائل رایج پایداری، رانش ویسکوزیته است. از آنجایی که رزین به تعادل دینامیکی بین حالت یونیزه و غیریونیزه متکی است، نوسانات دمای ذخیره‌سازی می‌تواند باعث شود زنجیره‌های اکریلیک خنثی‌شده به طور متفاوتی سیم پیچ شوند. حفظ مدول ذخیره سازی که در طی 6 ماه ثابت می ماند 40 درجه سانتی گراد یک معیار استاندارد برای دوام تجاری است. این از طریق پروتکل‌های پیری تسریع‌شده ارزیابی می‌شود، جایی که رانش کمتر از 5 ثانیه در زمان فلو کاپ قابل قبول در نظر گرفته می‌شود.

پرداختن به رئولوژی همچنین نیاز به ضخیم کننده های انجمنی خاصی دارد. هیدروکسی اتیل سلولز معمولی می تواند حساسیت آب را به طور چشمگیری افزایش دهد. ضخیم‌کننده‌های غیر یونی انجمنی یورتان به طور موثر بدون کمک به آب دوستی کار می‌کنند، زیرا با ساختار لاتکس پراکنده و زنجیره پلیمری محلول برای ایجاد ویسکوزیته برشی بالا مورد نیاز برای تکرارپذیری اتمیزه‌سازی تعامل دارند.

مزایای مقایسه ای نسبت به سیستم های حلال معمولی

تبدیل از حلال به سیستم های ترموستینگ محلول در آب مزایایی فراتر از انطباق با مقررات را به همراه دارد. تجزیه و تحلیل چرخه عمر بررسی شده از یک روکش تک لایه برای مبلمان اداری فلزی نشان داد که جایگزینی یک آلکید با جامد بالا با یک سیستم اکریلیک ملامینه محلول در آب، ردپای کربن فرآیند تکمیل را تقریباً کاهش می دهد. 35% . این کاهش شامل مزیت عدم نیاز به اکسید کننده های حرارتی برای سوزاندن اگزوز کوره مملو از حلال است.

علاوه بر این، مقاومت درخشندگی لایه اکریلیک متقاطع از لاک‌های معمولی خشک در هوا پیشی می‌گیرد. ساختار شبکه در برابر آسیب‌های سطحی ناشی از تمیز کردن مکرر با ضدعفونی‌کننده‌های آمونیوم چهارتایی، که یک نیاز کلیدی برای مسکن تجهیزات پزشکی و معماری داخلی پرترافیک است، مقاومت می‌کند. این دوام، همراه با گزینه‌های اتصال عرضی بدون فرمالدئید که از طریق آخرین نسل‌های پلی ایزوسیانات‌های مسدود شده در دسترس هستند، این فناوری را کاملاً برای گسترش آینده در پوشش‌های محافظ حساس با کاربرد قرار می‌دهد.