Kaip iš tikrųjų veikia dažų putokšlis: Ekspertų vadovas apie putų kontrolę

Dažų atitirpinimo priemonės yra labai svarbios, kad būtų išvengta dangos defektų, galinčių pakenkti gatavam paviršiui. Prasta putų kontrolė lemia nelygų paviršių, sumažėjusį blizgesį, silpną sukibimą, skylutes, įtrūkimus ir išlyginimo problemas dengimo projektuose.

Dengimo procese putos gali susidaryti bet kuriame etape - šlifuojant pigmentą, užpildant arba purškiant, teptuku ir valcuojant. Paviršinio aktyvumo medžiagos šią problemą apsunkina, nes stabilizuoja putas. Tinkamas cheminis putų šalintojas yra labai svarbi tiek vandeniu, tiek tirpikliais valdomų sistemų dalis. Vandens pagrindo dažams reikia skirti daugiau dėmesio, nes jie linkę lengviau stabilizuoti putas.

Šiame straipsnyje paaiškinama, kaip veikia putokšliai ir kokie yra pagrindiniai skirtumai tarp silikono pagrindu pagamintų ir be silikono pagamintų priemonių. Sužinosite, kaip išsirinkti tobulą putų kontrolės priemonę savo dangos sistemai. Be to, aptariami tinkami dozavimo poreikiai - nuo mažiausios 0,01% iki 0,05% vandens pagrindo sistemoms iki didesnės 0,1%-0,3% tirpiklių pagrindo dangoms - ir putų šalinimo priemonės efektyvumo vertinimo metodai.

Putų susidarymas dažų sistemose

Skystyje įstrigusios dujos sukuria putas, kurios gali iš esmės paveikti dangų veikimą. Dažų putokšlio parinkimas priklauso nuo burbuliukų susidarymo ir elgsenos supratimo.

Makroputų ir mikroputų santykis dengiamosiose plėvelėse

Dažų sistemos demonstruoja dvi skirtingas putų rūšis. Macrofoam burbuliukai yra dideli (paprastai >100 μm) ir greitai kyla, sudarydami matomą putotą paviršinį sluoksnį. Mikroputų yra mažesnių burbuliukų (paprastai 10-100 μm), kurie lieka įkalinti skysčio plėvelėje.

Stokso dėsnis rodo, kad burbulų dydis tiesiogiai priklauso nuo jų kilimo greičio, ir tai paaiškina, kodėl makroputos greitai iškyla į paviršių, o mikroputos lieka vietoje. Dangos klampumas taip pat turi įtakos burbuliukų judėjimui - storesnės dangos lėtina bet kokio dydžio burbuliukų judėjimą.

Dėl mažų mikroputų burbuliukų kyla unikalių iššūkių. Jie negali pasišalinti, kol danga neišdžiūvo, o įkalintas oras sukelia kokybės problemų, pavyzdžiui, paviršiaus defektų, nevienodos spalvos ir skaidrumo problemų. Dėl mikroputų dažnai susidaro kiaurymės, kurios pažeidžia barjero savybes ir leidžia aplinkos veiksniams daryti žalą atmosferos poveikiui.

Paviršinio aktyvumo medžiagų poveikis putų stabilumui

Gryni skysčiai nesukuria putų. Dažų sudėtyje yra daug paviršinio aktyvumo medžiagų, dėl kurių putos tampa stabilesnės. Paviršinio aktyvumo medžiagų molekulės supa dažų oro burbuliukus taip, kad jų vandenį neigiantys galai būtų nukreipti į orą, o vandenį mėgstantys galai - į skystį.

Taip susidaro putų lamelė - dvigubas paviršinio aktyvumo medžiagos sluoksnis, kuris išlaiko stabilią burbulo sienelę. Paviršinio aktyvumo medžiagos molekulės sukuria dvigubo elektros krūvio sluoksnį, kurį osmosinis slėgis sugeba išlaikyti. Lamelei pradėjus plonėti, ji įtraukia daugiau skysčio, todėl putos tampa dar stabilesnės.

Bendrieji putų šaltiniai: Frezavimas, užpildymas ir naudojimas

Putos atsiranda per visą dangos gyvavimo ciklą. Gamybos procesai, tokie kaip pigmento šlifavimas ar frezavimas, prideda oro. Siurbimas ir taros pildymas taip pat sukelia dujų burbuliukų.

Skirtingais dengimo būdais į dangą patenka oro. Teptuku, valcuojant ir purškiant susidaro burbuliukų. Porėti paviršiai, pavyzdžiui, mediena ar betonas, gali į drėgnas dangas įtraukti oro ir sukurti daugiau putų.

Įrangos oro nuotėkis, greitos cirkuliacijos siurbliai ir net valymas plovikliais gali sukelti putų susidarymą. Vykstant cheminėms reakcijoms kietinimo metu gali išsiskirti dujos, dėl kurių susidaro putos, ypač reaktyviose sistemose, pavyzdžiui, poliizocianatų.

Dažų putokšlio tipai ir jų cheminė sudėtis

Putų šalinimo priemonių veiksmingumas priklauso nuo sudėtingos šių specializuotų priedų cheminės sudėties. Kiekviena jų rūšis turi unikalią naudą ir veikia specifiniais mechanizmais, kad sumažintų nepageidaujamų putų susidarymą dangų sistemose.

Silikono pagrindo putokšliai: PDMS ir polieteriniai siloksanai

Silikono pagrindo putokšlis pirmauja rinkoje dėl geresnių putų kontrolės savybių. Pagrindinėje formoje naudojamas polidimetilsiloksanas (PDMS), kurio paviršiaus įtempimas labai mažas - apie 20 mN/m, o cheminis inertiškumas didelis. Grynas PDMS kelia iššūkių, nes dėl jo netirpumo atsiranda paviršiaus defektų vandens pagrindo sistemose.

Siekdami pašalinti šiuos trūkumus, gamintojai sukūrė polieteriu modifikuotus siloksanus. Šie kopolimerai gaminami iš reaktyviųjų siloksanų ir polietileno ir polipropileno glikolio eterių, kurie užtikrina subalansuotą "specifinį nesuderinamumą". Formuotojai gali tiksliai sureguliuoti suderinamumą, išlaikydami putojimo galią, reguliuodami šių silikono polieterių hidrofilinį / hidrofobinį pobūdį.

Be silikono esantis putokšlis: Poliuretano ir poliamido sistemos

Alternatyvos be silikono yra puikus būdas pasiekti rezultatų, kai silikonai turi įtakos dengiamumui arba kai pH lygis neatitinka idealaus 5-9 balų intervalo. Šiose putų šalinimo priemonėse naudojami polimerai, kurių paviršiaus įtempimas yra minimalus ir kurie gerai pasiskirsto ant putų paviršiaus.

Vandens pagrindo preparatams naudingos poliurea ir poliamidų sistemos, kurios veikia kaip hidrofobinės dalelės. Šie polimeriniai putokšliai gerai veikia platesniame pH diapazone (3-12), palyginti su silikoniniais variantais. Tirpiklio pagrindu sukurtoms sistemoms puikiai tinka nepoliniai ir šakotieji polimerai, suteikiantys formuotojams galimybę rinktis putų kontrolės intensyvumo ir paviršiaus apdailos kokybės galimybes.

Mineralinės alyvos pagrindo putokšliai su hidrofobinėmis dalelėmis

Mineralinės alyvos putokšlis yra ekonomiškas sprendimas, kai 85-95% mineralinė alyva sumaišoma su 1-3% hidrofobinėmis dalelėmis. Šios dalelės - paprastai hidrofobinis silicio dioksidas, vaškas arba medžiagos su šiurkščiu paviršiumi - atlieka svarbų vaidmenį dėl "kaiščio efekto", kuris sumažina kliūtį, trukdančią putpiklio lašeliams prasiskverbti į putų lameles.

Fluorescencinės mikroskopijos tyrimai rodo, kad šios hidrofobinės dalelės susitelkia netoli trijų fazių sąlyčio linijos, o tai padeda burbuliukų koalescencijai. Šios mineralinės alyvos putų šalinimo priemonės veikia patikimai, nors ir yra pigesnės už silikonines alternatyvas, ypač tais atvejais, kai kaina yra svarbesnė nei galimas blizgesio sumažinimas.

Kaip parinkti tinkamą putų šalinimo priemonę jūsų dangai

Dažų putokšlį reikia rinktis individualiai, atsižvelgiant į jūsų dangos sistemos reikalavimus. Vienas sprendimas netiks visoms formulėms. Kiekvienai sistemai tiesiog reikalinga sava putų šalinimo strategija, kurioje būtų suderintas veiksmingumas ir suderinamumas.

Vandens ir tirpiklio pagrindu pagamintų sistemų suderinamumas

Vandens pagrindu pagamintoms dangoms reikia specialių putokšlių, nes didelis vandens paviršiaus įtempimas turi būti sumažintas paviršinio aktyvumo medžiagomis, kurios galiausiai stabilizuoja putas. Šiose sistemose geriausiai veikia hidrofobiniai polisiloksano ir polieterio kopolimerai, kurie stipriai pašalina putas ir minimaliai sutraukia. Tirpikliais valdomiems preparatams reikia ne tokio agresyvaus putojimo, tačiau jiems tiesiog reikia geresnio suderinamumo, kad būtų išvengta paviršiaus defektų, pavyzdžiui, žuvyčių.

Atranka pagal dervą: Akrilinė, alkidinė, epoksidinė, PU

Jūsų dervos pagrindas yra labai svarbus renkantis tinkamą putokšlį. Pavyzdžiui, mineralinės alyvos pagrindo putų šalintojai tinka plokščioms ir vidutinio blizgesio akrilinėms sistemoms, tačiau gali sumažinti blizgesio raišką, jei naudojama labai blizgi medžiaga. Alkidinės dervos gerai dera su silikono pagrindu pagamintais putokšliaužikliais, pavyzdžiui, polisiloksanais. Epoksidinėms ir poliuretaninėms sistemoms paprastai reikia labai suderinamų organinių silikonų, kurie būtų atsparūs ir karštoms, ir šaltoms sąlygoms.

Taikymo metodo aspektai: Purškimas, teptukas, volelis

Labai svarbu žinoti, kurioje vietoje naudojant susidaro putos. Naudojant volelį susidaro daugiau oro nei purškiant ar teptuku. Naudojant ant akytų paviršių, pavyzdžiui, medienos, gali prireikti stipresnių putokšlių, kurie neleistų orui patekti nuo paviršiaus į šlapią dangą.

Papildymo etapas:

Laikas turi didžiulę reikšmę putokšlio veikimui. Šlifavimo etape prieš pigmentus reikia dėti labai nesuderinamų, šlyčiai atsparių junginių, kad būtų sumažintas putojimas. Atleidimo etapo putokšliai turėtų būti labiau suderinami ir dedami paskutiniai, kad būtų sumažintas šlyties poveikis. "Putų šalinimo priemonių pridėjimo tvarka yra labai svarbi".

Dabartinių su putomis susijusių defektų vertinimas

Atidžiai išnagrinėkite konkrečias putų problemas. Paviršiaus putoms reikia kitokių putų, o ne mikroputų, dėl kurių atsiranda skylutės. Subalansuokite putokšlio stiprumą ir šalutinį poveikį - dėl per mažo kiekio atsiranda oro burbuliukų ir pailgėja šlifavimo laikas, o dėl per didelio kiekio atsiranda paviršiaus defektų, pavyzdžiui, kraterių.

Putų šalinimo priemonės veikimo bandymai ir vertinimas

Norint patikimai įvertinti putokšlio kiekį, reikia tik sistemingų bandymų metodų, kuriais būtų galima išmatuoti ir putų kontrolę, ir suderinamumą su danga. Objektyvus testavimas padės pasirinkti tinkamą putų šalintoją ir užtikrins nuoseklų veikimą gamybos aplinkoje.

Putų aukščio metodas, taikomas pirminiam patikrinimui

Naudojant putų aukščio metodą galima greitai įvertinti putokšlio efektyvumą. Procesas pradedamas, kai į matavimo indelį įdedama dažų su putų šalinimo priemone ir per mikrokompresorių įleidžiamas oras. Mažesnis skysčio kiekis rodo geresnį putų šalinimo efektą iš karto gaunamuose lyginamuosiuose duomenyse. Šis metodas gerai tinka greitam patikrinimui, tačiau norint gauti išsamų vaizdą, reikia atlikti daug daugiau bandymų.

Ritinėlio taikymo bandymas makropenų aptikimui

Naudojant volelius atliekami bandymai parodo, kaip viskas veikia realiomis sąlygomis, kai paprastai kyla problemų dėl paviršiaus putų. Ant neporėto pagrindo kempininiu voleliu užtepamas vienodas dažų kiekis. Išdžiūvus dangos plėvelei, ji įvertinama skalėje. Įvertinimas 4 reiškia, kad burbuliukų nėra, o 1 - kad kyla didelių problemų dėl burbuliukų. Šiuo bandymu vertinamas makroputų - tų didelių matomų burbuliukų, kurie susidaro tepant - veikimas.

Nusklembtos plėvelės bandymas paviršiaus defektų analizei

Atlikus plėvelės nuėmimo bandymą paaiškinamos suderinamumo problemos ir paviršiaus defektai. Procesas prasideda, kai į preparatą dideliu greičiu veikiančia maišykle įmaišomas oras. Iš karto po sumaišymo putų mėginys patenka ant paviršiaus. Vizualiai įvertinus išdžiūvusią plėvelę, nustatomi tokie defektai kaip krateriai, drumstumas, sumažėjęs blizgesys ir skylutės. Rezultatus įvertinti padeda 0-5 balų skalė - 0 reiškia daug kraterių (nesuderinama), o 5 - puikų suderinamumą be kraterių.

Tankio bandymas matuojant oro įsiskverbimą

Tankio testas matuoja įkalintą orą ir puikiai tinka klampių medžiagų atveju. Klampūs dažai sulaiko oro burbuliukus ir klaidingai parodo tūrį, priešingai nei ne klampūs skysčiai, iš kurių oras lengvai pasišalina. Galite apskaičiuoti įkalinto oro procentinę dalį, lygindami dažų tankį su putų šalinimo priemone ir be jos. Labai klampiems mėginiams gali padėti skiedimo metodas - juos sumaišius su priimtinu skiedikliu, prieš atliekant matavimus išsilaisvina įkalintas oras.

Kiekvienas bandymo metodas rodo skirtingus putokšlio veikimo aspektus. Geriausias bandymų metodas yra šių metodų derinys, atitinkantis konkrečias gamybos ir naudojimo sąlygas.

Išvada

Dažų putokšlis atlieka labai svarbų vaidmenį užtikrinant dangos kokybę. Sudėtinga putų kontrolės užduotis yra didžiausias iššūkis dažų formuluotojams. Tai turi įtakos paviršiaus išvaizdai ir ilgalaikiam patvarumui. Gilus putų susidarymo supratimas padeda pasirinkti tinkamą putų šalintoją.

Putų šalintojai sudaro nedidelę dažų formulių dalį, tačiau jų poveikis dangos eksploatacinėms savybėms yra didžiulis. Nuo konkrečių poreikių priklauso, ar naudoti silikono, be silikono, ar mineralinės alyvos rūšis. Silikono polieteriai puikiai veikia, bet gali sukelti dengimo problemų. Polimeriniai variantai gerai veikia ekstremaliomis pH sąlygomis, tačiau kainuoja brangiau.

Pasirinkti tinkamą putokšlį reiškia vienu metu suderinti kelis veiksnius. Vandens pagrindu pagamintoms sistemoms reikia stipresnio putojimo nei tirpiklių pagrindu pagamintoms sistemoms. Putų šalintuvas turi atitikti jūsų dervų sistemą - akrilinę, alkidinę, epoksidinę ar poliuretaninę. Svarbu ir jūsų naudojimo būdas. Valcavimas sukelia kitokias putų problemas nei purškimas.

Prieš pradedant gaminti visą produkciją atliekami bandymai, kuriais įrodoma, kad putokšlis yra naudingas. Greiti putų aukščio bandymai parodo pradinį našumą. Valcavimo bandymai parodo, kaip viskas veikia realiame gyvenime. Plėvelės nuėmimo bandymai padeda nustatyti suderinamumo problemas, kurios gali išryškėti vėliau gamybos metu.

Formuluotojams reikia atrasti aukso vidurį tarp putų kontrolės ir šalutinio poveikio. Dėl per mažo putokšlio kiekio susidaro burbuliukai ir kyla gamybos problemų. Per didelis kiekis sukelia kraterius ir prastą sukibimą. Puikus putų šalintojas sustabdo putojimą nesukeldamas naujų problemų.

Putų kontrolė - tai ir mokslas, ir praktinė patirtis. Šiame straipsnyje suteikiama žinių, kaip sistemingai rinktis putų šalinimo priemones. Jūsų dangos turės tobulą apdailą, kurios reikia jūsų klientams.

DUK

Q1. Kaip veikia dažų putų šalinimo priemonės, kad kontroliuotų putų susidarymą? Dažų putokšlis veikia destabilizuodamas paviršinio aktyvumo medžiagas, kurios sulaiko burbuliukus. Jie greitai pasklinda skysčio paviršiumi, sumažina paviršiaus įtempimą ir išretina putų plokštelę. Dėl to burbuliukai tampa jautresni sprogimui, todėl veiksmingai pašalinamos putos dažant dažus.

Q2. Kokios yra pagrindinės dažų putų šalinimo priemonės rūšys? Pagrindiniai dažų putokšlių tipai: silikoniniai putokšliai (pvz., PDMS ir polieteriniai siloksanai), nesilikoniniai putokšliai
(pvz., poliurea ir poliamidinės sistemos), ir mineralinės alyvos putokšlis su hidrofobinėmis dalelėmis. Kiekvienas tipas turi specifinių privalumų ir tinka skirtingoms dangų sistemoms.

Q3. Kaip išsirinkti tinkamą putokšlį konkrečiai dangai? Tinkamo putokšlio pasirinkimas priklauso nuo tokių veiksnių kaip dangos sistema (vandens ar tirpiklio pagrindu), dervos tipas (akrilinė, alkidinė, epoksidinė ar poliuretaninė), dengimo būdas ir pridėjimo etapas. Labai svarbu subalansuoti putokšlio stiprumą ir galimą šalutinį poveikį bei įvertinti esamus su putomis susijusius jūsų dangos defektus.

Q4. Kokie yra kai kurie įprasti testavimo metodai, kuriais nustatomas putokšlio veiksmingumas? Įprasti bandymų metodai yra šie: putų aukščio metodas pradinei atrankai atlikti, ritinėlio dengimo bandymai makroputoms aptikti, plėvelės nuėmimo bandymai paviršiaus defektų analizei atlikti ir tankio bandymai oro susikaupimui matuoti. Šie bandymai padeda įvertinti putų kontrolės veiksmingumą ir dangos suderinamumą.

Q5. Ar gali per didelis putokšlio kiekis sukelti problemų dažams? Taip, naudojant per didelį kiekį putokšlio, gali atsirasti paviršiaus defektų, pvz., įtrūkimų, žuvyčių ir sukibimo problemų. Svarbu rasti tinkamą pusiausvyrą, kad putų šalintojas veiksmingai pašalintų putas ir nesukeltų naujų defektų. Tinkama dozė paprastai svyruoja nuo 0,01% iki 0,3%, priklausomai nuo dangos sistemos.