Οι επιστρώσεις υψηλής απόδοσης που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία (UV) χρησιμοποιούνται στην κατασκευή δαπέδων, επίπλων και ντουλαπιών εδώ και πολλά χρόνια. Για το μεγαλύτερο μέρος αυτής της περιόδου, οι επιστρώσεις που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία (UV) σε ποσοστό 100% σε στερεά και με βάση διαλύτη αποτελούν την κυρίαρχη τεχνολογία στην αγορά. Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία επιστρώσεων που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία (UV) με βάση το νερό έχει αναπτυχθεί. Οι ρητίνες που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία (UV) με βάση το νερό έχουν αποδειχθεί ένα χρήσιμο εργαλείο για τους κατασκευαστές για διάφορους λόγους, όπως η επιτυχής ολοκλήρωση της βαφής KCMA, οι δοκιμές χημικής αντοχής και η μείωση των πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC). Για να συνεχίσει να αναπτύσσεται αυτή η τεχνολογία σε αυτήν την αγορά, έχουν εντοπιστεί αρκετοί παράγοντες ως βασικοί τομείς όπου πρέπει να γίνουν βελτιώσεις. Αυτές θα οδηγήσουν τις ρητίνες που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία (UV) με βάση το νερό πέρα από το να έχουν απλώς τα "απαραίτητα" που διαθέτουν οι περισσότερες ρητίνες. Θα αρχίσουν να προσθέτουν πολύτιμες ιδιότητες στην επικάλυψη, φέρνοντας αξία σε κάθε θέση κατά μήκος της αλυσίδας αξίας, από τον παρασκευαστή της επικάλυψης έως τον εφαρμοστή του εργοστασίου, τον εγκαταστάτη και, τέλος, στον ιδιοκτήτη.
Οι κατασκευαστές, ειδικά σήμερα, επιθυμούν μια επίστρωση που θα κάνει περισσότερα από το να πληροί απλώς τις προδιαγραφές. Υπάρχουν επίσης και άλλες ιδιότητες που παρέχουν οφέλη στην κατασκευή, τη συσκευασία και την εγκατάσταση. Ένα επιθυμητό χαρακτηριστικό είναι οι βελτιώσεις στην απόδοση της εγκατάστασης. Για την επίστρωση με βάση το νερό, αυτό σημαίνει ταχύτερη απελευθέρωση νερού και ταχύτερη αντίσταση στο μπλοκάρισμα. Ένα άλλο επιθυμητό χαρακτηριστικό είναι η βελτίωση της σταθερότητας της ρητίνης για τη δέσμευση/επαναχρησιμοποίηση μιας επίστρωσης και τη διαχείριση του αποθέματός τους. Για τον τελικό χρήστη και τον εγκαταστάτη, τα επιθυμητά χαρακτηριστικά είναι η καλύτερη αντοχή στη στίλβωση και η απουσία μεταλλικών σημαδιών κατά την εγκατάσταση.
Αυτό το άρθρο θα συζητήσει τις νέες εξελίξεις στις πολυουρεθάνες με βάση το νερό που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία και προσφέρουν πολύ βελτιωμένη σταθερότητα βαφής στους 50 °C σε διαφανείς, καθώς και σε χρωματισμένες επιστρώσεις. Συζητά επίσης πώς αυτές οι ρητίνες αντιμετωπίζουν τα επιθυμητά χαρακτηριστικά του εφαρμοστή της επίστρωσης αυξάνοντας την ταχύτητα της γραμμής παραγωγής μέσω γρήγορης απελευθέρωσης νερού, βελτιωμένης αντοχής σε μπλοκαρίσματα και αντοχής σε διαλύτες εκτός γραμμής, γεγονός που βελτιώνει την ταχύτητα για τις εργασίες στοίβαξης και συσκευασίας. Αυτό θα βελτιώσει επίσης τις ζημιές εκτός γραμμής που μερικές φορές συμβαίνουν. Αυτό το άρθρο συζητά επίσης τις βελτιώσεις που έχουν αποδειχθεί στην αντοχή σε λεκέδες και χημικά, σημαντικές για τους εγκαταστάτες και τους ιδιοκτήτες.
Φόντο
Το τοπίο της βιομηχανίας επιστρώσεων εξελίσσεται συνεχώς. Τα «απαραίτητα» της απλής έγκρισης των προδιαγραφών σε λογική τιμή ανά εφαρμοζόμενο χιλιοστό απλά δεν επαρκούν. Το τοπίο για τις επιστρώσεις που εφαρμόζονται σε εργοστάσια σε ντουλάπια, ξυλουργικές εργασίες, δάπεδα και έπιπλα αλλάζει ραγδαία. Οι παρασκευαστές που προμηθεύουν επιστρώσεις στα εργοστάσια καλούνται να κάνουν τις επιστρώσεις ασφαλέστερες για την εφαρμογή τους από τους εργαζόμενους, να αφαιρούν τις ουσίες που προκαλούν μεγάλη ανησυχία, να αντικαθιστούν τις πτητικές οργανικές ενώσεις (VOC) με νερό, ακόμη και να χρησιμοποιούν λιγότερο ορυκτό άνθρακα και περισσότερο βιοάνθρακα. Η πραγματικότητα είναι ότι σε όλη την αλυσίδα αξίας, κάθε πελάτης ζητά από την επίστρωση να κάνει περισσότερα από το να πληροί απλώς τις προδιαγραφές.
Βλέποντας μια ευκαιρία να δημιουργήσουμε μεγαλύτερη αξία για το εργοστάσιο, η ομάδα μας άρχισε να διερευνά σε επίπεδο εργοστασίου τις προκλήσεις που αντιμετώπιζαν αυτοί οι εφαρμοστές. Μετά από πολλές συνεντεύξεις, αρχίσαμε να ακούμε μερικά κοινά θέματα:
- Το γεγονός ότι επιτρέπω εμπόδια εμποδίζει τους στόχους επέκτασής μου.
- Τα έξοδα αυξάνονται και οι κεφαλαιουχικοί μας προϋπολογισμοί μειώνονται.
- Το κόστος τόσο της ενέργειας όσο και του προσωπικού αυξάνεται.
- Απώλεια έμπειρων υπαλλήλων·
- Οι εταιρικοί μας στόχοι ΠΓ&Δ, καθώς και εκείνοι του πελάτη μου, πρέπει να επιτευχθούν· και
- Ανταγωνισμός στο εξωτερικό.
Αυτά τα θέματα οδήγησαν σε δηλώσεις προτάσεων αξίας που άρχισαν να βρίσκουν απήχηση στους εφαρμοστές πολυουρεθάνων που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία με βάση το νερό, ειδικά στον χώρο της αγοράς ξυλουργικών προϊόντων και ντουλαπιών, όπως: «οι κατασκευαστές ξυλουργικών προϊόντων και ντουλαπιών αναζητούν βελτιώσεις στην αποδοτικότητα των εργοστασίων» και «οι κατασκευαστές θέλουν τη δυνατότητα επέκτασης της παραγωγής σε μικρότερες γραμμές παραγωγής με λιγότερες ζημιές από την επανακατασκευή λόγω των επιστρώσεων με ιδιότητες αργής απελευθέρωσης νερού».
Ο Πίνακας 1 δείχνει πώς, για τον κατασκευαστή πρώτων υλών επιστρώσεων, οι βελτιώσεις σε ορισμένα χαρακτηριστικά και φυσικές ιδιότητες επιστρώσεων οδηγούν σε βελτιώσεις στην αποτελεσματικότητα που μπορούν να επιτευχθούν από τον τελικό χρήστη.
ΠΙΝΑΚΑΣ 1 | Χαρακτηριστικά και οφέλη.
Σχεδιάζοντας PUD που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία και διαθέτουν ορισμένα χαρακτηριστικά, όπως αυτά που αναφέρονται στον Πίνακα 1, οι κατασκευαστές τελικών προϊόντων θα είναι σε θέση να ανταποκριθούν στις ανάγκες τους για τη βελτίωση της αποδοτικότητας των εγκαταστάσεων. Αυτό θα τους επιτρέψει να είναι πιο ανταγωνιστικοί και ενδεχομένως να επεκτείνουν την τρέχουσα παραγωγή.
Πειραματικά Αποτελέσματα και Συζήτηση
Ιστορία των διασπορών πολυουρεθάνης που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία
Τη δεκαετία του 1990, οι εμπορικές χρήσεις ανιονικών διασπορών πολυουρεθάνης που περιείχαν ακρυλικές ομάδες συνδεδεμένες με το πολυμερές άρχισαν να χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικές εφαρμογές.1 Πολλές από αυτές τις εφαρμογές ήταν σε συσκευασίες, μελάνια και επιστρώσεις ξύλου. Το Σχήμα 1 δείχνει μια γενική δομή ενός PUD που σκληρύνεται με υπεριώδη ακτινοβολία, καταδεικνύοντας τον τρόπο σχεδιασμού αυτών των πρώτων υλών επικάλυψης.
ΣΧΗΜΑ 1 | Γενική διασπορά ακρυλικής λειτουργικής πολυουρεθάνης.3
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, οι διασπορές πολυουρεθάνης που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία (PUDs που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία) αποτελούνται από τα τυπικά συστατικά που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή διασπορών πολυουρεθάνης. Τα αλειφατικά διισοκυανικά αντιδρούν με τους τυπικούς εστέρες, διόλες, ομάδες υδροφιλίωσης και επεκτάσεις αλυσίδας που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή διασπορών πολυουρεθάνης.2 Η διαφορά έγκειται στην προσθήκη ενός ακρυλικού λειτουργικού εστέρα, εποξειδίου ή αιθέρων που ενσωματώνονται στο στάδιο του προπολυμερούς κατά την παρασκευή της διασποράς. Η επιλογή των υλικών που χρησιμοποιούνται ως δομικά στοιχεία, καθώς και η αρχιτεκτονική και η επεξεργασία του πολυμερούς, υπαγορεύουν την απόδοση και τα χαρακτηριστικά ξήρανσης ενός PUD. Αυτές οι επιλογές στις πρώτες ύλες και την επεξεργασία θα οδηγήσουν σε PUDs που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία και μπορεί να μην σχηματίζουν φιλμ, καθώς και σε εκείνα που σχηματίζουν φιλμ.3 Οι τύποι σχηματισμού φιλμ ή ξήρανσης αποτελούν το αντικείμενο αυτού του άρθρου.
Ο σχηματισμός φιλμ, ή ξήρανση όπως συχνά ονομάζεται, θα αποδώσει συγχωνευμένες μεμβράνες που είναι στεγνές στην αφή πριν από τη σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία. Επειδή οι εφαρμοστές επιθυμούν να περιορίσουν την αερομεταφερόμενη μόλυνση της επικάλυψης λόγω σωματιδίων, καθώς και την ανάγκη για ταχύτητα στη διαδικασία παραγωγής τους, αυτές συχνά ξηραίνονται σε φούρνους ως μέρος μιας συνεχούς διαδικασίας πριν από τη σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία. Το Σχήμα 2 δείχνει την τυπική διαδικασία ξήρανσης και σκλήρυνσης ενός PUD που σκληρύνεται με υπεριώδη ακτινοβολία.
ΣΧΗΜΑ 2 | Διαδικασία σκλήρυνσης ενός PUD που σκληραίνει με υπεριώδη ακτινοβολία.
Η μέθοδος εφαρμογής που χρησιμοποιείται είναι συνήθως ο ψεκασμός. Ωστόσο, έχουν χρησιμοποιηθεί ρολό με μαχαίρι ή ακόμη και επίστρωση με υπερχείλιση. Μόλις εφαρμοστεί, η επίστρωση συνήθως υποβάλλεται σε μια διαδικασία τεσσάρων βημάτων πριν την ξαναχρησιμοποιήσετε.
1. Λάμψη: Αυτό μπορεί να γίνει σε θερμοκρασία δωματίου ή σε υψηλές θερμοκρασίες για αρκετά δευτερόλεπτα έως μερικά λεπτά.
2. Ξήρανση σε φούρνο: Εδώ το νερό και οι συνδιαλύτες απομακρύνονται από την επικάλυψη. Αυτό το βήμα είναι κρίσιμο και συνήθως καταναλώνει τον περισσότερο χρόνο σε μια διαδικασία. Αυτό το βήμα συνήθως διαρκεί >140 °F και διαρκεί έως και 8 λεπτά. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν φούρνοι ξήρανσης πολλαπλών ζωνών.
- Λάμπα υπερύθρων και κίνηση αέρα: Η εγκατάσταση λαμπτήρων υπερύθρων και ανεμιστήρων κίνησης αέρα θα επιταχύνει την εκτόξευση νερού ακόμη πιο γρήγορα.
3. Σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία.
4. Ψύξη: Μόλις σκληρυνθεί, η επίστρωση θα χρειαστεί να σκληρυνθεί για κάποιο χρονικό διάστημα για να επιτευχθεί αντοχή στο μπλοκάρισμα. Αυτό το βήμα μπορεί να διαρκέσει έως και 10 λεπτά πριν επιτευχθεί αντοχή στο μπλοκάρισμα.
Πειραματικός
Αυτή η μελέτη συνέκρινε δύο PUD (WB UV) που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία, και χρησιμοποιούνται σήμερα στην αγορά ντουλαπιών και ξυλουργικών, με τη νέα μας ανάπτυξη, PUD # 65215A. Σε αυτήν τη μελέτη συγκρίνουμε το Πρότυπο #1 και το Πρότυπο #2 με το PUD #65215A ως προς την αντοχή στο στέγνωμα, το μπλοκάρισμα και τις χημικές ουσίες. Αξιολογούμε επίσης τη σταθερότητα του pH και τη σταθερότητα του ιξώδους, οι οποίες μπορεί να είναι κρίσιμες κατά την εξέταση της επαναχρησιμοποίησης του υπερβολικού ψεκασμού και της διάρκειας ζωής. Παρακάτω στον Πίνακα 2 φαίνονται οι φυσικές ιδιότητες καθεμίας από τις ρητίνες που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτήν τη μελέτη. Και τα τρία συστήματα διαμορφώθηκαν σε παρόμοιο επίπεδο φωτοεκκινητή, ΠΟΕ και επίπεδο στερεών. Και οι τρεις ρητίνες διαμορφώθηκαν με 3% συνδιαλύτη.
ΠΙΝΑΚΑΣ 2 | Ιδιότητες ρητίνης PUD.
Στις συνεντεύξεις μας, μας είπαν ότι οι περισσότερες επιστρώσεις WB-UV στις αγορές ξυλουργικής και ντουλαπιών στεγνώνουν σε μια γραμμή παραγωγής, η οποία διαρκεί 5-8 λεπτά πριν από τη σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία. Αντίθετα, μια γραμμή UV (SB-UV) με βάση διαλύτη στεγνώνει σε 3-5 λεπτά. Επιπλέον, για αυτήν την αγορά, οι επιστρώσεις εφαρμόζονται συνήθως 4-5 mils υγρές. Ένα σημαντικό μειονέκτημα για τις υδατοδιαλυτές επιστρώσεις που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία σε σύγκριση με τις εναλλακτικές λύσεις που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία και βασίζονται σε διαλύτη είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να αδειάσει το νερό σε μια γραμμή παραγωγής.4 Ελαττώματα μεμβράνης, όπως λευκές κηλίδες, θα εμφανιστούν εάν το νερό δεν έχει αφαιρεθεί σωστά από την επίστρωση πριν από τη σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία. Αυτό μπορεί επίσης να συμβεί εάν το πάχος της υγρής μεμβράνης είναι πολύ υψηλό. Αυτές οι λευκές κηλίδες δημιουργούνται όταν το νερό παγιδεύεται μέσα στη μεμβράνη κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία.5
Για αυτήν τη μελέτη επιλέξαμε ένα πρόγραμμα σκλήρυνσης παρόμοιο με αυτό που θα χρησιμοποιούνταν σε μια γραμμή με βάση διαλύτη που σκληρύνεται με υπεριώδη ακτινοβολία. Το Σχήμα 3 δείχνει το πρόγραμμα εφαρμογής, ξήρανσης, σκλήρυνσης και συσκευασίας που χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη μας. Αυτό το πρόγραμμα ξήρανσης αντιπροσωπεύει μια βελτίωση από 50% έως 60% στη συνολική ταχύτητα της γραμμής σε σχέση με το τρέχον πρότυπο της αγοράς σε εφαρμογές ξυλουργικής και ντουλαπιών.
ΣΧΗΜΑ 3 | Πρόγραμμα εφαρμογής, ξήρανσης, σκλήρυνσης και συσκευασίας.
Παρακάτω παρατίθενται οι συνθήκες εφαρμογής και σκλήρυνσης που χρησιμοποιήσαμε για τη μελέτη μας:
●Εφαρμόστε με ψεκασμό πάνω από καπλαμά σφενδάμου με μαύρη βάση.
●Ένδειξη θερμοκρασίας δωματίου 30 δευτερολέπτων.
●Φούρνος ξήρανσης στους 140 °F για 2,5 λεπτά (φούρνος μεταφοράς).
●Σκληρύνση με υπεριώδη ακτινοβολία – ένταση περίπου 800 mJ/cm2.
- Οι διαφανείς επιστρώσεις σκληρύνθηκαν χρησιμοποιώντας λάμπα Hg.
- Οι χρωματισμένες επιστρώσεις σκληρύνθηκαν χρησιμοποιώντας λάμπα συνδυασμού Hg/Ga.
● Αφήστε το να κρυώσει για 1 λεπτό πριν το στοιβάζετε.
Για τη μελέτη μας, ψεκάσαμε επίσης τρία διαφορετικά πάχη υγρής επίστρωσης για να δούμε αν θα επιτεύχθηκαν και άλλα πλεονεκτήματα, όπως λιγότερες στρώσεις. Η τυπική ποσότητα υγρής επίστρωσης για WB UV είναι 4 mils. Για αυτήν τη μελέτη, συμπεριλάβαμε επίσης εφαρμογές υγρής επίστρωσης 6 και 8 mils.
Αποτελέσματα Σκλήρυνσης
Τα αποτελέσματα του προτύπου #1, μιας διαφανούς επίστρωσης υψηλής στιλπνότητας, παρουσιάζονται στο Σχήμα 4. Η διαφανής επίστρωση WB UV εφαρμόστηκε σε ινοσανίδα μεσαίας πυκνότητας (MDF) που είχε προηγουμένως επικαλυφθεί με μαύρη βασική επίστρωση και σκληρύνθηκε σύμφωνα με το πρόγραμμα που φαίνεται στο Σχήμα 3. Στα 4 mils υγρής εφαρμογής, η επίστρωση πέρασε. Ωστόσο, στα 6 και 8 mils υγρής εφαρμογής, η επίστρωση ράγισε και στα 8 mils αφαιρέθηκε εύκολα λόγω κακής απελευθέρωσης νερού πριν από τη σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία.
ΣΧΗΜΑ 4 | Πρότυπο #1.
Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα παρατηρείται επίσης στο Πρότυπο #2, που φαίνεται στο Σχήμα 5.
ΣΧΗΜΑ 5 | Πρότυπο #2.
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 6, χρησιμοποιώντας το ίδιο πρόγραμμα σκλήρυνσης όπως στο Σχήμα 3, το PUD #65215A επέδειξε τεράστια βελτίωση στην απελευθέρωση/ξήρανση νερού. Σε πάχος υγρής μεμβράνης 8 mils, παρατηρήθηκε ελαφρά ρωγμή στο κάτω άκρο του δείγματος.
ΣΧΗΜΑ 6 | PUD #65215A.
Πρόσθετες δοκιμές του PUD# 65215A σε μια διαφανή επίστρωση χαμηλής στιλπνότητας και μια χρωματισμένη επίστρωση πάνω στο ίδιο MDF με μια μαύρη βασική επίστρωση αξιολογήθηκαν για την αξιολόγηση των χαρακτηριστικών απελευθέρωσης νερού σε άλλες τυπικές συνθέσεις επίστρωσης. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 7, η σύνθεση χαμηλής στιλπνότητας σε υγρή εφαρμογή 5 και 7 mils απελευθέρωσε το νερό και σχημάτισε μια καλή μεμβράνη. Ωστόσο, στα 10 mils υγρή, ήταν πολύ παχύρρευστη για να απελευθερώσει το νερό σύμφωνα με το πρόγραμμα ξήρανσης και σκλήρυνσης στο Σχήμα 3.
ΣΧΗΜΑ 7 | PUD χαμηλής στιλπνότητας #65215A.
Σε μια λευκή χρωστική σύνθεση, το PUD #65215A είχε καλή απόδοση στο ίδιο πρόγραμμα ξήρανσης και σκλήρυνσης που περιγράφεται στο Σχήμα 3, εκτός από την εφαρμογή στα 8 mils υγρού στεγνώματος. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 8, η μεμβράνη ραγίζει στα 8 mils λόγω κακής απελευθέρωσης νερού. Συνολικά, σε διαυγείς, χαμηλής στιλπνότητας και χρωστικές συνθέσεις, το PUD# 65215A είχε καλή απόδοση στους σχηματισμούς μεμβράνης και στην ξήρανση όταν εφαρμόστηκε έως και 7 mils υγρού στεγνώματος και σκλήρυνε στο επιταχυνόμενο πρόγραμμα ξήρανσης και σκλήρυνσης που περιγράφεται στο Σχήμα 3.
ΣΧΗΜΑ 8 | Χρωματισμένο PUD #65215A.
Αποκλεισμός αποτελεσμάτων
Η αντίσταση στο μπλοκάρισμα είναι η ικανότητα μιας επίστρωσης να μην κολλάει σε ένα άλλο επικαλυμμένο αντικείμενο όταν στοιβάζεται. Στην κατασκευή, αυτό συχνά αποτελεί εμπόδιο εάν χρειάζεται χρόνος για να επιτύχει μια σκληρυμένη επίστρωση αντοχή στο μπλοκάρισμα. Για αυτήν τη μελέτη, χρωματισμένες συνθέσεις του Προτύπου #1 και του PUD #65215A εφαρμόστηκαν σε γυαλί σε 5 υγρές φάσεις mils χρησιμοποιώντας μια ράβδο έλξης. Κάθε μία από αυτές σκληρύνθηκε σύμφωνα με το πρόγραμμα σκλήρυνσης στο Σχήμα 3. Δύο επικαλυμμένα γυάλινα πάνελ σκληρύνθηκαν ταυτόχρονα - 4 λεπτά μετά τη σκλήρυνση, τα πάνελ στερεώθηκαν μεταξύ τους, όπως φαίνεται στο Σχήμα 9. Παρέμειναν στερεωμένα μεταξύ τους σε θερμοκρασία δωματίου για 24 ώρες. Εάν τα πάνελ διαχωρίζονταν εύκολα χωρίς να αφήνουν αποτύπωμα ή ζημιά στα επικαλυμμένα πάνελ, τότε η δοκιμή θεωρήθηκε επιτυχής.
Το Σχήμα 10 απεικονίζει τη βελτιωμένη αντίσταση μπλοκαρίσματος του PUD# 65215A. Παρόλο που τόσο το Πρότυπο #1 όσο και το PUD #65215A πέτυχαν πλήρη σκλήρυνση στην προηγούμενη δοκιμή, μόνο το PUD #65215A επέδειξε αρκετή απελευθέρωση νερού και σκλήρυνση για να επιτευχθεί αντοχή στο μπλοκάρισμα.
ΣΧΗΜΑ 9 | Απεικόνιση δοκιμής αντίστασης μπλοκαρίσματος.
ΣΧΗΜΑ 10 | Αντίσταση μπλοκαρίσματος του Προτύπου #1, ακολουθούμενη από το PUD #65215A.
Αποτελέσματα ανάμειξης ακρυλικών
Οι κατασκευαστές επιστρώσεων συχνά αναμειγνύουν ρητίνες WB που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία με ακρυλικά για να μειώσουν το κόστος. Για τη μελέτη μας, εξετάσαμε επίσης την ανάμειξη του PUD#65215A με το NeoCryl® XK-12, ένα ακρυλικό με βάση το νερό, το οποίο χρησιμοποιείται συχνά ως συνεργάτης ανάμειξης για PUD που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία και έχουν βάση το νερό στην αγορά ξυλουργικών και ντουλαπιών. Για αυτήν την αγορά, η δοκιμή χρώσης KCMA θεωρείται το πρότυπο. Ανάλογα με την εφαρμογή τελικής χρήσης, ορισμένες χημικές ουσίες θα γίνουν πιο σημαντικές από άλλες για τον κατασκευαστή του επικαλυμμένου αντικειμένου. Η βαθμολογία 5 είναι η καλύτερη και η βαθμολογία 1 είναι η χειρότερη.
Όπως φαίνεται στον Πίνακα 3, το PUD #65215A έχει εξαιρετικά καλή απόδοση στις δοκιμές χρώσης KCMA ως διαφανές υψηλής στιλπνότητας, διαφανές χαμηλής στιλπνότητας και ως χρωματισμένη επίστρωση. Ακόμα και όταν αναμιγνύεται 1:1 με ακρυλικό, η δοκιμή χρώσης KCMA δεν επηρεάζεται δραστικά. Ακόμα και σε χρώση με παράγοντες όπως η μουστάρδα, η επίστρωση ανέκαμψε σε αποδεκτό επίπεδο μετά από 24 ώρες.
ΠΙΝΑΚΑΣ 3 | Αντοχή σε χημικά και λεκέδες (η καλύτερη βαθμολογία είναι 5).
Εκτός από τις δοκιμές χρώσης KCMA, οι κατασκευαστές θα δοκιμάσουν επίσης τη σκλήρυνση αμέσως μετά τη σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία από τη γραμμή παραγωγής. Συχνά, τα αποτελέσματα της ανάμειξης ακρυλικών θα γίνουν αντιληπτά αμέσως μετά τη γραμμή παραγωγής σε αυτή τη δοκιμή. Η αναμενόμενη λύση είναι να μην υπάρχει διάβρωση της επίστρωσης μετά από 20 διπλά τρίψιμο με ισοπροπυλική αλκοόλη (20 IPA dr). Τα δείγματα δοκιμάζονται 1 λεπτό μετά τη σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία. Στις δοκιμές μας, είδαμε ότι ένα μείγμα 1:1 PUD# 65215A με ακρυλικό δεν πέρασε αυτή τη δοκιμή. Ωστόσο, είδαμε ότι το PUD #65215A θα μπορούσε να αναμειχθεί με 25% ακρυλικό NeoCryl XK-12 και να περάσει τη δοκιμή 20 IPA dr (το NeoCryl είναι καταχωρημένο εμπορικό σήμα του ομίλου Covestro).
ΣΧΗΜΑ 11 | 20 διπλά τρίψιμο IPA, 1 λεπτό μετά τη σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία.
Σταθερότητα ρητίνης
Εξετάστηκε επίσης η σταθερότητα του PUD #65215A. Ένα σκεύασμα θεωρείται σταθερό στο ράφι εάν μετά από 4 εβδομάδες στους 40 °C, το pH δεν πέσει κάτω από το 7 και το ιξώδες παραμένει σταθερό σε σύγκριση με το αρχικό. Για τις δοκιμές μας αποφασίσαμε να υποβάλουμε τα δείγματα στις πιο σκληρές συνθήκες έως και 6 εβδομάδων στους 50 °C. Υπό αυτές τις συνθήκες, τα Πρότυπα #1 και #2 δεν ήταν σταθερά.
Για τις δοκιμές μας, εξετάσαμε τις διαφανείς συνθέσεις υψηλής στιλπνότητας, χαμηλής στιλπνότητας, καθώς και τις χρωματισμένες συνθέσεις χαμηλής στιλπνότητας που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτήν τη μελέτη. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 12, η σταθερότητα του pH και των τριών συνθέσεων παρέμεινε σταθερή και πάνω από το όριο pH 7,0. Το Σχήμα 13 απεικονίζει την ελάχιστη αλλαγή στο ιξώδες μετά από 6 εβδομάδες στους 50 °C.
ΣΧΗΜΑ 12 | Σταθερότητα pH του παρασκευασμένου PUD #65215A.
ΣΧΗΜΑ 13 | Σταθερότητα ιξώδους του παρασκευασμένου PUD #65215A.
Μια άλλη δοκιμή που κατέδειξε την απόδοση σταθερότητας του PUD #65215A ήταν η εκ νέου δοκιμή της αντοχής στη χρώση KCMA μιας σύνθεσης επίστρωσης που έχει παλαιωθεί για 6 εβδομάδες στους 50 °C, και η σύγκριση αυτής με την αρχική αντοχή στη χρώση KCMA. Οι επιστρώσεις που δεν εμφανίζουν καλή σταθερότητα θα παρουσιάσουν μειώσεις στην απόδοση χρώσης. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 14, το PUD# 65215A διατήρησε το ίδιο επίπεδο απόδοσης όπως και στην αρχική δοκιμή αντοχής σε χημικά/χρώματα της χρωματισμένης επίστρωσης που φαίνεται στον Πίνακα 3.
ΣΧΗΜΑ 14 | Πάνελ χημικών δοκιμών για χρωματισμένο PUD #65215A.
Συμπεράσματα
Για τους εφαρμοστές επιστρώσεων με βάση το νερό που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία, το PUD #65215A θα τους επιτρέψει να ανταποκριθούν στα τρέχοντα πρότυπα απόδοσης στις αγορές ξυλουργικής, ξύλου και ντουλαπιών και, επιπλέον, θα επιτρέψει στη διαδικασία επίστρωσης να δει βελτιώσεις στην ταχύτητα γραμμής κατά περισσότερο από 50-60% σε σχέση με τις τρέχουσες τυπικές επιστρώσεις με βάση το νερό που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία. Για τον εφαρμοστή αυτό μπορεί να σημαίνει:
●Ταχύτερη παραγωγή;
● Το αυξημένο πάχος της μεμβράνης μειώνει την ανάγκη για επιπλέον στρώσεις.
●Μικρότερες γραμμές στεγνώματος
●Εξοικονόμηση ενέργειας λόγω μειωμένων αναγκών στεγνώματος.
● Λιγότερα απορρίμματα λόγω της γρήγορης αντίστασης στο μπλοκάρισμα.
●Μειωμένα απόβλητα επικάλυψης λόγω της σταθερότητας της ρητίνης.
Με ΠΟΕ λιγότερες από 100 g/L, οι κατασκευαστές είναι επίσης σε θέση να επιτύχουν καλύτερα τους στόχους τους για τις ΠΟΕ. Για τους κατασκευαστές που ενδέχεται να έχουν ανησυχίες για επέκταση λόγω προβλημάτων αδειοδότησης, το PUD #65215A ταχείας απελευθέρωσης νερού θα τους επιτρέψει να εκπληρώσουν πιο εύκολα τις κανονιστικές τους υποχρεώσεις χωρίς θυσίες στην απόδοση.
Στην αρχή αυτού του άρθρου αναφέραμε από τις συνεντεύξεις μας ότι οι εφαρμοστές υλικών που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία με βάση διαλύτη συνήθως στεγνώνουν και σκληραίνουν τις επιστρώσεις σε μια διαδικασία που διαρκεί 3-5 λεπτά. Σε αυτήν τη μελέτη, έχουμε δείξει ότι σύμφωνα με τη διαδικασία που φαίνεται στο Σχήμα 3, το PUD #65215A θα σκληρύνει πάχη υγρής μεμβράνης έως και 7 mils σε 4 λεπτά με θερμοκρασία φούρνου 140 °C. Αυτό είναι πολύ εντός του πλαισίου των περισσότερων επιστρώσεων που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία με βάση διαλύτη. Το PUD #65215A θα μπορούσε ενδεχομένως να επιτρέψει στους τρέχοντες εφαρμοστές υλικών που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία με βάση διαλύτη να στραφούν σε ένα υλικό που σκληρύνεται με υπεριώδη ακτινοβολία με βάση το νερό με μικρή αλλαγή στη γραμμή επικάλυψης.
Για τους κατασκευαστές που εξετάζουν το ενδεχόμενο επέκτασης της παραγωγής, οι επιστρώσεις που βασίζονται στο PUD #65215A θα τους επιτρέψουν να:
●Εξοικονομήστε χρήματα χρησιμοποιώντας μια μικρότερη γραμμή επίστρωσης με βάση το νερό.
●Να υπάρχει μικρότερο αποτύπωμα γραμμής επίστρωσης στην εγκατάσταση.
●Έχουν μειωμένο αντίκτυπο στην ισχύουσα άδεια ΠΟΕ.
●Εξοικονομήστε ενέργεια λόγω μειωμένων αναγκών στεγνώματος.
Συμπερασματικά, το PUD #65215A θα βοηθήσει στη βελτίωση της αποδοτικότητας κατασκευής γραμμών επιστρώσεων που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία μέσω της υψηλής απόδοσης φυσικών ιδιοτήτων και των χαρακτηριστικών ταχείας απελευθέρωσης νερού της ρητίνης όταν ξηραίνεται στους 140 °C.
Ώρα δημοσίευσης: 14 Αυγούστου 2024
