1. ¿Cuál es el uso de agentes niveladores como ayuda de recubrimiento común?
Respuesta rápida: En el trabajo práctico de formulación UV, la selección de resinas y monómeros comienza con la propiedad de uso final objetivo, luego ajusta la viscosidad y la respuesta de curado en torno a ella. Los compradores suelen seleccionar algunos paquetes coincidentes, no una sola materia prima mágica.
La función principal de la pintura es decorar y proteger. Si se producen defectos de flujo y nivelación, no sólo afectan la apariencia, sino que también socavan la función protectora. La formación de agujeros de contracción y poros puede provocar una discontinuidad en la película de pintura, lo que puede reducir las propiedades protectoras de la pintura. En el proceso de construcción y formación de la película, se producirán algunos cambios físicos y químicos; estos cambios y la naturaleza de la pintura en sí afectarán significativamente el flujo y la nivelación de la pintura.
Después de aplicar el recubrimiento, aparecerán nuevas interfaces, típicamente la interfaz líquido/sólido entre el recubrimiento y el sustrato y la interfaz líquido/aire entre el recubrimiento y el aire. Si la tensión interfacial en la interfaz líquido/sólido entre la pintura y el sustrato es mayor que la tensión superficial crítica del sustrato, la pintura no podrá extenderse sobre el sustrato y naturalmente producirá defectos de nivelación como ojos de pez y contracción.
La evaporación de disolventes durante el proceso de secado provoca diferencias de temperatura, densidad y tensión superficial entre la superficie y el interior de la película de pintura, lo que a su vez provoca movimientos turbulentos dentro de la película, lo que da lugar a los llamados remolinos. Los remolinos pueden provocar la aparición de piel de naranja; En sistemas que contienen más de un pigmento, es probable que los remolinos también provoquen hinchazón y floración si hay alguna diferencia en la motilidad de las partículas de pigmento, y filigranas en superficies verticales.
A veces se producen partículas insolubles durante el secado de la película de pintura, lo que puede conducir a la formación de gradientes de tensión superficial, lo que a menudo da como resultado la formación de contracción en la película de pintura. Por ejemplo, en sistemas de curado reticulados, donde la formulación contiene más de una resina, se pueden formar partículas insolubles a partir de resinas menos solubles a medida que el disolvente se evapora durante el proceso de secado. Además, en formulaciones que contienen tensioactivos, si el tensioactivo es incompatible con el sistema, o si su concentración cambia a medida que el disolvente se evapora durante el secado, lo que provoca cambios en la solubilidad y la formación de gotitas incompatibles, también se puede formar una diferencia de tensión superficial. Todo esto puede conducir a la creación de agujeros de contracción.La presencia de contaminantes externos durante la construcción y formación de la película de un recubrimiento también puede provocar defectos de nivelación como contracción y ojos de pez. Estos contaminantes suelen ser aceite, polvo, niebla de pintura, vapor de agua, etc. del aire, herramientas de construcción y sustratos.
La naturaleza de la pintura misma, como la viscosidad de trabajo y el tiempo de secado, también pueden tener un efecto significativo en la *nivelación final de la película de pintura. Una viscosidad de aplicación demasiado alta y un tiempo de secado demasiado corto normalmente producirán una superficie mal nivelada.
Por lo tanto, es necesario ayudar a que la pintura obtenga una buena nivelación añadiendo agentes niveladores, realizando algunos cambios en la pintura durante la construcción y formación de la película y ajustando las propiedades de la pintura.
Para un sistema de formulación definido, se debe seleccionar un agente nivelador adecuado de acuerdo con la naturaleza de la formulación y el desempeño que se espera que alcance el agente nivelador.
1.1. Sistemas de pintura a base de disolventes.
En las formulaciones de imprimaciones y capas intermedias, generalmente se utilizan agentes niveladores acrílicos. Si se requiere desgasificación y humectabilidad del sustrato, es recomendable elegir
Agentes niveladores acrílicos de peso molecular medio o alto. En las imprimaciones, si se requiere una mayor humectabilidad del sustrato, se pueden considerar agentes niveladores de silicona y agentes niveladores acrílicos modificados (como agentes niveladores acrílicos modificados con flúor y agentes niveladores acrílicos modificados con fosfato) que reducen significativamente la tensión superficial, y si los agentes niveladores de silicona y los agentes niveladores acrílicos modificados con flúor tienen efectos secundarios como estabilizar burbujas y afectar la adhesión entre capas, se deben usar agentes niveladores acrílicos modificados con fosfato.
En las formulaciones de pintura superior y transparente, los requisitos relativamente altos para la apariencia de la película, generalmente pueden elegir un agente nivelador acrílico de bajo peso molecular, que obtendrá una buena nivelación, en la película no es fácil producir sombras de niebla. En los sistemas de curado reticulados, se suelen utilizar agentes niveladores acrílicos con grupos funcionales reactivos para obtener una mejor nivelación y mejorar las propiedades físicas y químicas de la película. Los agentes niveladores de silicona son necesarios si se requiere un mejor flujo o si se necesita resistencia al deslizamiento y al rayado, en cuyo caso es * preferible usar agentes niveladores de silicona en combinación con agentes niveladores acrílicos.
Cabe señalar que los agentes niveladores de silicona proporcionan propiedades niveladoras al tiempo que reducen eficazmente la tendencia del recubrimiento a combarse cuando se aplica sobre superficies verticales.Además, en las formulaciones de pintura flash para metales, los agentes niveladores de silicona deben usarse con precaución, ya que pueden provocar una alineación desigual de los pigmentos de escamas de aluminio y un color desigual de la película de pintura.
1.2 、 Sistema de recubrimiento en polvo
El proceso de nivelación de recubrimientos en polvo se divide en dos etapas. ** La primera etapa es la fusión de las partículas de polvo y la segunda etapa es la fusión y el flujo de las partículas de polvo en una película de pintura plana. Los recubrimientos en polvo no contienen disolventes y no producen un gradiente de tensión superficial durante el proceso de formación de la película, la nivelación está más relacionada con la humectación del sustrato.
Los recubrimientos en polvo suelen utilizar agentes niveladores acrílicos. Si el agente nivelador está en forma líquida, generalmente se prepara previamente en una mezcla maestra antes de su uso. También hay agentes niveladores acrílicos convertidos en polvo, específicamente para recubrimientos en polvo, que son agentes niveladores acrílicos líquidos adsorbidos en polvos de sílice, y algunos agentes niveladores de menor calidad adsorbidos con carbonato de calcio.
Si el recubrimiento en polvo necesita ser liso y que no cuelgue, debemos usar un agente nivelador de silicona; ya existen productos en polvo específicos para recubrimientos en polvo de agente nivelador de silicona. Se debe tener en cuenta el uso de agentes niveladores de silicona para evitar la formación de agujeros de contracción.
1.3 、 Sistema de recubrimiento a base de agua
El sistema de recubrimiento a base de agua se divide en sistema soluble en agua y sistema de látex.
En el sistema soluble en agua, es necesario reducir fuertemente la tensión superficial del sistema, * comúnmente se usan agentes niveladores de silicona y compuestos de fluorocarbono.
Estos se usan de la misma manera que se usan en sistemas a base de solventes. Por supuesto, si se requiere una superficie verdaderamente plana, se necesitan agentes niveladores acrílicos para sistemas a base de agua.
Para los sistemas de látex, el mecanismo de formación de la película es completamente diferente y la viscosidad no cambia con la evaporación del disolvente. El uso de agentes niveladores en la formulación mejorará potencialmente la humectación del sustrato de la pintura y los agentes niveladores acrílicos pueden mejorar la planitud de la película, pero las principales propiedades de flujo de la pintura a menudo se controlan y ajustan mediante la adición de agentes de control de reología.
2. ¿Por qué es necesario agregar algún agente nivelador a una pintura?
A como ayuda de recubrimiento, CHLUMILE 3345 Leveling Agent y CHLUMILE 3033 Leveling Agent a menudo se comparan en cuanto a control de flujo, deslizamiento y apariencia del sustrato.
La presencia de contaminantes externos durante el proceso de aplicación y formación de película de una pintura también puede provocar defectos de nivelación como encogimiento y ojos de pez.Estos contaminantes suelen ser aceite, polvo, niebla de pintura, vapor de agua, etc. del aire, herramientas de construcción y sustratos.
La naturaleza de la pintura misma, como la viscosidad de trabajo y el tiempo de secado, también pueden tener un efecto significativo en la *nivelación final de la película de pintura. Una viscosidad de aplicación demasiado alta y un tiempo de secado demasiado corto normalmente producirán una superficie mal nivelada.
Por lo tanto, es necesario ayudar a que la pintura obtenga una buena nivelación agregando un agente nivelador, haciendo algunos ajustes a la pintura durante la construcción y formación de la película y a las propiedades de la pintura.
3. ¿Por qué los agentes niveladores a base de agua se espesan?
En la industria química los agentes niveladores son indispensables porque consiguen una superficie muy homogénea, brillante y lisa. Todos vemos a técnicos mezclando niveladores a base de agua con espesantes naturales, pero con un buen grado de humectación. Un aditivo reológico se define como algún aditivo que cambia la reología de un fluido, por ejemplo de un fluido newtoniano a un fluido plástico, pseudoplástico o viceversa. Estos aditivos pueden ser polímeros, espesantes naturales, disolventes orgánicos o inorgánicos, o una variedad de electrolitos o dispersantes orgánicos o inorgánicos.
Los agentes niveladores se utilizan para lograr una superficie altamente homogénea, brillante y lisa cuando se aplican tintas, pastas, recubrimientos, etc. a la superficie de los materiales. Estos agentes niveladores son principalmente electrolitos superficiales, tensioactivos y poliméricos altamente efectivos, cuyo mecanismo de acción es dispersar, romper la espuma, diluir, hacer que la pintura o tinta sea altamente fluida (sin cambiar el contenido de sólidos de la pintura o tinta) y tener una buena humectabilidad superficial (ambas). El uso de estos agentes niveladores puede reducir significativamente los poros y el efecto de cráter en la superficie de las piezas impresas.
4. La naturaleza controlada de los agentes niveladores de acrilato se logra cambiando el peso molecular
La naturaleza controlada de los agentes niveladores de acrilato se logra cambiando el peso molecular. La compatibilidad del homopolímero no es tan buena como la del copolímero, como el ácido acrílico homopolímero generalmente es poco compatible con epoxi, poliéster, poliuretano y otras resinas utilizadas en recubrimientos; si se mezclan con métodos físicos formarán un estado superficial deficiente de la película de recubrimiento no ligera, por lo que el homopolímero acrílico no es muy adecuado para agentes niveladores. El agente nivelador ideal es un copolímero, que puede ser un terpolímero o un copolímero modificado, y solo el copolímero puede cambiar la calidad del polímero y la temperatura del vidrio a través de diferentes monómeros.Por lo general, el peso molecular promedio en número de los agentes niveladores de acrilato se controla entre 6000 y 20 000, la distribución del peso molecular es relativamente estrecha, la temperatura de la flor de vidrio se controla por debajo de -20 °C y la tensión superficial está por debajo de 25 a 26 mN/m. Este copolímero acrílico de compatibilidad limitada se considera un buen agente nivelador.
Los agentes niveladores acrílicos pueden ser homopolímeros o copolímeros; estructuras lineales o con cadenas ramificadas; copolímeros aleatorios o copolímeros en bloque.
A vista práctica de abastecimiento y formulación de monómeros y oligómeros UV
Las formulaciones UV más exitosas se crean eligiendo primero la columna vertebral y luego ajustando el paquete de monómero reactivo alrededor del sustrato, el método de curado y el estrés del uso final. Esto generalmente produce un resultado más estable que elegir materiales solo por la viscosidad o el precio.
- Comience desde el objetivo de propiedad final: la dureza, la flexibilidad, la adhesión y la contracción de rara vez apuntan a exactamente el mismo paquete de materia prima.
- Examine el paquete reactivo en su conjunto: Las opciones de oligómero, monómero y fotoiniciador interactúan fuertemente en los sistemas UV.
- Utilice la viscosidad como herramienta, no como única regla de decisión: el material de procesamiento más fácil no siempre es el que funciona mejor después del curado.
- Compruebe el sustrato real: El plástico, el metal, las películas de etiquetas, los sistemas de gel y los recubrimientos pueden recompensar equilibrios de polaridad y densidad de curado muy diferentes.
Referencias de productos recomendados
- CHLUMIAF 094: Un antiespumante de referencia equilibrado para revestimientos a base de agua y muchas pantallas generales de control de espuma.
- CHLUMIAF 3062: Útil cuando la compatibilidad de la tinta de impresión y la tinta UV es importante en la pantalla antiespumante.
- CHLUMIAF 3037: Una opción antiespumante de proceso más fuerte cuando la espuma persistente sobrevive condiciones más duras.
- CHLUMIWE 3280: Una fuerte referencia de agente humectante para tintas, recubrimientos y humectación de sustratos difíciles.
Preguntas frecuentes para compradores y formuladores
¿Puede un monómero o resina UV resolver todos los problemas de formulación?
Unormalmente no. Las fórmulas comercialmente fuertes dependen de cómo varios componentes trabajan juntos para equilibrar el curado, la adhesión, el flujo y la durabilidad.
¿Por qué se deben analizar los monómeros junto con los oligómeros?
Porque los monómeros pueden cambiar la viscosidad, la velocidad de curado, la contracción y el comportamiento del sustrato lo suficiente como para alterar la clasificación final de la misma resina principal.