High-Performance UV-curable Beschichtungen goufen an der Fabrikatioun vu Buedem, Miwwelen a Schränke fir vill Jore benotzt. Fir déi meescht vun dëser Zäit sinn 100% zolidd a Léisungsmëttelbaséiert UV-härbar Beschichtungen déi dominant Technologie um Maart. An de leschte Joeren ass Waasser-baséiert UV-curable Beschichtungstechnologie gewuess. Waasser-baséiert UV-curable Resins hunn bewisen e nëtzlecht Tool fir Hiersteller ze sinn aus verschiddene Grënn, dorënner KCMA Fleck laanschtgoen, chemesch Resistenztesten, a VOCs reduzéieren. Fir dës Technologie weider an dësem Maart ze wuessen, goufen verschidde Chauffeuren als Schlësselberäicher identifizéiert wou Verbesserunge musse gemaach ginn. Dës huelen Waasser-baséiert UV-curable Harze doriwwer eraus einfach de "Must-Have" ze hunn, déi déi meescht Harz hunn. Si fänken un wäertvoll Eegeschafte fir d'Beschichtung ze addéieren, bréngt Wäert op all Positioun laanscht d'Wäerterkette vum Beschichtungsformulator bis Fabréckapplikator bis Installateur a schliisslech un de Besëtzer.
Hiersteller, besonnesch haut, wënschen eng Beschichtung déi méi maache wéi just d'Spezifikatioune passéieren. Et ginn och aner Eegeschaften déi Virdeeler bei der Fabrikatioun, Verpakung an Installatioun ubidden. Ee gewënschte Attribut ass d'Verbesserung vun der Planzeffizienz. Fir d'Waasser-baséiert Beschichtung heescht dat méi séier Waasserverëffentlechung a méi séier Spärresistenz. En anert gewënschte Attribut ass d'Verbesserung vun der Harzstabilitéit fir d'Erfaassung / Wiederverwendung vun enger Beschichtung, a Gestioun vun hirem Inventar. Fir den Endbenotzer an den Installateur, gewënschte Attributer si besser Burnishresistenz a keng Metallmarkéierung während der Installatioun.
Dësen Artikel wäert nei Entwécklungen am Waasser-baséiert UV-curable Polyurethanen diskutéieren déi vill verbessert 50 ° C Lack Stabilitéit a kloer, souwéi pigmented coatings bidden. Et diskutéiert och wéi dës Resins déi gewënschte Attributer vum Beschichtungsapplikator adresséieren fir d'Linngeschwindegkeet duerch séier Waasserverëffentlechung ze erhéijen, verbessert Blockresistenz, a Léisungsmëttelresistenz vun der Linn, wat d'Geschwindegkeet fir Stack- a Verpackungsoperatioune verbessert. Dëst wäert och den Off-the-Line Schued verbesseren, deen heiansdo geschitt. Dësen Artikel diskutéiert och Verbesserunge bewisen an Fleck a chemescher Resistenz wichteg fir Installateuren a Besëtzer.
Hannergrond
D'Landschaft vun der Beschichtungsindustrie evoluéiert ëmmer. De "Must-Have" fir just d'Spezifikatioun zu engem raisonnabele Präis pro ugewandte Mil ze passéieren ass einfach net genuch. D'Landschaft fir Fabrik-applizéiert Beschichtungen op Schränke, Schräiner, Buedem a Miwwelen ännert sech séier. Formulatoren, déi Beschichtungen un d'Fabriken liwweren, ginn opgefuerdert Beschichtungen méi sécher ze maachen fir d'Mataarbechter ze bewerben, Substanze vu grousser Suerg ze läschen, VOCs mat Waasser ersetzen, a souguer manner fossile Kuelestoff a méi Bio Kuelestoff benotzen. D'Realitéit ass datt duerch d'ganz Wäertkette all Client d'Beschichtung freet fir méi ze maachen wéi nëmmen d'Spezifikatioun erfëllen.
Eng Chance ze gesinn fir méi Wäert fir d'Fabréck ze kreéieren, huet eist Team ugefaang op Fabrikniveau d'Erausfuerderunge fir dës Applikatoren z'ënnersichen. No villen Interviewen hu mir ugefaang e puer gemeinsam Themen ze héieren:
- Erlaabt Hindernisser verhënnert meng Expansiounsziler;
- D'Käschte klammen an eis Kapitalbudgeten ginn erof;
- D'Käschte fir Energie a Personal ginn erop;
- Verloscht vun erfuerene Mataarbechter;
- Eis Corporate SG&A Ziler, souwéi déi vu mengem Client, mussen erfëllt ginn; an
- Ausland Concours.
Dës Themen hunn zu Wäertpropositiounsaussoen gefouert, déi ugefaang hunn mat Applikatore vu Waasserbaséierten UV-curable Polyurethanen ze resonéieren, besonnesch am Schräiner- a Schräinermaartraum wéi: "Fabrikanten vu Schräiner a Schräiner sichen Verbesserungen an der Fabrikeffizienz" an "Fabrikanten Wëllt d'Fäegkeet fir d'Produktioun op méi kuerzer Produktiounslinne mat manner Reworkschued auszebauen wéinst de Beschichtungen mat luesen Waasserbefreiende Properties.
Dësch 1 illustréiert wéi, fir den Hiersteller vun coatings Matière première, Verbesserunge vun bestëmmte coating Attributer a kierperlech Eegeschafte féieren Effizienz datt vum Enn Benotzer realiséiert ginn.
TABEL 1 | Attributer a Virdeeler.
Andeems Dir UV-curable PUDs mat bestëmmten Attributer designt wéi an der Tabell 1 opgezielt sinn, kënnen d'Endverbrauch Hiersteller fäeg sinn d'Bedierfnesser unzegoen, déi se hunn fir d'Planzeffizienz ze verbesseren. Dëst erlaabt hinnen méi kompetitiv ze sinn, a potenziell erlaabt hinnen déi aktuell Produktioun auszebauen.
Experimentell Resultater an Diskussioun
UV-curable Polyurethan Dispersiounen Geschicht
An den 1990er hunn d'kommerziell Benotzung vun anionesche Polyurethan-Dispersioune mat Acrylatgruppen, déi un de Polymer verbonnen sinn, ugefaang an industriellen Uwendungen benotzt ze ginn.1 Vill vun dësen Uwendungen waren a Verpackungen, Tënten an Holzbeschichtungen. Figur 1 weist eng generesch Struktur vun engem UV-curable PUD, weist wéi dës Beschichtung Rohmaterial entworf sinn.
FIGUUR 1 | Generesch acrylate funktionell polyurethane dispersion.3
Wéi an der Figur 1 gewisen, sinn UV-curable Polyurethan-Dispersioune (UV-curable PUDs), aus den typesche Komponenten, déi benotzt gi fir Polyurethan-Dispersioune ze maachen. Aliphatesch Diisocyanate gi mat den typesche Ester, Diolen, Hydrophiliséierungsgruppen a Kettenverlängerer reagéiert, déi benotzt gi fir Polyurethan-Dispersioune ze maachen.2 Den Ënnerscheed ass d'Additioun vun engem Acrylat-funktionellen Ester, Epoxy oder Etheren, déi an de Pre-Polymer-Schrëtt agebaut sinn, während d'Dispersioun mécht. . D'Wiel vu Materialien déi als Bausteng benotzt ginn, souwéi Polymerarchitektur a Veraarbechtung, diktéieren d'Performance an d'Trocknungseigenschaften vun engem PUD. Dës Choixen a Rohmaterialien a Veraarbechtung wäerten zu UV-curable PUDs féieren, déi net-filmbildend kënne sinn, souwéi déi, déi filmforméieren.3 D'Filmbildung, oder d'Trocknungstypen, sinn d'Thema vun dësem Artikel.
Filmbildung, oder Trocknung wéi et dacks genannt gëtt, wäert coalescéiert Filmer erginn, déi trocken sinn ze beréieren ier d'UV Aushärtung. Well d'Applikatore wëllen d'Loftverschmotzung vun der Beschichtung limitéieren wéinst Partikelen, souwéi d'Bedierfnes fir Geschwindegkeet an hirem Produktiounsprozess, ginn dës dacks an Uewen getrocknt als Deel vun engem kontinuéierleche Prozess virum UV-Hären. Figur 2 weist den typesche Trocknungs- an Aushärtprozess vun engem UV-curable PUD.
FIGUUR 2 | Prozess fir en UV-curable PUD ze heelen.
D'Applikatiounsmethod déi benotzt gëtt ass typesch Spray. Wéi och ëmmer, Messer iwwer Roll a souguer Iwwerschwemmungsmantel goufen benotzt. Eemol ugewannt, wäert d'Beschichtung normalerweis duerch e véier-Schrëtt Prozess goen ier se erëm gehandhabt gëtt.
1.Flash: Dëst kann bei Raum oder erhéigen Temperaturen fir e puer Sekonnen bis e puer Minutten gemaach ginn.
2.Oven dréchen: Dëst ass wou d'Waasser a Co-Léisungsmëttel aus der Beschichtung erausgedriwwe ginn. Dëse Schrëtt ass kritesch a verbraucht normalerweis déi meescht Zäit an engem Prozess. Dëse Schrëtt ass normalerweis bei > 140 ° F an dauert bis zu 8 Minutten. Multi-zonéiert Trocknerofen kënnen och benotzt ginn.
- IR Lampe a Loftbewegung: Installatioun vun IR Luuchten a Loftbewegungsfans wäert d'Waasserblitz nach méi séier beschleunegen.
3.UV Kur.
4.Cool: Eemol geheelt, muss d'Beschichtung fir e puer Zäit ze heelen fir d'Blockéierungsresistenz z'erreechen. Dëse Schrëtt kann esou laang wéi 10 Minutte daueren ier d'Blockéierungsresistenz erreecht gëtt
Experimentell
Dës Etude verglach zwee UV-curable PUDs (WB UV), déi aktuell am Cabinet a Schräinermaart benotzt ginn, mat eiser neier Entwécklung, PUD # 65215A. An dëser Etude vergläiche mir Standard #1 a Standard #2 mat PUD #65215A am Trocknung, Blockéierung a chemescher Resistenz. Mir bewäerten och pH-Stabilitéit a Viskositéitstabilitéit, wat kritesch ka sinn wann Dir d'Wiederverwendung vun Iwwerspray an Haltbarkeet berücksichtegt. Hei ënnendrënner an Table 2 ugewisen sinn déi physesch Eegeschafte vun all eenzel vun de resins an dëser Etude benotzt. All dräi Systemer goufen op ähnlechen Photoinitiatorniveau, VOCs a Feststoffniveau formuléiert. All dräi Harz goufe mat 3% Co-Léisungsmëttel formuléiert.
TABEL 2 | PUD Harz Eegeschaften.
Mir kruten an eisen Interviewen gesot datt déi meescht WB-UV-Beschichtungen an de Schräiner- a Schräinermäert op enger Produktiounslinn dréchen, wat tëscht 5-8 Minutte virun der UV-Heure dauert. Am Géigesaz, eng Léisungsmëttelbaséiert UV (SB-UV) Linn dréit an 3-5 Minutten. Zousätzlech, fir dëse Maart gi Beschichtungen typesch 4-5 Mills naass applizéiert. E groussen Nodeel fir Waassergehalt UV-curable Beschichtungen beim Verglach mat UV-curable Léisungsmëttel-baséiert Alternativen ass d'Zäit déi et brauch fir Waasser op enger Produktiounslinn ze flashen. Beschichtung virum UV-Hären. Dëst kann och geschéien wann d'naass Filmdicke ze héich ass. Dës wäiss Flecken entstinn wann Waasser während der UV-Kurheet am Film agefaange gëtt.5
Fir dës Studie hu mir en Aushärungsplang gewielt ähnlech wéi een deen op enger UV-härbarer Léisungsmëttelbaséierter Linn benotzt gëtt. Figur 3 weist eis Uwendung, Trocknung, Aushärtung, a Verpakungsplang fir eis Studie benotzt. Dësen Trocknungsplang representéiert tëscht enger 50% bis 60% Verbesserung vun der Gesamtlinngeschwindegkeet iwwer den aktuelle Maartstandard a Schräiner- a Schräinerapplikatiounen.
FIGUUR 3 | Applikatioun, Trocknung, Aushärtung a Verpackungsplang.
Drënner sinn d'Applikatioun an Aushärtungsbedéngungen déi mir fir eis Studie benotzt hunn:
●Sprayapplikatioun iwwer Ahornfinier mat engem schwaarze Basecoat.
●30-zweet Raumtemperatur Flash.
●140 °F Trocknenofen fir 2,5 Minutten (Konvektiounsofen).
●UV Kur - Intensitéit ongeféier 800 mJ / cm2.
- Kloer Beschichtungen goufen mat enger Hg Lampe geheelt.
- Pigmentéiert Beschichtungen goufen geheelt mat enger Kombinatioun Hg / Ga Lampe.
●1-Minutt ofkillt virum Stack.
Fir eis Etude hu mir och dräi verschidde naass Filmdecken gesprayt fir ze kucken ob aner Virdeeler wéi manner Wopen och realiséiert ginn. 4 mils naass ass typesch fir WB UV. Fir dës Etude abegraff mir och 6 an 8 mils naass Beschichtung Uwendungen.
Aushärt Resultater
Standard #1, eng héichglänzend kloer Beschichtung, Resultater ginn an der Figur 4. D'WB UV kloer Beschichtung gouf op mëtteldichte Fiberboard (MDF) applizéiert, déi virdru mat engem schwaarze Basecoat beschichtet goufen an no dem Zäitplang an der Figur 3 geheelt ginn. Bei 4 Mills naass passéiert d'Beschichtung. Wéi och ëmmer, bei 6 an 8 mils naass Applikatioun huet d'Beschichtung geknackt, an 8 mils gouf liicht ewechgeholl wéinst enger schlechter Waasserverëffentlechung virun der UV Aushärtung.
FIGUUR 4 | Standard #1.
En ähnlecht Resultat gëtt och am Standard #2 gesi, an der Figur 5 gewisen.
FIGUUR 5 | Standard #2.
Weist an der Figur 6, mat demselwechten Aushärungsplang wéi an der Figur 3, huet PUD # 65215A eng enorm Verbesserung vun der Waasserverëffentlechung / Trocknung bewisen. Bei 8 mils naass Filmdicke goufe liicht Rëss um ënneschte Rand vun der Probe beobachtet.
FIGUUR 6 | PUD #65215A.
Zousätzlech Tester vu PUD # 65215A an enger klenger glänzender kloerer Beschichtung a pigmentéierter Beschichtung iwwer déiselwecht MDF mat engem schwaarze Basecoat gouf bewäert fir d'Waasserverëffentlechungseigenschaften an aner typesch Beschichtungsformuléierungen ze evaluéieren. Wéi an der Figur 7 gewisen, huet d'niddereg Glanz Formuléierung bei 5 a 7 Mils naass Applikatioun d'Waasser fräigelooss an e gudde Film geformt. Wéi och ëmmer, bei 10 Mills naass war et ze déck fir d'Waasser ënner dem Trocknungs- an Aushärtplang an der Figur 3 ze befreien.
FIGUUR 7 | Niddereg-glanz PUD # 65215A.
An enger wäisser pigmentéierter Formel huet PUD # 65215A gutt am selwechte Trocknungs- an Aushärungsplang op der Figur 3 beschriwwen, ausser wann se op 8 naass Mils applizéiert ginn. Wéi an der Figur 8 gewisen, rësst de Film op 8 Mils wéinst enger schlechter Waasserverëffentlechung. Insgesamt a kloer, niddereg-glanz a pigmentéiert Formuléierungen, huet de PUD # 65215A gutt a Filmformatiounen an Trocknung gemaach wann se bis zu 7 Mills naass applizéiert ginn a geheelt ginn am beschleunegten Trocknungs- an Aushärungsplang, deen an der Figur 3 beschriwwe gëtt.
FIGUUR 8 | Pigmentéiert PUD #65215A.
Blockéieren Resultater
Blockéierend Resistenz ass d'Fäegkeet vun enger Beschichtung net un en aneren Beschichteten Artikel ze halen wann se gestapelt ginn. An der Fabrikatioun ass dëst dacks e Flaschenhals wann et Zäit dauert fir eng ausgeheilt Beschichtung fir Blockresistenz z'erreechen. Fir dës Etude goufen pigmentéiert Formuléierunge vum Standard #1 a PUD #65215A op Glas op 5 naass Mils applizéiert mat enger Zeilbar. Dës goufen all geheelt no der Aushärtungsplang an der Figur 3. Zwee Beschichtete Glasplacke goufen zur selwechter Zäit geheelt - 4 Minutte no Aushärung goufen d'Panelen zesummegeklemmt, wéi an der Figur 9. Si bloufen zesummen bei Raumtemperatur fir 24 Stonnen ageklemmt. . Wann d'Panelen liicht getrennt goufen ouni Ofdréck oder Schued un de Beschichtete Paneele, dann ass den Test als Pass ugesinn.
Figur 10 illustréiert déi verbessert Spärresistenz vun PUD # 65215A. Och wa béid Standard #1 a PUD #65215A voll Heelung am virege Test erreecht hunn, huet nëmmen PUD #65215A genuch Waasserverëffentlechung a Kur bewisen fir d'Blockéierungsresistenz z'erreechen.
FIGUUR 9 | Blocking Resistenz Test Illustratioun.
FIGUUR 10 | Blockéieren Resistenz vun Standard # 1, gefollegt vun PUD # 65215A.
Acryl Vermëschung Resultater
Beschichtungshersteller vermëschen dacks WB UV-härbar Harze mat Acryl fir manner Käschten. Fir eis Studie hu mir och d'Vermëschung vu PUD # 65215A mat NeoCryl® XK-12 gekuckt, e Waasserbaséiert Acryl, dacks als Vermëschungspartner fir UV-härbar Waasserbaséiert PUDs am Schräiner- a Schräinermaart benotzt. Fir dëse Maart gëtt KCMA Fleck Testen als Standard ugesinn. Ofhängeg vun der Endverbrauchsapplikatioun, ginn e puer Chemikalien méi wichteg wéi anerer fir den Hiersteller vum Beschichtete Artikel. Eng Bewäertung vu 5 ass dat Bescht an eng Bewäertung vun 1 ass dat Schlëmmst.
Wéi an Table 3 gewisen, mécht PUD # 65215A aussergewéinlech gutt am KCMA Fleck Testen als Héichglanz kloer, niddereg-glanz kloer, an als pigmentéiert Beschichtung. Och wann et 1: 1 mat engem Acryl gemëscht gëtt, ass de KCMA Flecktest net drastesch beaflosst. Och beim Färzen mat Agenten wéi Moschter huet d'Beschichtung sech no 24 Stonnen op en akzeptablen Niveau erholl.
TABEL 3 | Chemesch a Fleckbeständegkeet (Bewäertung vu 5 ass am beschten).
Zousätzlech zu KCMA Fleck Testen, wäerten d'Fabrikanten och direkt no der UV Aushärung testen fir ze heelen. Dacks ginn d'Effekter vun der Acrylvermëschung direkt vun der Aushärtungslinn an dësem Test bemierkt. D'Erwaardung ass net eng Beschichtungsduerchbroch ze hunn no 20 Isopropylalkohol Duebelreiwen (20 IPA Dr). Echantillon gi getest 1 Minutt no UV Kur. An eisem Test hu mir gesinn datt eng 1: 1 Mëschung vu PUD # 65215A mat engem Acryl dësen Test net passéiert huet. Wéi och ëmmer, mir hu gesinn datt PUD #65215A mat 25% NeoCryl XK-12 Acryl vermëscht ka ginn an ëmmer nach den 20 IPA dr Test passéieren (NeoCryl ass eng registréiert Mark vun der Covestro Grupp).
FIGUUR 11 | 20 IPA Duebel-Reibungen, 1 Minutt no UV-Kur.
Resin Stabilitéit
D'Stabilitéit vum PUD # 65215A gouf och getest. Eng Formuléierung gëtt als Regalstabil ugesinn wann no 4 Wochen bei 40 ° C de pH net ënner 7 fällt an d'Viskositéit bleift stabil am Verglach zum initialen. Fir eis Tester hu mir décidéiert d'Proben un déi méi haart Konditioune vu bis zu 6 Wochen bei 50 °C ze ënnerwerfen. Bei dëse Bedéngungen waren de Standard #1 an #2 net stabil.
Fir eis Tester hu mir déi héichglanzkloer, nidderglanzkloer gekuckt, souwéi déi niddreg glänzend pigmentéiert Formuléierungen, déi an dëser Etude benotzt goufen. Wéi an der Figur 12 gewisen, blouf d'PH-Stabilitéit vun allen dräi Formuléierungen stabil an iwwer dem 7,0 pH-Schwell. Figur 13 illustréiert déi minimal Viskositéit änneren no 6 Wochen bei 50 ° C.
FIGUUR 12 | pH Stabilitéit vun formuléierten PUD # 65215A.
FIGUUR 13 | Viskositéit Stabilitéit vun formuléiert PUD # 65215A.
En aneren Test deen d'Stabilitéitsleistung vum PUD #65215A demonstréiert war d'KCMA Fleckresistenz vun enger Beschichtungsformuléierung ze testen déi 6 Woche bei 50 °C al ass, a vergläicht dat mat senger initialer KCMA Fleckresistenz. Beschichtungen déi keng gutt Stabilitéit weisen, wäerten Drëpsen an der Faarfleistung gesinn. Wéi an der Figur 14 gewisen, huet de PUD # 65215A deeselwechte Leeschtungsniveau behalen wéi et an der initialer chemescher / Fleckresistenztestung vun der pigmentéierter Beschichtung an der Tabell 3 gewisen.
FIGUUR 14 | Chemesch Testplacke fir pigmentéiert PUD #65215A.
Conclusiounen
Fir Applikatore vun UV-curable Waasser-baséiert Beschichtungen, PUD #65215A erlaabt hinnen déi aktuell Leeschtungsnormen an de Schräiner-, Holz- a Schräinermäert z'erreechen, an zousätzlech erlaabt de Beschichtungsprozess d'Linngeschwindegkeetsverbesserungen op méi wéi 50 ze gesinn. -60% iwwer aktuell Standard UV-curable Waasser-baséiert Beschichtungen. Fir den Applikator kann dëst bedeiten:
● Méi séier Produktioun;
● Erhéicht Filmdicke reduzéiert d'Notzung fir zousätzlech Schichten;
● Kuerzter Trocknungslinnen;
●Energiespueren wéinst reduzéierter Trocknungsbedürfnisser;
● Manner Eiseschrott wéinst séier Spärresistenz;
● Reduzéiert Beschichtungsoffall wéinst Harzstabilitéit.
Mat VOCs manner wéi 100 g / L sinn d'Fabrikanten och méi fäeg hir VOC Ziler z'erreechen. Fir Hiersteller, déi eventuell Expansiounssuergen hunn wéinst Erlaabnesprobleemer, wäert de séier Waasserverëffentlechungs-PUD # 65215A hinnen erlaben hir reglementaresch Verpflichtungen méi einfach ze erfëllen ouni Leeschtungsopfer.
Am Ufank vun dësem Artikel hu mir aus eisen Interviewen zitéiert datt d'Applikatore vu Léisungsmëttelbaséiert UV-härbaren Materialien typesch d'Beschichtungen an engem Prozess dréchen an heelen an engem Prozess deen tëscht 3-5 Minutten gedauert huet. Mir hunn an dëser Etude bewisen datt laut dem Prozess an der Figur 3 gewisen, PUD #65215A bis zu 7 Mils naass Filmdicke a 4 Minutten mat enger Uewentemperatur vun 140 °C heelen. Dëst ass gutt an der Fënster vun de meeschte Léisungsmëttelbaséiert UV-curable Beschichtungen. PUD # 65215A kéint potenziell aktuell Applikatore vun den Léisungsmëttelbaséierten UV-curable Materialien erlaben op e Waasserbaséiert UV-curable Material mat wéineg Ännerung vun hirer Beschichtungslinn ze wiesselen.
Fir Hiersteller, déi d'Produktiounsexpansioun berücksichtegen, wäerte Beschichtungen baséiert op PUD #65215A hinnen erlaben:
● Spuert Geld duerch d'Benotzung vun enger méi kuerzer Waasserbaséierter Beschichtungslinn;
●Hutt e méi klenge Beschichtungslinn Foussofdrock an der Ariichtung;
●Hutt e reduzéierten Impakt op aktuell VOC Permis;
●Realiséieren Energiespueren wéinst reduzéierter Trocknungsbedürfnisser.
Als Conclusioun hëlleft PUD #65215A d'Fabrikatiounseffizienz vun UV-curable Beschichtungslinnen ze verbesseren duerch héich kierperlech Eegeschafte Leeschtung a séier Waasserbefreiende Charakteristiken vum Harz wann se bei 140 °C getrocknegt ginn.
Post Zäit: Aug-14-2024
