Lapisan UV sing bisa diobati kanthi kinerja dhuwur wis digunakake ing pabrik lantai, perabotan, lan lemari nganti pirang-pirang taun. Kanggo umume wektu iki, lapisan UV-curable adhedhasar 100% solid lan solvent wis dadi teknologi sing dominan ing pasar. Ing taun-taun pungkasan, teknologi lapisan UV-curable adhedhasar banyu wis berkembang. Resin sing bisa diobati UV adhedhasar banyu wis kabukten dadi alat sing migunani kanggo produsen amarga macem-macem alasan, kalebu ngliwati noda KCMA, uji ketahanan kimia, lan nyuda VOC. Supaya teknologi iki terus berkembang ing pasar iki, sawetara pembalap wis diidentifikasi minangka wilayah utama sing kudu ditindakake. Iki bakal njupuk resin UV-curable basis banyu ngluwihi mung gadhah "kudu duwe" sing paling resins duwe. Dheweke bakal miwiti nambahake properti sing larang regane ing lapisan kasebut, nggawa nilai kanggo saben posisi ing rantai nilai saka formulator lapisan menyang aplikator pabrik nganti installer lan, pungkasane, menyang pemilik.
Produsen, utamane saiki, pengin lapisan sing bakal nindakake luwih saka mung spesifikasi. Ana uga sifat liyane sing menehi keuntungan ing manufaktur, pengepakan, lan instalasi. Siji atribut sing dikarepake yaiku perbaikan efisiensi pabrik. Kanggo lapisan adhedhasar banyu iki tegese release banyu luwih cepet lan resistance pamblokiran luwih cepet. Atribut liyane sing dikarepake yaiku ningkatake stabilitas resin kanggo njupuk / nggunakake maneh lapisan, lan ngatur persediaan. Kanggo pangguna pungkasan lan installer, atribut sing dikarepake yaiku resistensi sing luwih apik lan ora ana tandha logam sajrone instalasi.
Artikel iki bakal ngrembug babagan perkembangan anyar ing poliuretan sing bisa diobati UV adhedhasar banyu sing nyedhiyakake stabilitas cat 50 °C sing luwih apik kanthi cetha, uga lapisan pigmen. Uga rembugan carane resins iki alamat kawicaksanan saka applicator lapisan ing nambah kacepetan line liwat release banyu cepet, resistance pemblokiran apik, lan resistance solvent saka baris, kang nambah kacepetan kanggo numpuk lan packing operasi. Iki uga bakal nambah karusakan off-the-line sing kadhangkala dumadi. Artikel iki uga mbahas dandan sing dituduhake ing noda lan resistensi kimia sing penting kanggo installer lan pemilik.
Latar mburi
Lanskap industri pelapis terus berkembang. Ing "kudu duwe" mung maringaken specification ing rega cukup saben mil Applied mung ora cukup. Lanskap kanggo lapisan sing ditrapake pabrik kanggo lemari, tukang kayu, jubin, lan perabot kanthi cepet ganti. Formulator sing nyuplai lapisan menyang pabrik dijaluk nggawe lapisan sing luwih aman kanggo karyawan, mbusak zat-zat sing mbebayani, ngganti VOC nganggo banyu, lan malah nggunakake karbon fosil sing luwih sithik lan luwih akeh bio karbon. Kasunyatane yaiku kabeh rantai regane, saben pelanggan njaluk lapisan kanggo nindakake luwih saka mung spesifikasi.
Ningali kesempatan kanggo nggawe nilai luwih kanggo pabrik, tim kita wiwit nyelidiki ing tingkat pabrik tantangan sing diadhepi para aplikator kasebut. Sawise pirang-pirang wawancara, kita wiwit krungu sawetara tema umum:
- Ngidini alangan sing nyegah gol expansion sandi;
- Biaya mundhak lan anggaran ibukutha saya suda;
- Biaya energi lan personel tambah akeh;
- Mundhut karyawan sing berpengalaman;
- Sasaran SG&A perusahaan, uga pelangganku, kudu digayuh; lan
- Kompetisi ing luar negeri.
Tema kasebut nyebabake pernyataan proposisi nilai sing wiwit resonate karo aplikator poliuretan sing bisa diobati UV adhedhasar banyu, utamane ing ruang pasar joinery lan lemari kayata: "produsen tukang kayu lan kabinet ngupaya perbaikan efisiensi pabrik" lan "produsen. pengin kemampuan kanggo nggedhekake produksi ing jalur produksi sing luwih cendhek kanthi karusakan rework sing kurang amarga lapisan kanthi sifat ngeculake banyu sing alon.
Tabel 1 nggambarake carane, kanggo pabrikan bahan mentahan lapisan, dandan ing atribut lapisan tartamtu lan sifat fisik nyebabake efisiensi sing bisa diwujudake dening pangguna pungkasan.
TABEL 1 | Atribut lan keuntungan.
Kanthi ngrancang PUD sing bisa diobati UV kanthi atribut tartamtu kaya sing kadhaptar ing Tabel 1, pabrikan panggunaan pungkasan bakal bisa ngatasi kabutuhan kanggo ningkatake efisiensi tanduran. Iki bakal ngidini dheweke dadi luwih kompetitif, lan duweni potensi nggedhekake produksi saiki.
Asil Eksperimen lan Diskusi
Sejarah Dispersi Poliuretan sing Bisa Diobati UV
Ing taun 1990-an, panggunaan komersial dispersi poliuretan anionik sing ngemot gugus akrilat sing ditempelake ing polimer wiwit digunakake ing aplikasi industri.1 Akeh aplikasi kasebut ing kemasan, tinta, lan lapisan kayu. Figure 1 nuduhake struktur umum saka UV-curable PUD, nuduhake carane bahan mentahan lapisan iki dirancang.
GAMBAR 1 | Dispersi poliuretan fungsional akrilat umum.3
Kaya sing dituduhake ing Gambar 1, dispersi poliuretan sing bisa diobati UV (PUD sing bisa diobati UV), digawe saka komponen khas sing digunakake kanggo nggawe dispersi poliuretan. Diisosianat alifatik bereaksi karo ester, diol, gugus hidrofilisasi, lan extender rantai sing digunakake kanggo nggawe dispersi poliuretan. . Pilihan bahan sing digunakake minangka blok bangunan, uga arsitektur polimer lan pangolahan, ndhikte kinerja PUD lan karakteristik pangatusan. Pilihan iki ing bahan mentah lan pangolahan bakal mimpin kanggo UV-curable PUDs sing bisa non-film mbentuk, uga sing film forming.3 Film mbentuk, utawa pangatusan jinis, minangka subyek artikel iki.
Film mbentuk, utawa pangatusan minangka asring disebut, bakal ngasilaken film coalesced sing garing kanggo tutul sadurunge UV curing. Amarga aplikator pengin mbatesi kontaminasi lapisan udara amarga partikel, uga mbutuhake kacepetan ing proses produksi, iki asring dikeringake ing oven minangka bagean saka proses sing terus-terusan sadurunge perawatan UV. Gambar 2 nuduhake proses pangatusan lan perawatan khas saka PUD sing bisa diobati UV.
GAMBAR 2 | Proses kanggo ngobati PUD sing bisa diobati UV.
Cara aplikasi sing digunakake biasane semprotan. Nanging, piso liwat roll lan malah jas banjir wis digunakake. Sawise ditrapake, lapisan biasane bakal ngliwati proses papat langkah sadurunge ditangani maneh.
1.Flash: Iki bisa rampung ing kamar utawa suhu munggah pangkat kanggo sawetara detik kanggo sawetara menit.
2.Oven garing: Iki ngendi banyu lan co-solvents mimpin metu saka lapisan. Langkah iki kritis lan biasane nggunakake paling wektu ing proses. Langkah iki biasane ing> 140 ° F lan tahan nganti 8 menit. Oven pangatusan multi-zona uga bisa digunakake.
- Lampu IR lan gerakan udara: Instalasi lampu IR lan penggemar gerakan udara bakal nyepetake lampu kilat banyu luwih cepet.
3. UV tamba.
4.Cool: Sawise diobati, lapisan kasebut kudu ngobati sawetara wektu kanggo entuk resistensi pamblokiran. Langkah iki bisa njupuk nganti 10 menit sadurunge pamblokiran resistance digayuh
Eksperimental
Panaliten iki mbandhingake rong PUD sing bisa diobati UV (WB UV), sing saiki digunakake ing pasar kabinet lan tukang kayu, kanggo pangembangan anyar kita, PUD # 65215A. Ing panliten iki kita mbandhingake Standard #1 lan Standard #2 kanggo PUD #65215A ing pangatusan, pamblokiran, lan tahan kimia. Kita uga ngevaluasi stabilitas pH lan stabilitas viskositas, sing bisa dadi kritis nalika nimbang nggunakake maneh overspray lan umur simpan. Ing Tabel 2 ing ngisor iki minangka sifat fisik saben resin sing digunakake ing panliten iki. Telung sistem kasebut diformulasikan kanggo tingkat photoinitiator, VOC, lan tingkat padatan sing padha. Kabeh telung resin diformulasikan kanthi 3% co-solvent.
TABEL 2 | Sifat resin PUD.
Kita dikandhani ing wawancara yen umume lapisan WB-UV ing pasar tukang kayu lan lemari garing ing jalur produksi, sing njupuk antarane 5-8 menit sadurunge nambani UV. Miturut kontras, garis UV adhedhasar solvent (SB-UV) garing ing 3-5 menit. Kajaba iku, kanggo pasar iki, lapisan biasane ditrapake 4-5 mil udan. Kelemahan utama kanggo lapisan sing bisa diobati UV sing ditularake banyu nalika mbandhingake karo alternatif adhedhasar pelarut sing bisa diobati UV yaiku wektu sing dibutuhake kanggo kerlip banyu ing jalur produksi.4 Cacat film kayata bintik putih bakal kedadeyan yen banyu ora sumunar saka nutupi sadurunge tamba UV. Iki uga bisa kedadeyan yen kekandelan film udan dhuwur banget. Titik putih iki digawe nalika banyu dadi kepepet ing film nalika UV cure.5
Kanggo panliten iki, kita milih jadwal perawatan sing padha karo sing bakal digunakake ing garis basis pelarut sing bisa diobati UV. Gambar 3 nuduhake jadwal aplikasi, pangatusan, curing, lan kemasan sing digunakake kanggo sinau. Jadwal pangatusan iki nggantosi antarane 50% kanggo 60% dandan ing kacepetan line sakabèhé saka standar pasar saiki ing joinery lan aplikasi cabinetry.
GAMBAR 3 | Jadwal aplikasi, pangatusan, curing, lan kemasan.
Ing ngisor iki minangka syarat aplikasi lan perawatan sing digunakake kanggo sinau:
● Semprotan aplikasi liwat veneer maple karo basecoat ireng.
● lampu kilat suhu kamar 30 detik.
●140 °F pangatusan open kanggo 2,5 menit (konveksi open).
●UV cure – intensitas kira-kira 800 mJ/cm2.
- Lapisan bening diobati kanthi nggunakake lampu Hg.
- Lapisan pigmen diobati kanthi nggunakake lampu Hg / Ga kombinasi.
● 1 menit kelangan sadurunge numpuk.
Kanggo sinau kita uga nyemprotake telung kekandelan film udan sing beda kanggo ndeleng apa kaluwihan liyane kayata jas sing luwih sithik uga bakal diwujudake. 4 mils udan khas kanggo WB UV. Kanggo sinau iki kita uga kalebu 6 lan 8 mils aplikasi lapisan udan.
Hasil Curing
Standar #1, lapisan bening dhuwur-kilap, asil ditampilake ing Gambar 4. Lapisan bening UV WB ditrapake ing papan serat medium-padhet (MDF) sing sadurunge dilapisi nganggo lapisan dasar ireng lan diobati miturut jadwal sing ditampilake ing Gambar 3. Ing 4 mils udan lapisan liwat. Nanging, ing aplikasi udan 6 lan 8 mil, lapisan kasebut retak, lan 8 mil gampang dicopot amarga ngeculake banyu sing kurang sadurunge perawatan UV.
GAMBAR 4 | Standar #1.
Asil sing padha uga katon ing Standar #2, ditampilake ing Gambar 5.
GAMBAR 5 | Standar #2.
Ditampilake ing Figure 6, nggunakake jadwal ngruwat padha ing Figure 3, PUD #65215A nuduhake asil dandan sanget ing release banyu / pangatusan. Ing kekandelan film udan 8 mils, retak tipis diamati ing pojok ngisor saka sampel.
GAMBAR 6 | PUD #65215A.
Pengujian tambahan PUD # 65215A ing lapisan bening kurang gloss lan lapisan pigmen ing MDF sing padha karo lapisan dasar ireng dievaluasi kanggo ngevaluasi karakteristik pelepasan banyu ing formulasi lapisan khas liyane. Minangka ditampilake ing Figure 7, ngrumusake kurang-gloss ing 5 lan 7 mils aplikasi udan dirilis banyu lan kawangun film apik. Nanging, ing 10 mil udan, kandel banget kanggo ngeculake banyu miturut jadwal pangatusan lan curing ing Gambar 3.
GAMBAR 7 | PUD kurang kinclong #65215A.
Ing rumus pigmen putih, PUD # 65215A dileksanakake uga ing pangatusan padha lan jadwal ngruwat diterangake ing Figure 3, kajaba nalika Applied ing 8 mil udan. Minangka ditampilake ing Figure 8, film retak ing 8 mil amarga release banyu miskin. Sakabèhé ing formulasi sing cetha, kurang kinclong, lan pigmen, PUD# 65215A nindakake kanthi apik ing formasi film lan pangatusan nalika ditrapake nganti 7 mil udan lan diobati ing jadwal pangatusan lan curing kanthi cepet sing diterangake ing Gambar 3.
GAMBAR 8 | PUD berpigmen #65215A.
Asil pamblokiran
Rintangan pamblokiran minangka kemampuan lapisan supaya ora tetep ing artikel sing dilapisi nalika ditumpuk. Ing manufaktur iki asring bottleneck yen njupuk wektu kanggo nutupi nambani kanggo entuk resistance pemblokiran. Kanggo sinau iki, formulasi pigmen saka Standard # 1 lan PUD # 65215A Applied kanggo kaca ing 5 mil udan nggunakake bar drawdown. Iki padha saben nambani miturut jadwal ngruwat ing Figure 3. Loro panel kaca ditutupi padha nambani ing wektu sing padha - 4 menit sawise tamba panel padha clamped bebarengan, minangka ditampilake ing Figure 9. Padha tetep clamped bebarengan ing suhu kamar kanggo 24 jam . Yen panel gampang dipisahake tanpa tandha utawa karusakan ing panel sing dilapisi, tes kasebut dianggep minangka pass.
Gambar 10 nggambarake resistensi pamblokiran sing luwih apik saka PUD # 65215A. Senajan loro Standard #1 lan PUD #65215A ngrambah tamba lengkap ing test sadurungé, mung PUD #65215A nuduhake release banyu cukup lan tamba kanggo entuk resistance pamblokiran.
GAMBAR 9 | Ilustrasi tes resistensi blok.
GAMBAR 10 | Pamblokiran resistance saka Standard #1, ngiring dening PUD #65215A.
Hasil Campuran Akrilik
Produsen lapisan asring nyampur resin WB UV-curable karo akrilik kanggo biaya murah. Kanggo sinau kita uga ndeleng campuran PUD#65215A karo NeoCryl® XK-12, akrilik adhedhasar banyu, asring digunakake minangka mitra campuran kanggo PUD basis banyu sing bisa diobati UV ing pasar tukang kayu lan lemari. Kanggo pasar iki, tes noda KCMA dianggep standar. Gumantung ing aplikasi sing dienggo pungkasan, sawetara bahan kimia bakal dadi luwih penting tinimbang liyane kanggo pabrikan artikel sing dilapisi. Rating 5 iku paling apik lan rating 1 paling awon.
Minangka ditampilake ing Tabel 3, PUD #65215A nindakake banget apik ing testing KCMA noda minangka dhuwur-gloss cetha, kurang-gloss cetha, lan minangka lapisan pigmen. Sanajan dicampur 1: 1 karo akrilik, tes noda KCMA ora kena pengaruh drastis. Malah nalika pewarnaan karo agen kayata mustar, lapisan kasebut pulih ing tingkat sing bisa ditampa sawise 24 jam.
TABEL 3 | Resistance kimia lan noda (rating 5 paling apik).
Saliyane tes noda KCMA, pabrikan uga bakal nyoba kanggo nambani langsung sawise ngobati sinar UV. Asring efek saka campuran akrilik bakal katon langsung saka garis curing ing test iki. Pengarepan kanggo ora duwe terobosan lapisan sawise 20 isopropyl alkohol pindho rubs (20 IPA dr). Sampel dites 1 menit sawise perawatan UV. Ing testing kita weruh sing 1: 1 campuran PUD # 65215A karo akrilik ora lulus test iki. Nanging, kita weruh yen PUD # 65215A bisa dicampur karo 25% NeoCryl XK-12 akrilik lan isih lulus 20 IPA dr test (NeoCryl minangka merek dagang kadhaptar saka grup Covestro).
GAMBAR 11 | 20 IPA pindho rubs, 1 menit sawise UV tamba.
Stabilitas resin
Stabilitas PUD #65215A uga dites. Formulasi dianggep stabil yen sawise 4 minggu ing 40 °C, pH ora mudhun ing ngisor 7 lan viskositas tetep stabil yen dibandhingake karo wiwitan. Kanggo tes, kita mutusake kanggo tundhuk conto ing kahanan sing luwih angel nganti 6 minggu ing 50 °C. Ing kahanan kasebut Standar #1 lan #2 ora stabil.
Kanggo pangujian, kita ndeleng bening dhuwur, bening kurang gloss, uga formulasi pigmen sing kurang gloss sing digunakake ing panliten iki. Kaya sing dituduhake ing Gambar 12, stabilitas pH kabeh telung formulasi tetep stabil lan ing ndhuwur ambang pH 7,0. Gambar 13 nggambarake owah-owahan viskositas minimal sawise 6 minggu ing 50 °C.
GAMBAR 12 | stabilitas pH saka dirumuske PUD #65215A.
GAMBAR 13 | stabilitas viskositas saka dirumuske PUD #65215A.
Tes liyane sing nuduhake kinerja stabilitas PUD #65215A yaiku nyoba maneh resistensi noda KCMA saka formulasi lapisan sing wis umur 6 minggu ing 50 °C, lan mbandhingake karo resistensi noda KCMA wiwitan. Lapisan sing ora nuduhake stabilitas sing apik bakal nyuda kinerja pewarnaan. Kaya sing dituduhake ing Gambar 14, PUD # 65215A njaga tingkat kinerja sing padha kaya ing uji coba tahan kimia/noda awal saka lapisan pigmen sing ditampilake ing Tabel 3.
GAMBAR 14 | Panel uji kimia kanggo PUD pigmen #65215A.
Kesimpulan
Kanggo aplikator lapisan adhedhasar banyu sing bisa diobati UV, PUD #65215A bakal bisa nyukupi standar kinerja saiki ing pasar tukang kayu, kayu lan kabinèt, lan saliyane, bakal ngaktifake proses lapisan kanggo ndeleng paningkatan kacepetan garis nganti luwih saka 50 -60% liwat lapisan basis banyu UV-curable standar saiki. Kanggo aplikator iki bisa uga tegese:
● Produksi luwih cepet;
● Tambah kekandelan film nyuda perlu kanggo jas tambahan;
● Garis pangatusan sing luwih cendhek;
● Ngirit energi amarga kabutuhan pangatusan suda;
●Kurang kethokan amarga saka resistance Watesan cepet;
● Ngurangi limbah lapisan amarga stabilitas resin.
Kanthi VOC kurang saka 100 g/L, pabrikan uga luwih bisa nyukupi target VOC. Kanggo manufaktur sing bisa uga duwe kuwatir expansion amarga masalah ijin, PUD cepet-banyu-release #65215A bakal luwih gampang kanggo nepaki kewajiban peraturan tanpa kurban kinerja.
Ing wiwitan artikel iki, kita nyathet saka wawancara yen aplikator bahan sing bisa diobati UV adhedhasar solvent biasane bakal garing lan ngobati lapisan ing proses sing njupuk antarane 3-5 menit. Kita wis nduduhake ing panliten iki yen miturut proses sing ditampilake ing Gambar 3, PUD # 65215A bakal ngobati nganti 7 mil ketebalan film udan sajrone 4 menit kanthi suhu oven 140 °C. Iki uga ana ing jendela paling akeh lapisan sing bisa diobati UV adhedhasar solvent. PUD #65215A duweni potensi ngaktifake aplikator saiki saka bahan sing bisa diobati UV adhedhasar solvent kanggo ngalih menyang materi sing bisa diobati UV adhedhasar banyu kanthi owah-owahan cilik ing garis lapisan.
Kanggo manufaktur sing nimbang ekspansi produksi, lapisan adhedhasar PUD #65215A bakal ngidini:
● Ngirit dhuwit kanthi nggunakake garis lapisan banyu sing luwih cendhek;
● Nduwe jejak garis lapisan sing luwih cilik ing fasilitas kasebut;
●Nduwe pengaruh suda ing ijin VOC saiki;
●Elinga hemat energi amarga suda kabutuhan pangatusan.
Kesimpulane, PUD # 65215A bakal mbantu ningkatake efisiensi produksi garis lapisan sing bisa diobati UV liwat kinerja properti fisik sing dhuwur lan karakteristik resin sing ngeculake banyu kanthi cepet nalika garing ing 140 °C.
Wektu kirim: Aug-14-2024
