Ürün No :
Waterborne Acrylic Polyol Dispersion For Industrial Paints & Wood CoatingBaşvuru :
Suitable For Various high performance Water Based Industrial Paints & Wood CoatingÖzel Özellik :
Excellent adhesion ,flexbility,gloss and anti-abrasion,fullnessÜrün Açıklaması
Kaplama teknolojisinin dinamik dünyasında, su bazlı hidroksi akrilik reçineler, özellikle iki bileşenli (2K) kaplamalar bağlamında, temel bir malzeme sınıfı olarak ortaya çıkmıştır. Moleküler yapılarında hidroksil (-OH) fonksiyonel gruplarının varlığıyla karakterize edilen hidroksi akrilik reçineler, onlarca yıldır kaplama endüstrisinin temel taşlarından biri olmuştur. Bu reçinelerin su bazlı versiyonlarının ortaya çıkışı, yalnızca kaplama alanında devrim yaratmakla kalmamış, aynı zamanda sürdürülebilir ve çevre dostu kaplama çözümlerine doğru önemli bir adım olmuştur.
"Hidroksi akrilik reçine" terimi, farklı molekül ağırlıklarına, yapılara ve fonksiyonel grup yoğunluklarına sahip geniş bir polimer yelpazesini kapsar. Bu reçineler, farklı polimerizasyon teknikleri kullanılarak sentezlenebilir ve bu da belirli kaplama uygulamalarına göre uyarlanmış çeşitli ürünler ortaya çıkarır. İki bileşenli kaplamalar halinde formüle edildiğinde, hidroksi akrilik reçineler, poliüretan kaplamalarda tipik olarak bir izosiyanat veya pişirme sistemlerinde bir amino reçinesi olan bir kürleme maddesiyle reaksiyona girerek çapraz bağlı bir polimerik ağ oluşturur. Bu çapraz bağlama işlemi, kaplamaya gelişmiş mekanik, kimyasal ve fiziksel özellikler kazandırarak onu çok çeşitli endüstriyel, otomotiv ve tüketici uygulamaları için uygun hale getirir.
Kaplama sektöründe su bazlı sistemlere geçiş, çeşitli faktörlerden kaynaklanmaktadır. Uçucu organik bileşik (VOC) emisyonlarını azaltmayı amaçlayan sıkı çevre düzenlemeleri, solvent bazlı kaplamaları daha az tercih edilir hale getirmiştir. Su bazlı kaplamalar ise performanstan ödün vermeden düşük VOC'li bir alternatif sunmaktadır. Hidroksi akrilik reçinelerin su bazlı formları, bu çevre dostu eğilime oldukça uyumlu olduğunu kanıtlamıştır. Kaplama uygulamasıyla ilişkili çevresel etkiyi en aza indirirken, çeşitli yüzeylerin performans taleplerini karşılayacak şekilde formüle edilebilirler.
İki bileşenli kaplamalarda su bazlı hidroksi akrilik reçinelerin kapsamlı bir incelemesi, kimyasal yapılarını, sentez yöntemlerini, temel özelliklerini ve farklı alt tabaka tiplerindeki uygulamalarını inceleyecektir. Bu reçinelerin inceliklerini anlayarak, kaplama formülatörleri, üreticileri ve son kullanıcılar, kullanımları hakkında bilinçli kararlar alabilir ve bu da yüksek performanslı, sürdürülebilir kaplama çözümlerinin geliştirilmesine yol açabilir.
Hidroksi akrilik reçineler, özünde akrilik monomerlere dayalı polimerlerdir. Bir akrilik monomerin temel yapısı, bir karboksil grubuna (-COOH) veya diğer fonksiyonel gruplara bağlı bir vinil grubundan (CH₂=CH-) oluşur. Hidroksi akrilik reçinelerde, hidroksil grupları içeren monomerler polimer omurgasına veya yan zincirlerine dahil edilir. Yaygın hidroksil içeren monomerler arasında hidroksietil akrilat (HEA), hidroksipropil akrilat (HPA), hidroksietil metakrilat (HEMA) ve hidroksipropil metakrilat (HPMA) bulunur.
Burada R, -CH_2CH_2OH (HEA'dan) veya -CH(CH_3)CH_2OH (HPA'dan) gibi hidroksil fonksiyonlu bir grup olabilir. Bu hidroksil gruplarının varlığı, reçine iki bileşenli bir kaplama sistemine formüle edildiğinde çapraz bağlanma reaksiyonlarına katılan reaktif bölgeler oldukları için önemlidir.
Hidroksi akrilik reçinelerin molekül ağırlığı ve dağılımı, sentez yöntemine ve amaçlanan uygulamaya bağlı olarak büyük ölçüde değişebilir. Daha yüksek molekül ağırlıklı reçineler genellikle daha iyi film bütünlüğü ve mekanik özellikler sağlarken, daha düşük molekül ağırlıklı reçineler daha iyi çözünürlük ve reaktivite sunabilir. Yukarıdaki formüldeki polimerizasyon derecesi (n), polimerin molekül ağırlığını belirler.
Hidroksil gruplarına ek olarak, akrilik polimer yapısına başka fonksiyonel gruplar da dahil edilebilir. Örneğin, karboksil grupları genellikle hidroksi akrilik reçinelerde bulunur. Bu karboksil grupları, özellikle aminlerle nötrleştirildiğinde reçinenin sudaki çözünürlüğünü artırabilir. Ayrıca reçinenin çeşitli yüzeylere yapışma özelliklerine de katkıda bulunurlar. Hidroksil ve karboksil grupları ile diğer potansiyel fonksiyonel gruplar arasındaki denge, son kaplamada istenen özellikleri elde etmek için sentez sırasında dikkatlice kontrol edilir.
Emülsiyon polimerizasyonu, özellikle hidroksi akrilik lateks üretimi için su bazlı hidroksi akrilik reçinelerin sentezlenmesinde en yaygın yöntemlerden biridir. Bu işlemde, hidroksil fonksiyonelliğine sahip olanlar da dahil olmak üzere akrilik monomerler, bir emülgatör (yüzey aktif madde) ve suda çözünür bir başlatıcı ile birlikte su içinde dağıtılır.
Emülgatör, sulu fazda monomer damlacıklarının stabilize edilmesinde önemli bir rol oynar. Suda, monomer damlacıklarının dağıldığı miselleri oluşturur. Suda çözünen başlatıcı, uygun bir sıcaklıkta ayrışarak serbest radikaller oluşturur. Bu serbest radikaller, monomer damlacıkları veya misellerin içinde polimerizasyon reaksiyonunu başlatır.
Reaksiyon birkaç aşamada ilerler. Başlangıçta, serbest radikaller monomerlerle reaksiyona girerek kısa polimer zincirleri oluşturur. Reaksiyon ilerledikçe, bu zincirler büyür ve diğer zincirler veya monomerlerle birleşir. Büyüyen polimer zincirleri, emülgatör tarafından misel veya monomer damlacıkları içinde stabilize edilir.
Su bazlı hidroksi akrilik reçinelerin üretiminde emülsiyon polimerizasyonunun sayısız avantajı vardır. Yüksek molekül ağırlıklı polimerlerin sentezlenmesine olanak tanır, bu da film oluşumu ve mekanik özellikler açısından faydalıdır. İşlem nispeten basittir ve endüstriyel üretime ölçeklendirilebilir. Ayrıca, su sürekli faz olduğundan, elde edilen reçine düşük VOC içeriğine sahiptir.
Ancak, emülsiyon polimerizasyonuyla ilişkili bazı zorluklar da vardır. Yüzey aktif maddelerin varlığı bazen kaplama uygulaması sırasında köpük oluşumu gibi sorunlara yol açabilir. Kurutulmuş filmdeki yüzey aktif madde göçü, filmin parlaklık ve su direnci gibi özelliklerini de etkileyebilir. Bu sorunları azaltmak için genellikle gelişmiş emülgatör sistemleri ve son işlem prosesleri kullanılır.
Hidroksi akrilik dispersiyonların (ikincil dispersiyonlar olarak da bilinir) üretimi için genellikle iki aşamalı bir işlem kullanılır. İlk olarak, organik bir çözücüde çözelti polimerizasyonu gerçekleştirilir. Bu aşamada, hidroksil içeren monomerler de dahil olmak üzere akrilik monomerler, ksilen veya butil asetat gibi organik bir çözücüde çözünür bir başlatıcı varlığında polimerize edilir.
Çözelti polimerizasyon reaksiyonu, başlatıcının monomerlerden polimer zincirlerinin büyümesini başlatan serbest radikaller üretmesiyle, geleneksel serbest radikal polimerizasyonuna benzer. İstenilen molekül ağırlığı ve polimer yapısı elde edildikten sonra, elde edilen çözelti emülsifiye edilerek su bazlı bir sisteme dönüştürülür.
Bu emülsifikasyon adımı, genellikle polimer çözeltisine bir emülgatör ve su eklenmesini içerir. Karışım daha sonra, yüksek hızlı bir mikser veya homojenizatör kullanılarak yüksek kesme kuvvetlerine tabi tutulur. Bu işlem, polimer çözeltisini küçük damlacıklara böler ve bunlar daha sonra su fazında dağılarak kararlı bir dispersiyon oluşturur.
Bu şekilde hazırlanan hidroksi akrilik dispersiyonların bazı avantajları vardır. Genellikle emülsiyon polimerizasyonuyla elde edilenlere kıyasla daha düşük bir molekül ağırlığına sahiptirler ve bu da daha geniş bir kürleme maddesi yelpazesiyle daha iyi uyumluluk sağlayabilir. Önemli miktarda yüzey aktif maddenin bulunmaması (emülsiyon polimerizasyonuna kıyasla), daha yüksek parlaklık ve daha iyi su direnci gibi gelişmiş film özelliklerine yol açabilir. Ancak, ilk çözelti polimerizasyonu adımında organik çözücülerin kullanılması, bu reçinelerin yalnızca emülsiyon polimerizasyonuyla üretilenlere kıyasla nispeten daha yüksek bir VOC içeriğine sahip olabileceği anlamına gelir. Ayrıca, iki adımlı işlem daha karmaşıktır ve tek adımlı bir emülsiyon polimerizasyonu işlemine kıyasla daha hassas bir kontrol gerektirebilir.
İki bileşenli kaplamalarda, su bazlı hidroksi akrilik reçinelerin çapraz bağlanması, kaplamanın nihai özelliklerini belirleyen temel bir işlemdir. Hidroksi akrilik reçineler için en yaygın çapraz bağlama maddesi, genellikle poliizosiyanat formunda olan bir izosiyanattır. Su bazlı bir hidroksi akrilik reçine ve bir poliizosiyanat kürleme maddesi karıştırıldığında, reçine üzerindeki hidroksil grupları ile kürleme maddesi üzerindeki izosiyanat grupları arasında kimyasal bir reaksiyon meydana gelir.
Bu reaksiyon, hidroksi akrilik reçinenin polimer zincirlerini çapraz bağlayan ve üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturan bir üretan bağı (-NH4-COO-) oluşturur. Bu reaksiyonun hızı, sıcaklık, katalizör varlığı ve hidroksil/izosiyanat grupları oranı (genellikle NCO/OH oranı olarak adlandırılır) dahil olmak üzere çeşitli faktörlerden etkilenebilir.
Oda sıcaklığında, hidroksil ve izosiyanat grupları arasındaki reaksiyon nispeten yavaştır. Ancak, kalay bazlı bir bileşik veya bir tersiyer amin gibi bir katalizörün eklenmesi, reaksiyonu önemli ölçüde hızlandırabilir. Katalizör seçimi ve konsantrasyonu, istenen zaman diliminde uygun kürlenmeyi sağlarken aşırı kürlenme veya erken jelleşme gibi sorunlardan kaçınmak için dikkatlice optimize edilmelidir.
NCO/OH oranı, iki bileşenli kaplamaların formülasyonunda kritik bir parametredir. Teoride, tam reaksiyon ve optimum çapraz bağ yoğunluğunu sağlamak için genellikle 1:1 (stokiyometrik oran) oranı hedeflenir. Ancak pratikte, genellikle izosiyanat gruplarında hafif bir fazlalık (örneğin, 1,1:1 ila 1,5:1 NCO/OH oranı) kullanılır. Bu fazlalık, izosiyanatların sistemde bulunan suyla reaksiyonu (üre ve karbondioksit oluşumuna yol açabilir) gibi olası yan reaksiyonları hesaba katmaya ve tüm hidroksil gruplarının etkili bir şekilde çapraz bağlanmasını sağlamaya yardımcı olur.
İzosiyanatlara ek olarak, amino reçineler de özellikle fırın kaplama sistemlerinde su bazlı hidroksi akrilik reçineler için çapraz bağlayıcı olarak kullanılabilir. Melamin formaldehit reçineleri veya üre formaldehit reçineleri gibi amino reçineleri, yüksek sıcaklıklarda hidroksi akrilik reçine üzerindeki hidroksil gruplarıyla reaksiyona girer. Bu reaksiyon, reçine ve amino reçinesi arasında eter bağlarının oluşumunu içerir ve çapraz bağlanmaya neden olur. Bu çapraz bağlanma mekanizması, izosiyanatlarla üretan oluşumundan farklıdır ve özellikle yüksek sıcaklıkta kürlemenin mümkün olduğu uygulamalarda kaplamaya mükemmel sertlik ve kimyasal direnç gibi benzersiz özellikler sunar.
Su bazlı hidroksi akrilik reçine esaslı iki bileşenli kaplamaların kurutulması ve kürlenmesi karmaşık bir dizi olay içerir. Başlangıçta, kaplama formülündeki su buharlaşmaya başlar. Bu süreç, ortam sıcaklığı, nem ve hava sirkülasyonu gibi faktörlerden etkilenir. Su içeriği azaldıkça, reçine dispersiyonu veya lateks içindeki polimer parçacıkları daha yakın temasa geçmeye başlar.
Hidroksi akrilik latekslerde (emülsiyon polimerizasyonu ile üretilir), polimer parçacıkları deforme olur ve birleşerek sürekli bir film oluşturur. Bu birleşme süreci, ortam sıcaklıklarında polimer parçacıklarını yumuşatmaya yardımcı olan ve akıp birleşmelerini sağlayan düşük uçucu çözücüler olan birleştirici ajanların varlığıyla desteklenir. Su buharlaşmaya devam ettikçe ve birleştirici ajanlar giderek buharlaştıkça film daha katı hale gelir.
Eş zamanlı olarak, hidroksi akrilik reçine ile kürleme maddesi (izosiyanat veya amino reçinesi) arasında çapraz bağlanma reaksiyonu başlar. İzosiyanat kürlemesinde ise, -OH ve -NCO grupları arasında reaksiyon meydana gelerek çapraz bağlı bir ağ oluşur. Bu çapraz bağlanma süreci, filmi daha da güçlendirir ve ona nihai mekanik ve kimyasal özelliklerini kazandırır.
Amino reçinelerinin çapraz bağlayıcı olarak kullanıldığı fırın kaplama sistemlerinde, kürleme işlemi sıcaklığa bağlıdır. Kaplama genellikle belirli bir süre boyunca yüksek sıcaklıklarda (formülasyona bağlı olarak 100°C ila 200°C arasında) fırınlanır. Bu sıcaklıklarda, hidroksi akrilik reçine üzerindeki hidroksil grupları ile amino reçine üzerindeki fonksiyonel gruplar arasındaki reaksiyon aktive olur ve bu da hızlı bir çapraz bağlanmaya ve sert, dayanıklı bir film oluşumuna yol açar.
Su bazlı hidroksi akrilik reçine esaslı kaplamaların film bütünlüğü ve fiziksel özellikleri, çapraz bağlama yoğunluğuna ve polimer zincirlerinin yapısına büyük ölçüde bağlıdır. Uygun formülasyon ve reaksiyon koşullarıyla elde edilen yüksek çapraz bağlama yoğunluğu, daha sert ve mekanik olarak güçlü bir film sağlar. Bu tür filmler, aşınmaya, çizilmeye ve darbeye karşı mükemmel direnç gösterir.
Filmin sertliği, özellikle kaplamanın mekanik strese maruz kalma olasılığı bulunan uygulamalarda önemli bir özelliktir. Hidroksi akrilik reçine esaslı kaplamalar, belirli bir esneklik derecesi gerektiren yüzeyler (örneğin belirli plastikler) için uygun nispeten yumuşak ve esnek kaplamalardan, endüstriyel zemin kaplamaları veya otomotiv son kat kaplamaları gibi uygulamalar için çok sert kaplamalara kadar geniş bir sertlik aralığına ulaşmak üzere formüle edilebilir. Filmin sertliği, çapraz bağ yoğunluğuyla ilişkilidir ve daha yüksek çapraz bağ yoğunlukları genellikle daha yüksek sertlik değerlerine yol açar.
Esneklik, bir diğer önemli özelliktir. Deri veya belirli plastik türleri gibi esnek yüzeylere uygulanan kaplamalar gibi bazı uygulamalarda, kaplamanın çatlamadan bükülüp esneyebilmesi gerekir. Hidroksi akrilik reçineler, elde edilen filmin uygun esneklik ve sertlik dengesine sahip olmasını sağlayacak şekilde modifiye edilebilir veya formüle edilebilir. Bu, polimer zincirlerinin esnekliğini artırırken diğer istenen özellikleri korumak için yeterli çapraz bağlanmaya izin veren belirli monomerlerin veya katkı maddelerinin kullanımını içerebilir.
Filmin alt tabakaya yapışması da kritik bir husustur. Hidroksi akrilik reçineler, hidroksil ve karboksil gruplarıyla genellikle çeşitli alt tabakalara iyi yapışma gösterir. Bu polar fonksiyonel grupların varlığı, alt tabaka yüzeyiyle hidrojen bağı veya van der Waals kuvvetleri gibi moleküller arası etkileşimlere olanak tanır. Ayrıca, alt tabakanın temizlenmesi, zımparalanması veya astar uygulanması gibi yüzey hazırlığı işlemleri, hidroksi akrilik reçine esaslı kaplamanın yapışmasını daha da artırabilir.
Su bazlı hidroksi akrilik reçine esaslı iki bileşenli kaplamalar, suya ve neme karşı iyi direnç sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Kürlenme sırasında oluşan çapraz bağlı polimer ağı, su moleküllerinin nüfuz etmesine karşı bir bariyer görevi görür. Sentez sırasında monomer seçimiyle polimer yapısında bulunan hidrofobik grupların varlığı, su direncini daha da artırır.
Kaplamanın yüksek neme veya doğrudan suyla temasa maruz kaldığı uygulamalarda (örneğin deniz kaplamaları veya banyo kaplamaları), kaplamanın su direnci son derece önemlidir. İyi formüle edilmiş bir hidroksi akrilik reçine esaslı kaplama, suyun yüzeye ulaşmasını engelleyerek, yüzeyi korozyondan (metal yüzeylerde) veya bozulmadan (ahşap veya diğer organik yüzeylerde) koruyabilir.
Ancak bu kaplamaların su direnci, çapraz bağlanma derecesi, hidrofilik safsızlıkların varlığı (reaksiyona girmemiş monomerler veya kalıntı yüzey aktif maddeler gibi) ve alt tabaka türü gibi faktörlerden etkilenebilir. Daha yüksek çapraz bağ yoğunluğuna sahip kaplamalar genellikle daha iyi su direnci sunar. Kaplamanın gerekli su direnci standartlarını karşıladığından emin olmak için, üretim sürecinde doğru formülasyon ve kalite kontrolü şarttır.
Hidroksi akrilik reçine esaslı iki bileşenli kaplamalar, çok çeşitli kimyasallara karşı iyi direnç gösterir. Kaplamanın çapraz bağlı yapısı, kimyasal maddelerin nüfuz etmesini önleyebilen fiziksel bir bariyer sağlar. Ayrıca, polimer zincirlerinin kimyasal yapısı, belirli kimyasal türlerine direnç gösterecek şekilde ayarlanabilir.
Örneğin, kaplamanın asitlere, alkalilere, çözücülere veya diğer endüstriyel kimyasallara maruz kalabileceği endüstriyel uygulamalarda, kimyasal direnci artırmak için monomer ve çapraz bağlayıcı madde seçimi optimize edilebilir. Florlu veya silikon içeren monomerler gibi kimyasallara dirençli fonksiyonel gruplar içeren belirli monomerlerle formüle edilen kaplamalar, belirli kimyasal ortamlara karşı gelişmiş direnç sağlayabilir.
Kaplamanın kimyasallara karşı direnci, belirli bir süre kimyasal çözeltilere daldırma testleri ve ardından kaplamanın görünümü, yapışması ve bütünlüğünün değerlendirilmesi gibi standart yöntemler kullanılarak test edilebilir. Bu testleri geçen kaplamalar, bu kimyasallara maruz kalmanın muhtemel olduğu ortamlardaki uygulamalar için uygun kabul edilir.
Su bazlı hidroksi akrilik reçine esaslı iki bileşenli kaplamaların temel avantajlarından biri, ultraviyole (UV) radyasyona karşı mükemmel dirençleridir. Güneş ışığından gelen UV ışınları, zamanla kaplamaların bozulmasına ve renk solması, tebeşirlenme ve parlaklık kaybı gibi sorunlara yol açabilir. Hidroksi akrilik reçineler, UV dirençlerini artırmak için UV emici katkı maddeleri veya monomerlerle formüle edilebilir.
Hidroksi akrilik reçinelerin sentezinde kullanılan bazı monomerler (örneğin, benzotriazol veya engellenmiş amin ışık stabilizatörü (HALS) grupları içerenler), UV radyasyonunu emebilir ve enerjiyi ısı olarak dağıtarak polimer zincirlerine zarar vermesini önleyebilir. Ayrıca, kaplamanın çapraz bağlı yapısı, uzun süreli UV maruziyetinde bile bütünlüğünü korumasına yardımcı olur.
Otomotiv kaplamaları, mimari kaplamalar ve deniz kaplamaları gibi dış mekan uygulamalarında UV direnci hayati önem taşır. İyi UV direncine sahip bir kaplama, görünümünü ve koruyucu özelliklerini uzun süre koruyabilir ve sık sık yeniden kaplama ve bakım ihtiyacını azaltır.
Su bazlı hidroksi akrilik reçine esaslı iki bileşenli kaplamaların uzun süreli dayanıklılığı, kimyasal direnç, UV direnci ve iyi film bütünlüğü gibi birleşik özelliklerinin bir sonucudur. Bu kaplamalar, UV radyasyonunun ve kimyasalların etkilerine direnmenin yanı sıra, zamanla mekanik aşınma ve yıpranmaya da dayanabilir.
Çapraz bağlı polimer ağı, kaplamaya mukavemet ve dayanıklılık kazandırarak aşınma ve darbelere karşı direnç sağlar. Kaplamanın alt tabakaya yapışması uzun süreler boyunca stabil kalır ve kaplamanın soyulmasını veya delaminasyonunu önler. Bu uzun süreli dayanıklılık, hidroksi akrilik reçine esaslı kaplamaları, altyapı kaplamaları veya üst düzey otomotiv kaplamaları gibi kaplamanın güvenilir koruma sağlaması ve görünümünü uzun yıllar koruması gereken uygulamalar için uygun hale getirir.
Otomotiv endüstrisinde, su bazlı hidroksi akrilik reçine esaslı iki bileşenli kaplamalar giderek daha popüler hale gelmektedir. Bu kaplamalar, astar, baz kat ve vernik uygulamaları dahil olmak üzere otomotiv boyama işleminin çeşitli aşamalarında kullanılmaktadır.
Otomotiv astarları için hidroksi akrilik reçineler, metal yüzeylere mükemmel yapışma sağlar. Reçinedeki hidroksil ve karboksil grupları gibi polar fonksiyonel gruplar, metal yüzeyle güçlü bağlar oluşturarak astarın sıkıca yapışmasını sağlar. Bu yapışma, sonraki boya katmanları için bir temel oluşturduğu ve metal yüzeyin korozyonunu önlemeye yardımcı olduğu için çok önemlidir.
Çözüm
Su bazlı hidroksi akrilik reçineler, çeşitli kaplama uygulamaları için sürdürülebilir ve yüksek performanslı bir çözüm sunar. Düşük VOC içeriği, mükemmel yapışma, dayanıklılık, kimyasal direnç, hava koşullarına dayanıklılık, hızlı kuruma ve estetik görünümleri, onları modern kaplama ihtiyaçları için ideal bir seçim haline getirir.
Site haritası Blog Xml Gizlilik Politikası
telif hakkı
@ Runshine New Materials(FoShan) Co.,Ltd. Her hakkı saklıdır.
AĞ DESTEKLENİYOR
mesaj bırakın
Wechat'e Tara :
WhatsApp'a Tara :