La raison principale de la vitesse de séchage des peintures à l'eau est la résine !

Le séchage rapide est l'exigence la plus fréquemment entendue par les clients pour les revêtements à base d'eau. En raison du caractère unique de sa structure moléculaire, c'est-à-dire de la forte liaison hydrogène entre les molécules, ses caractéristiques sont évidemment différentes de celles de la plupart des solvants organiques. Dans le domaine des revêtements à base d'eau, cette caractéristique est concentrée en ce que, en raison de la chaleur d'évaporation élevée de l'eau, la vitesse d'évaporation de l'eau est dix fois voire des dizaines de fois plus lente que celle des solvants de revêtement courants. De plus, comme la teneur en vapeur d'eau dans l'air est importante et varie beaucoup selon les saisons, le taux d'évaporation de l'eau change en conséquence. Dans le pire des cas, si l'humidité relative de l'air atteint 100%, l'évaporation de l'eau s'arrêtera et le solvant non aqueux ne sera pas affecté par ce facteur.

Bien que les revêtements à base d'eau soient confrontés aux défis techniques mentionnés ci-dessus, ils deviendront inévitablement un membre important du domaine des revêtements en raison de leurs propriétés de protection de l'environnement. Grâce aux efforts inlassables des travailleurs de la peinture à base d'eau au cours des dix dernières années, la technologie de la peinture à base d'eau est devenue de plus en plus mature. Les principaux facteurs qui affectent la vitesse de séchage des revêtements à base d'eau et les mesures correspondantes qui peuvent être prises lors de la formulation sont discutés ci-dessous.

1. Sélection de résine :
Comme tous les revêtements, la performance des revêtements à base d'eau est largement déterminée par la résine choisie dans la formulation. La grande majorité des résines filmogènes à base d'eau sont des systèmes d'émulsion, et le mécanisme de formation de film de ce système est différent de celui des revêtements à base de solvant. La résine à base de solvant et le solvant forment un système monophasique. Avec l'évaporation du solvant, la viscosité du système augmente jusqu'à ce qu'il devienne un solide. En termes de propriétés mécaniques du système, il s'agit d'un processus continu. L'émulsion à base d'eau est un système à deux phases. Avec l'évaporation de l'eau, la viscosité du système ne change pas beaucoup au début, mais lorsque le volume des particules d'émulsion représente une valeur critique du volume total du système, le système passe soudainement d'un état commercial à un état solide . Processus discontinu, ce point critique est l'apparition du hors-poisse des peintures à base d'eau, de sorte que le temps hors-poisse des peintures à base d'eau est plus court que celui de certaines peintures à base de solvant. L'ensemble des performances, du séchage en surface aux performances du film de peinture, dépend du taux d'évaporation de l'eau résiduelle dans le système, de l'interpénétration des macromolécules dans les particules d'émulsion et du taux d'évaporation d'autres petites molécules organiques dans le système. Afin d'optimiser le système, lors de la fabrication de formulations de peinture à base d'eau, la résine doit être sélectionnée parmi les aspects suivants :
un. Extrait sec : Généralement, plus l'extrait sec de l'émulsion est élevé, plus elle est proche de la valeur critique de siccité superficielle et plus la vitesse de séchage est rapide. Cependant, une teneur en solides trop élevée apportera également une série de facteurs défavorables. Un séchage trop rapide de la surface raccourcira l'intervalle de brossage et entraînera des inconvénients dans la construction. Les émulsions à haute teneur en solides ont généralement de mauvaises propriétés rhéologiques en raison du faible espacement entre les particules de résine et ne sont pas sensibles aux épaississants, ce qui rend plus difficile l'ajustement des performances de pulvérisation ou de stuc des revêtements.
b. Taille des particules d'émulsion : Plus les particules d'émulsion sont petites, plus la distance entre les particules sous le même contenu solide est petite, plus la valeur critique de la siccité de surface est faible et plus la vitesse de séchage est rapide. Les petites particules de l'émulsion apporteront également d'autres avantages tels qu'une bonne formation de film et un brillant élevé.
c. Température de transition vitreuse de la résine (Tg) : D'une manière générale, plus la Tg de la résine est élevée, meilleure est la performance filmogène finale. Cependant, pour le temps de séchage, la tendance est fondamentalement inverse. Pour les résines à haute Tg, il est généralement nécessaire d'ajouter plus d'auxiliaires filmogènes dans la formulation pour faciliter la pénétration mutuelle des macromolécules entre les particules d'émulsion et favoriser la qualité filmogène. Et ces coalescents ont besoin de suffisamment de temps pour s'évaporer du système, ce qui prolongera en fait le temps entre le séchage en surface et le séchage complet. Par conséquent, en fonction de ce facteur Tg, le temps de séchage et les propriétés filmogènes sont souvent contradictoires.
ré. Structure de phase des particules d'émulsion : Selon le procédé de préparation de l'émulsion, la même composition de monomères peut former différentes structures de phase de particules. La structure noyau-enveloppe bien connue en est un exemple. Bien qu'il soit impossible que toutes les particules d'une émulsion soient transformées en une structure noyau-enveloppe, la métaphore de cette image est que les gens peuvent avoir une compréhension populaire des propriétés filmogènes de l'émulsion. Si la Tg de l'enveloppe des particules est faible et la Tg du noyau est élevée, le système nécessite moins d'auxiliaires de formation de film et sèche rapidement. Cependant, étant donné que la phase continue après la formation du film est une résine à faible Tg, la dureté du film de peinture sera affectée dans une certaine mesure. Au contraire, si la coque Tg des particules est élevée, une certaine quantité d'agent auxiliaire est nécessaire pour la formation du film, et la vitesse de séchage du film sera plus lente que celle du premier, mais la dureté après séchage sera plus élevée. que celui du premier.
e. Le type et la quantité de tensioactif : une certaine quantité de tensioactif est utilisée dans le processus de fabrication des émulsions courantes. Le tensioactif a pour effet d'isoler et de protéger les particules d'émulsion et a une grande influence sur le processus filmogène de la fusion des particules, en particulier au stade initial, c'est-à-dire lorsque la surface est sèche. De plus, ces produits chimiques uniques ont une certaine solubilité dans l'eau et la phase huileuse, et la partie dissoute dans la résine agit en fait comme une aide à la coalescence. Différents tensioactifs, en raison de leur solubilité différente dans les résines, ont des effets différents en tant que filmogènes.

2. Mécanisme de durcissement de la résine :
La formation et le durcissement d'un film de résine aqueuse ont généralement plusieurs mécanismes. Premièrement, l'agrégation et la fusion des particules d'émulsion est un mécanisme que toute sécheresse de surface d'émulsion doit subir. Ensuite, la volatilisation de l'eau et d'autres auxiliaires filmogènes rend pleinement manifestes les propriétés de base de la résine thermoplastique elle-même, qui est la deuxième étape du durcissement. Enfin, certaines émulsions introduisent un mécanisme de réticulation lors de la préparation, ou introduisent un agent réticulant lors de l'utilisation du revêtement, de sorte que la dureté du film est encore améliorée à base de résine thermoplastique. Le mécanisme de réticulation de cette dernière étape aura une grande influence sur la vitesse et le degré de durcissement final du film. Les mécanismes de réticulation courants comprennent la réticulation oxydative (telle que la réticulation des résines alkydes), la réticulation par addition de Michael (telle que certains systèmes d'émulsion auto-réticulants) et la réticulation par substitution nucléophile (telle que l'époxy, le polyuréthane, etc.). Ces réactions de réticulation sont affectées par des facteurs tels que la température et le pH, et la relation entre les exigences de durcissement du système et d'autres propriétés doit être équilibrée lors de la formulation.

3. Dosage et types d'auxiliaires filmogènes :
En théorie, tout solvant de résine est un coalescent. En pratique, compte tenu de facteurs tels que la sécurité, le coût, la rapidité, etc., il n'existe qu'une douzaine d'additifs filmogènes courants, principalement des alcools à point d'ébullition élevé, des éthers et des esters. Ces coalescents auront leurs propres préférences pour différents ingénieurs de revêtement à base d'eau. Généralement, un ingénieur expérimenté ne dispose que de deux ou trois types de coalescents couramment utilisés. Les principales considérations sont la répartition des réactifs entre l'eau et la résine et à l'intérieur des particules de résine. En particulier lorsque la résine à base d'eau est une résine multiphase, la sélection et l'adaptation des auxiliaires de formation de film sont particulièrement importantes.

4. Environnement de chantier :
Au début de cet article, nous avons abordé la question de l'eau. C'est précisément en raison des caractéristiques de l'eau que les revêtements à base d'eau ont des exigences plus élevées que les peintures à base d'huile dans l'environnement de construction, principalement pour contrôler autant que possible la température et l'humidité pendant la construction. La construction de la formule générale doit essayer d'éviter un environnement à forte humidité. S'il doit être appliqué sous une humidité élevée, la formulation doit être ajustée, ou une résine à formation de film rapide doit être sélectionnée ou le site doit être isolé.




Résine époxy à base d'eau