İlk düşük VOC dönüşümümüzü denetlediğimizde, tartışma daha başlamadan kaybedilmişti. Çözücü bazlı PU üst katı yaklaşık 420 g/L ile çalışan bir bobin hattına, bir markanın kısıtlı madde denetimi 100'ün altına inmesini söylemişti. Deneme reçinesi standart bir su bazlı dispersiyondu; aynı hat hızında ve aynı yaş film kalınlığında uygulandı ve VOC değerini temiz bir şekilde karşıladı. Sonra 60° parlaklık 85 GU'dan 58'e düştü, kurşun kalem sertliği 2H'den HB'ye kaydı. Hattaki hiç kimse bu değerlerden feragat edilmesini istemedi. Endüstriyel kaplamalarda VOC düşürmenin tüm zorluğu işte bu: çözücü, hiçbir teknik veri sayfasında kalem kalem yazılmayan iki sessiz işi görüyordu ve geçişten sonra onları tek tek yeniden işe almanız gerekiyor.
Çözücünün filmde aslında ne yaptığı
Parlaklık ve sertlik, kalite kontrol listesinde iki ayrı satır gibi görünür. Ama bir dönüştürme formülasyonunda ikisi aynı anda belirlenir: ıslanma ile donma arasındaki birkaç dakikada.
Çözücü, aplikatörden çıktıktan çok sonra bile bağlayıcıyı deforme edilebilir tutar; böylece film kururken sıkı paketlenip ayna gibi pürüzsüz akabilir. Aynı zamanda zaman bütçesini de belirler, çünkü çözücü gittikten sonra pek bir şey olmaz. Görünür ışık, 0,1–0,5 µm bandındaki yüzey yapısından saçılır; bu yüzden gözünüze tamamen düz görünen bir kaplama, baz çizgisinin yirmi parlaklık birimi altında ölçülebilir.
Su, her iki işi de iyi taşımaz. Yavaş uçar ve lateks partikülleri erken bir aşamada sıkı bir kafes içinde kilitlenir; o noktadan sonra birleşme tamamen polimerin uygulama sıcaklığında yumuşak olmasına bağlıdır. Ders kitabındaki çözüm, daha yüksek Tg'li bir dereceye geçmek, doğrudan tuzağa götürür. Deformasyonu reddeden sert partiküller mikro boşluklar bırakır ve bu boşluklar iki kat zarar verir: yansıması gereken ışığı saçarlar ve kuru filmin kohezyonunu düşürürler. Bu şekilde dönüştürülen düşük VOC'li bir kaplama, aynı denemede yerini aldığı solvent bazlıdan daha puslu ve daha yumuşak çıkar.
Çıkış yolu, iki işi birbirinden ayırmaktır. Partiküller yumuşakken birleşsin, sonra film oluştuktan sonra kendi çözücüsünü getirmeyen bir kimya kullanarak filmi sertleştirin. Aşağıdaki her şey bu tek fikrin bir varyasyonudur.
Endüstriyel kaplamalarda VOC'yi düşürmek için kullandığımız dört kol
Bunları sabit bir sırayla kullanırız, çünkü her kol bir sonrakinin ihtiyaç duyduğu bütçeyi harcar.
- Her şeyden önce uygulanan katı maddeyi yükseltin. Yüksek katılı PUD'ler gibi YT-2250 (%50 ± 2 katı) ve YT-1155 (%55 ± 2), tipik bir genel amaçlı dispersiyonun %30–35'inin çok üzerindedir. Islak filmin her mikronu arkasında daha fazla bağlayıcı olması, uzaklaştırılacak daha az su demektir; böylece fırın daha kısa veya daha soğuk çalışabilirken film tesviye için yeterince açık kalır. Her iki derece de bizim su bazlı poliüretan ürün grubu.
- Sertliği Tg'den değil, kürlenmeden alın. YT-1102 %99–100 katı içeriğe sahip, alifatik, suda dağılabilen bir izosiyanat kürleme ajanıdır; yani VOC değerine neredeyse hiç katkı yapmaz ama eskiden solventin yaptığı işi görür: NCO içeriği %19–21, 25 °C'de 5–6 saat açık kalma süresi ve laboratuvarımızda yumuşak yüksek katılı dispersiyonlardan dökülen filmlerde kalem sertliğini güvenilir şekilde bir-iki kademe yukarı çekiyor.
- Birleştiriciyi (coalescent) diyete sokun. Glikol eterler ve esterler, aşağıdaki tanımlara göre düzenlenmiş VOC değerine girer: US EPA'nın kaplamalar için belgelediği ve eski su bazlı formülasyonlar rutin olarak %6–10 oranında bunları taşır. Dolgu işini katı madde ve çapraz bağlama yaptığında, biz genelde bu paketi %2–3'e indiriyoruz ve parlaklıkta hiçbir kayıp hissetmiyoruz.
- Reçineyi laboratuvarın düzeltmesine izin vermeden önce hattı düzeltin. Bobin denemesinde kimyada yanlış olan hiçbir şey yoktu. İlk ısıtmalı bölümün önüne 1–2 dakikalık ortam sıcaklığında flash-off bölgesi eklemek, tepe rampasını daha yumuşak bir eğime düşürmek ve rulo aralığına güvenmek yerine yaş filmi ölçmek, ilk geçişte kaybedilenlerin çoğunu geri kazandırdı. Yüksek katılı kalitede 100 mesh filtre parlatması da, reçineden bileceğimiz iki leke şikayetini ortadan kaldırdı.
| Kalite | Ne olduğu | Katı madde | Viskozite (25 °C) | Dönüşüme nerede oturuyor |
|---|---|---|---|---|
| YT-2250 (TDS) | Yüksek katılı alifatik PUD | 50 ± 2% | 100 – 500 mPa·s | Yumuşak dokulu endüstriyel üst katlar, yüksek dolgulu mat sistemler |
| YT-1155 | Yüksek katılı tok-esnek PUD | 55 ± 2% | 200 – 1,200 mPa·s | Kalın tek kat esnek filmler, tok vernikler, pasta sistemler |
| YT-6073 | PU modifiyeli özel reçine | 45 ± 2% | — | Daha yumuşak grade'lerle harmanlandığında parlaklık ve sertlik artışı |
| YT-1102 | Non-iyonik alifatik kürleme ajanı | 99 – 100% | 1,200 – 4,000 mPa·s | NCO %19 – 21; sıfır taşıyıcı VOC ile sertlik ve kimyasal direnç |
Geçişi puanlamak: parlaklık birimi ve kurşun kalem sertliği
Bir dönüşümün iki tarafı, her pasın denk geldiği film kalınlığında değerlendirilirse deneme kağıt üzerinde başarısız olur ve kimse bir şey öğrenmez. Aynı astar üzerinde, aynı kuru film kalınlığında karşılaştırın. %50 katıda bu, 20 µm yaş filmin 10'a kuruduğu anlamına gelir; ölçüm cihazını okumadan önce bu hesabı yapın, çünkü yaş-üstü-yaş karşılaştırma iyi bir su bazlının en sık ekarte edilme şeklidir.
60° parlaklığı şu standarda göre ölçüyoruz: ISO 2813. Aynı partiden iki panel, iyi bir günde 3 GU fark gösterebilir; bu yüzden solvent referansına 5 GU mesafedeki her değer, bizim deneyimimize göre müşterinin hatta göremeyeceği bir geçer nottur. Kurşun kalem sertliği, standart 45° açıyla film üzerinden çekilir; her panel seti için taze bir çekim yapılır. Ve okumayı deneme kaydındaki takvim tarihine göre değil, kür programına göre değerlendirin: çapraz bağlı filmler oda sıcaklığında günler boyunca sertlik kazanmaya devam eder ve 48. saatte ölçülen bir panel, yedinci günde kazandığı bir tartışmayı haksız yere kaybeder. Bu tek detay, otopsisini yapmamız istenen iki başarısız dönüşümün sonucunu değiştirdi.
Su bazlının hâlâ kaybettiği yer
Tavanı açıkça konuşalım. Solvent bazlı bir PU, pürüzsüz çelik veya alüminyum yüzeyde parlaklığı 90 GU'nun üzerinde tutabiliyor; bizim yüksek katı içerikli formülasyonlarımız ise 80'li değerlerin altına yerleşiyor. Şartnamenizde taban 90 ise, bu dönüşüm tesisinize satacağınız dönüşüm değil. Tek geçişte yüksek film kalınlığı, %50 katıda bile sarkmaya müsait kalıyor; çapraz bağlayıcı yolu ise sertliği, karışım partisi pot ömrü pahasına satın alıyor — vardiya sonuna kadar çalışan bir sprey kabini bunun bedelini size ödetir.
Deneme föyümüzdeki sayıların sonunda oturduğu nokta: 78 g/L, 82 GU, ikinci gün panelinde F sertliği ve yedinci günde 2H — tesisin koruduğu hat hızında. Endüstriyel kaplamalarda VOC düşürmeyi solvent ikamesi değil, katı madde ve kürlenme problemi olarak ele alın; parlaklık ve sertlik tartışması bir muafiyet talebi olmaktan çıkar.
Dönüşümünüz aslında bir kaplama hattı yeniden mühendislik hikâyesiyse (bir müşterimizin bizim DMF'siz suni deri geçiş rehberimizde baştan sona işlediği mantığın aynısı), sürdürülebilirlik sayfamız bunu kendi içimizde anlattığımız çerçevede ele alıyor. Mevcut VOC değerinizi ve kaybetmeyi reddettiğiniz iki özelliği gönderin; uygulama laboratuvarımızdan mevcut referansınızı iki üç grademizle birlikte çalıştırmasını isteyin.
SSS: Laboratuvar tezgahından VOC azaltma soruları
Hâlihazırda kullandığımız dispersiyona neden daha fazla birleştirici katmıyoruz?
Kurşun kalem sertliğini geçmenin en hızlı yolu bu, ama düşük VOC'lu kaplamaya ulaşmanın en yavaş yolu. Birleştiriciler çözücü olarak sayılıyor; yumuşak bir filmi birleşmeye zorlamak için bunları %6'dan %12'ye çıkarmak, dönüşümün tasarruf etmeyi amaçladığı bütçenin çoğunu harcıyor ve ek uçucu madde kaybı süresi hat hızını sınırlıyor. Bir çeyrek için makul bir geçiş çözümü, bir formülasyon değil.
Çapraz bağlayıcı kabini nasıl çalıştırdığımızı değiştiriyor mu?
Evet. YT-1102 25 °C'de 5–6 saat açık kalma süresi veriyor; bu bir vardiyayı kapsar ama bir hafta sonunu kapsamaz. Öngörülen kullanıma göre karıştırın ve gün sonunda hatları yıkayın; püskürtme başlığında kürlenmiş bir film, iki parlaklık birimini kurtarmanın çok daha pahalı bir yoludur.
Yüksek katılı dispersiyonlar mevcut aplikatörlerimizde çalışır mı?
Genellikle evet. YT-2250 100–500 mPa·s ve YT-1155 200–1.200 mPa·s viskoziteyle geliyor; her ikisi de standart rulo ve airless püskürtme ekipmanının penceresinde. Su ayarı gerekirse küçük tutun: %50 katılı bir ürünü %35'e seyreltmek su sorununu doğrudan geri getirir.
