Một nhà máy sơn ở ngoại ô Ôn Châu dùng lớp phủ topcoat gốc nước hai thành phần cho da dạng túi. Thứ Hai nào dây chuyền cũng khởi động với bồn pha mới. Đến thứ Sáu, phần dư thừa đổ vào thùng rác thải, đã đông đặc từ lúc nào. Thời gian sống 3–4 giờ đã giết chết mẻ đó hai lần trước khi đến thứ Năm. Họ chuyển sang loại một thành phần tự liên kết ngang và giữ nguyên lò sấy. Phế phẩm giảm, còn chỉ số độ cứng lại hơi đi ngược chiều. Sự đánh đổi đó chính là toàn bộ quyết định, và hầu hết các bảng dữ liệu kỹ thuật trình bày nó theo chiều ngược lại.
1K và 2K waterborne PU không phải là cuộc thi xem màng nào bền hơn. Vấn đề nằm ở thời gian sống của hỗn hợp, công đoạn cân đong, và cái giá phải trả khi bồn đã pha bị bỏ dở vì ca làm kết thúc sớm. Đây là cách chúng tôi tính toán.
Thực chất điều gì đóng rắn trong hỗn hợp hai thành phần
Hệ 2K gốc nước đóng rắn nhờ đưa hai chất phản ứng gặp nhau ngay tại thời điểm thi công. Chất đóng rắn là polyisocyanate gốc nước, có nhiệm vụ tìm các nhóm hydroxyl trong nhựa. YT-6300 đạt 20,5–21,5% NCO ở 100% chất rắn, còn YT-1102 ở mức 19–21% NCO. Cả hai đều là loại monome béo, nên không kéo hiện tượng ố vàng vào lớp topcoat chịu sáng.
Nước chính là chất phản ứng cạnh tranh. Lượng NCO nào không gặp hydroxyl sẽ gặp nước và giải phóng CO2. Đó là lý do bồn đã pha để qua đêm không chỉ bị đặc lại. Nó sủi bọt, và màng lấy ra sáng hôm sau có những lỗ kim không thể chà nhám cho hết.
Vì vậy thời gian sống của hỗn hợp là một đồng hồ đếm ngược, không phải một con số tham khảo. YT-6300 cho 3–4 giờ kể từ khi pha, trong khi YT-1102 cho 5–6 giờ. Đó là lý do chúng tôi báo con số thứ hai cho các mẻ tráng dao dài và cho những xưởng pha một bồn dùng cả ngày. Cả hai con số đều không giữ được trong phòng máy nóng, và cả hai đều giả định bạn đã cân đong đúng.
Vậy nhựa tự liên kết ngang làm gì thay thế
PUD tự liên kết ngang mang sẵn chức năng liên kết ngang trong bản thân polymer, nên không phải thêm gì vào bồn. Màng hình thành khi nước bay đi và lớp phủ nóng lên. Lò sấy và thời gian lưu của bạn quyết định quá trình đóng rắn, chứ không phải một chiếc đồng hồ bắt đầu chạy từ lúc ai đó mở nắp thùng.
YT-1128 là ví dụ loại thơm của chúng tôi. Hàm lượng rắn 27 ± 1% ở pH 6–8, mô-đun 1,5–3 MPa và độ bền kéo trên 10 MPa. Trên da tổng hợp, màng đạt chống dính ẩm-nhiệt cấp 3,5 trở lên mà hoàn toàn không cần thêm crosslinker aziridine. Đây là cái lợi thực tế: một bồn, không kết tủa, và thứ Sáu không phải xử lý thùng keo bị đông.
Giới hạn thật lòng: màng 1K mua về rồi thì không chỉnh được nữa. Mật độ crosslink đã cố định bởi những gì chúng tôi đưa vào polymer. Công việc nào thực sự cần kháng hóa chất kiểu 2K thì sấy mạnh hơn cũng không tới được. Chúng tôi nói rõ điều này với khách trước khi họ xây công thức quanh nó.
Carbodiimide, loại này hành xử không giống cả hai
YT-G30 là carbodiimide dạng polymer, hàm lượng rắn 50 ± 2% trong PMA, độ nhớt loãng 80–150 cps. Nó phản ứng với nhóm carboxyl vốn có sẵn trên nhựa anionic. Nghĩa là nó cần một đối tác mang điện tích theo thiết kế. Ở nhiệt độ phòng phản ứng chậm, khi màng khô thì nhanh. Sự kết hợp đó chính là mấu chốt: thời gian sống trong bồn vẫn dùng được mà không phải đếm ngược theo tỉ lệ hợp thức, và crosslink chỉ đến khi màng đã lên trên nền.
Nó còn thay thế aziridine dạng polymer mà không vướng cảnh báo gây mẫn cảm, và ít ngả vàng hơn. Chúng tôi đã so sánh kỹ ở bài về crosslinker aziridine so với isocyanate. Liều dùng 1–5% theo công thức, cho vào khi đang khuấy. Ở xưởng lạnh, độ nhớt sẽ tăng, nên chúng tôi gia nhiệt trên 15 °C hoặc pha loãng trước bằng PMA.
Cái bẫy là có thật: không có carboxyl thì không có phản ứng. Cho vào một mẻ không ion không có acid tự do thì phần lớn lượng dùng chẳng làm gì. Đây đúng là logic theo kiểu ion mà chúng tôi đã trình bày trong quy tắc tương thích PUD của chúng tôi, chỉ là nhìn từ một hướng khác.
Ba hướng đặt cạnh nhau
| Hướng | Lượng bạn cân tại bồn | Thời gian mở | Điểm mạnh | Các mác |
|---|---|---|---|---|
| 1K tự liên kết ngang | Không có | Vài ngày, trong thùng kín | Hoàn thiện da, hồ in, xưởng không giữ được tỷ lệ | YT-1128 |
| 2K polyisocyanate | Chất đóng rắn theo NCO trên OH | 3–4 h hoặc 5–6 h | Độ cứng cộng với khả năng chịu hóa chất và nước | YT-6300, YT-1102 |
| Phụ gia carbodiimide | 1–5% theo công thức | Thời gian sống dài ở nhiệt độ phòng | Độ bám dính và khả năng chống thủy phân trên nhựa carboxyl hóa | YT-G30 |
Tính toán chi phí mà chúng tôi thực sự có thể đo lường
Chúng tôi định giá các quy trình này dựa trên năm hạng mục chi phí, vì kilogam nhựa hiếm khi là khoản lớn nhất.
- Phế liệu từ bồn trộn. Lấy thời gian mở của bạn, chia cho độ dài ca làm việc, rồi làm tròn lên. Chất đóng rắn 3–4 giờ trong nhà máy chạy chín giờ đồng nghĩa với hai lần trộn, và lần thứ hai chỉ dùng một nửa. Phần dư đó chính là thứ đi vào thùng rác thải.
- Định lượng và kiểm tra. Dây chuyền 2K cần một cái cân, tỷ lệ được ghi rõ ràng, và một người kiểm tra lại. Dây chuyền 1K chỉ cần một cái mở nắp thùng.
- Vệ sinh. Hóa học polyisocyanate bị đông đặc trong đường ống. Chúng tôi hoàn thiện da tổng hợp khách hàng dùng hệ 2K thì xả vệ sinh sau mỗi lần dừng máy; còn hệ 1K thì rửa vào cuối tuần.
- Kích cỡ phuy so với mức tiêu thụ. YT-1102 đóng phuy 200 kg. Mở phuy ở xưởng chỉ dùng 40 kg/tháng thì hơi ẩm trong khoảng không phía trên sẽ ăn hết NCO trước khi bạn dùng cạn phuy. YT-6300 loại 50 kg ra đời chính vì lý do đó.
- Làm lại. Đây là chỗ duy nhất hệ 2K đáng đồng tiền. Nếu màng 1K trượt bài test lau dung môi hoặc test nóng ẩm, chi phí sơn lại còn cao hơn toàn bộ số gram hardener bạn tiết kiệm được.
Có hai thứ chúng tôi không thể cho bạn con số: tỷ lệ phế của bạn và lò sấy của bạn. Còn mọi thứ ở trên thì được, lấy từ TDS và từ những gì chúng tôi thấy trên dây chuyền khách hàng.
Những câu hỏi thường gặp trước khi chọn
Nhựa 1K tự liên kết ngang có cần gia nhiệt không?
Nó cần được sấy khô, và cần đủ thời gian lưu để chức năng phát triển. Dây chuyền lạnh và ẩm sẽ làm màng 1K đóng rắn thiếu, y như một mẻ trộn vội làm màng 2K đóng rắn thiếu. Trên YT-1128 chúng tôi đặt máy tráng dao ở thời gian chảy 10–13 s và 100–150 g/m². Sau đó bạn đánh giá độ chống dính theo profile lò sấy của chính bạn.
Thêm hardener vào loại 1K để lấy ưu điểm cả hai thì có được không?
Được thôi, nhưng thực chất bạn vừa mua một hệ 2K kèm thêm vài bước. Nhựa tự liên kết ngang vẫn cạnh tranh với nước để giành NCO, nên mật độ liên kết ngang tăng thêm nhỏ hơn con số trên nhãn gợi ý. Đổi lại bạn phải gánh pot life đúng thứ mình đang muốn tránh. Cần nâng cấp thực sự thì hãy đi hướng carbodiimide trên một loại nhựa đã carboxyl hóa.
Kiểm tra pot life ngay trên dây chuyền mà không cần phòng lab thì làm thế nào?
Lấy hai mẫu: một ở giờ thứ nhất, một ở đúng thời điểm open time ghi trên TDS. Đo độ nhớt cả hai, rồi kéo một màng mỏng và bấm giờ đến khi hết dính tay. Nếu mẫu thứ hai nhích hơn vài trăm mPa·s, nghĩa là bồn đang phản ứng nhanh hơn tờ dữ liệu công bố. Hãy làm mát phòng hoặc trộn mẻ nhỏ hơn.
Muốn chúng tôi tính toán theo đúng ca sản xuất của bạn thì gửi coating weight, thể tích bồn và chiều dài lò sấy. Chúng tôi sẽ nói rõ 1K hay 2K waterborne PU phù hợp với dây chuyền của bạn, nên dùng loại nào trong các mác crosslinker của chúng tôi, và khi nào phương án rẻ hơn lại là nhựa single-pack. Bắt đầu từ đội ngũ ứng dụng của chúng tôi, hoặc tải YT-1128 và YT-G30 datasheet.
