Eliminarea si prevenirea fenomenului de micro-spumare in vopselele diluabile cu apa

ELIMINAREA SI PREVENIREA FENOMENULUI DE MICRO-SPUMARE IN VOPSELELE DILUABILE CU APA

Microspuma are o influenta negativa asupra proprietatilor fizice si optice ale filmilui de vopsea. Formarea microspumei conduce la diminuarea luciului si a claritatii filmului de vopsea. De asemenea, influenta negativa a acesteia se manifesta si asupra etalarii vopselei, impunandu-se cu necesitate modificarea formularii vopselei (de exemplu adaugarea unor aditivi de omogenizare).

In timpul procesului de uscare sau de reticulare a filmului de vopsea, formarea microspumei poate conduce, de asemenea, la aparitia defectelor de vopsire de tipul acelor de pin. Aceste defecte creaza zone de contact cu factorii de mediu (cum ar fi umiditatea sau oxigenul), conducand in final la aparitia ruginei, in cazul substraturilor metalice si la atacuri ale micro-organismelor, in cazul substraturilor lemnoase. Eliminarea microspumei constituie o problema extrem de dificila in special in cazul vopselelor diluabile cu apa pentru lemn si mobila, aplicate prin sistemul de vopsire airless, iar gasirea unei solutii ridica mari dificultati atat fabricantilor de vopsea si utilizatorilor, cat si fabricantilor de echipamente industriale si furnizorilor de materii prime [72].

In cazul macrospumei, aerul formeaza la suprafata vopselei bule de spuma stabilizate de un strat dublu de surfactant (lamela de spuma).

In cazul microspumei, aerul inglobat este localizat in masa vopselei.

Doua efecte pot fi responsabile de stabilizarea microspumei.

primul efect : micro-bulele sunt mentinute in vopsea datorita vascozitatii ridicate a acesteia, impiedicandu-le astfel sa se ridice la suprafata (legea lui Stokes) ;

al doilea efect : surfactantii de tipul emulgatorilor, inconjoara micro-bulele de aer fixandu-le in vopsea.

Datorita structurii de surfactant a emulfatorilor, acestia sunt capabili sa se orienteze la interfata lichid/aer. Astfel, aceste substante formeaza la suprafata o pelicula stabila in jurul micro-bulelor. Pelicula de surfactant poate fi considerata o ancora care tine micro-bulele in interiorul vopselei si le impiedica sa migreze la suprafata.

Figura 3.65. Structura surfactant

Exista mai multe posibilitati de a reduce sau elimina formarea de micro-spuma in sistemele de vopsele diluabile cu apa.

Prin alegerea atenta a echipamentului necesar aplicarii vopselei prin procedeul airless si a conditiilor de aplicare, este posibila reducerea formarii de spuma (de exemplu : presiunea aerului la vopsire mai mare, debit mai mic si folosirea unei duze de dimensiuni reduse la pistolul de vopsit).

Si tehnologia cu CO₂ poate contribui la eliminarea microspumei. Epstein si Plesset sustin ca micro-bulele din vopsea dispar datorita unui proces de dizolvare. Procesul este accelerat daca in procedeul conventional de vopsire prin pulverizare airmix sau airless, se foloseste dioxid de carbon in loc de aer. Datorita solubilitatii mai ridicate in apa a CO₂ comparativ cu cea a aerului (de 52 de ori mai solubil), micro-bulele vor disparea mult mai repede prin dizolvare [76].

Aceste posibilitati de modificare a echipamentului de vopsire, trebuie adaptate fiecarui sistem airless in parte, conducand in final la limitarea flexibilitatii utilizatorului.

In scopul reducerii formarii de micro-spuma, nu numai echipamentul de vopsire poate fi modificat, ci si formularea vopselei.

Un continut scazut in solide al vopselei poate preveni intr-o oarecare masura aparitia micro-spumei.

In general reducerea microspumei se realizeaza prin adaugarea apei sau co-solventilor in studiind vopselei ce urmeaza a fi aplicata.

Reducerea vascozitatii vopselei la viteze foarte mari de forfecare, contribuie la eliminarea micro-bulelor. In multe cazuri insa, acest lucru nu este posibil datorita faptului ca se cere aplicarea unor filme de vopsea foarte groase (de exemplu vopselele de strat gros).

Exista mai multe posibilitati de reducere a micro-spumei, ce implica modificari tehnologice mai mult sau mai putin importante. Aceste posibilitati sint foarte limitate. Fara nici o indoiala ca ar fi mult mai usor daca numai prin simpla incorporare a unui aditiv in studiind vopselei s-ar reduce sau elimina semnificativ formarea micro-bulelor, de exemplu in cazul aplicarii vopseleor pentru lemn prin procedeul airless sau in cazul amestecurilor de emulsii acrilice si pliuretanice.

Aditivul ideal care reduce si elimina micro-spuma formata la aplicarea prin procedeul airless a vopselei pentru lemn si mobilier, are la baza un polieter silicinic cu concentratia de 100%, cu o anumita masa moleculara si o anumita balanta hidrofobicitate-hidrofilicitate. Acesta caracteristica se obtine dintr-o structura moleculara specifica a scheletului siliconic si prin variatia modificarii facute polieterului legat de scheletul siliconic [76].

Figura 3.66. Structura scheletului siliconic

Explicarea eficientei produsului polieter siliconic, « deaeratorul », la eliminarea micro-spumei, se poate face in doua feluri.

Produsul este eficient atat in timpul aplicarii vopselei prin procedeul airless, cat si pe durata procesului de uscare a vopselei.

Deaeratorul ideal are la baza un compus organic polieter siliconic modificat, in concentratie de 100%. Ulterior se pot obtine imbunatatiri ale eficientei polieterului siliconic prin adaugarea in sistem de particule hidrofobe de tipul dioxidului de siliciu micronizat.

RETETE :

1.Vopselele de strat gros, transparente, pentru ramele din lemn ale ferestrelor

2.Lacuri si vopsele pentru mobila