Med de ständiga förändringarna i förordningar och miljöskyddskrav efterfrågar konsumenter i allt högre grad avancerade vattenbaserade (WB) låg-VOC eller icke-VOC beläggningsformuleringar med kvalitet som liknar lösningsmedelsbaserade (SB) system. Även om vattenbaserad beläggningsteknik har gjort betydande utvecklingar sedan den introducerades för decennier sedan, finns det fortfarande utrymme för förbättringar. Särskilt utmanande är spridningen av pigment och att uppnå prestanda som är jämförbar med lösningsmedelsbaserade formuleringar. För att möta dessa utmaningar måste ny vattenbaserad dispergeringsmedelsteknologi göra det möjligt för tillverkare att utveckla beläggningar med högre prestanda och billigare.
Utmaningar med vattenbaserade dispergeringsmedel:
Dispergeringsmedlet består av två delar: pigment/färgämnesaffinitetsankargruppen och stabiliseringskedjan. För att uppnå den erforderliga prestandan måste dispergeringsmedlet ha en korrekt strukturell design och en välkontrollerad molekylviktsfördelning och säkerställa rätt förhållande mellan förankringsgrupper och stabila kedjor.
Det finns två stabila mekanismer i vattenbaserade system: rymd och statisk elektricitet. Den huvudsakliga stabiliserande gruppen i lösningsmedelsbaserade dispersioner är den steriska kedjan. På grund av det begränsade urvalet av stabila kedjor i vattenhaltiga dispergeringsmedel ökar komplexiteten hos det vattenhaltiga systemet. Dessutom kommer faktorer som elektrolyt, pH och andra beläggnings-/formuleringskomponenter i det vattenhaltiga systemet också att påverka dispersionen och dess prestandaegenskaper. Jämfört med lösningsmedelsbaserade system kan det därför vara svårt att observera signifikanta skillnader i prestanda hos vattenbaserade system. För vattenbaserade formuleringar måste de använda kemiska komponenterna vara unika för att uppnå en betydande prestandaförbättring och göra beläggningen mindre utfälld, väl dispergerad, stabil och samtidigt ha acceptabla färgegenskaper.
Formuleringsutmaningar
Vattenbaserade system kan kräva andra komplexa beläggningar och formuleringskomponenter (såsom bindemedel, vattenlösliga hjälplösningsmedel, ytaktiva ämnen, skumdämpare och reologimodifierare) för att fungera effektivt. Detta gör formuleringen svårare, eftersom flera komponenter kommer att införa fler laddningar, och kommer också att medföra kompatibilitet och pigmentaffinitetskonkurrensproblem till systemet, vilket ökar instabiliteten. I grund och botten måste vattenbaserade beläggningsformuleringar vara stabila i närvaro av pH, elektrolyter, vattenlösliga komponenter, lösliga polymerer och kolloidala faser.
Produktionsutmaning
Efter att förberedelsen är klar måste beläggningen fortfarande tillverkas. Lämpligt val av dispergeringsmedel kan påverka malningstid, reologi, bearbetningsstabilitet, partikelstorlek, och dessa är nära relaterade till den tid och kostnad som krävs för att producera en sats av beläggningar. Vattenbaserade beläggningar kräver ofta längre malningstid och bättre kontroll av reologi och dispersionsegenskaper.
För att erhålla den erforderliga prestandan kan det ibland behöva formuleras ytterligare, såsom tillsats av lim, hjälplösningsmedel och tillsatser (såsom korrosionsinhibitorer, adhesionspromotorer, reologikontrollmedel). Dessa kommer uppenbarligen att öka komplexiteten i systemet och medföra fler utmaningar för produktionen av beläggningar.
Stabilitetsutmaning i tanken
När färgen förvaras på hyllan kan ett bra dispergeringsmedel minska produktionen av agglomerat och hålla dispersionen stabil under en rimlig tidsperiod under miljö- och lagringsförhållanden. Ju fler agglomerat som produceras, desto mer material går till spillo, vilket i sin tur slösar mer tid och pengar.
Effekt på färg- och filmegenskaper
Dispergeringsmedel spelar en nyckelroll för att säkerställa utmärkta färgegenskaper som färgstyrka, glans och dis. Även små agglomerat kan påverka färgens/beläggningens estetik. Dessutom, eftersom det vattenbaserade dispergeringsmedlet innehåller hydrofila grupper, kan det ogynnsamt påverka beläggningens vattenbeständighet och överföringsmotstånd. Därför är det nödvändigt att säkerställa att dispergeringsmedlets utformning kan minimera denna negativa effekt samtidigt som färgprestandan bibehålls.
För mer Vattenbaserade dispersionsbeläggningspapperskoppar produktinformation, klicka här: leverantör av återvinningsbara pappersmuggar .