Fornitore di poliuretano a base d'acqua

Tecnologia di opacizzazione e poliuretano a base d'acqua Poliuretano a base d'acqua, disponibile sotto forma di soluzioni acquose, dispersioni o emulsioni di resina poliuretanica in acqua, è ampiamente utilizzato in applicazioni di rivestimento decorativo in vari settori, come l'edilizia, l'arredamento, l'automotive, l'abbigliamento in pelle e gli elettrodomestici. In scenari specifici in cui sono richiesti rivestimenti poliuretanici a base acqua poco lucidi o opachi, la tecnologia opacizzante diventa particolarmente importante.△ Metodi per ottenere effetti opacizzanteAttualmente, gli effetti opacizzanti nei rivestimenti si ottengono principalmente attraverso due approcci: l'aggiunta di agenti opacizzanti o la modifica della resina per renderla autoopacante. Tuttavia, affidarsi esclusivamente agli agenti opacizzanti, sebbene efficaci nel ridurre la brillantezza, può portare a problemi come la sedimentazione dell'agente opacizzante, una ridotta stabilità dell'emulsione e una brillantezza non uniforme dovuta a una scarsa dispersione. Pertanto, le resine autoopacizzanti che non richiedono agenti opacizzanti esterni e le resine poliuretaniche opacizzanti a base acquosa a microsfere stanno ricevendo sempre più attenzione.△ Principio di aggiunta di agenti opacizzantiQuindi, cos'è l'opacizzazione? Il suo scopo principale è creare una superficie microscopicamente ruvida sul film di rivestimento. Quando la luce colpisce questa superficie irregolare, si verifica una riflessione diffusa, che riduce la riflessione speculare e disperde la luce in varie direzioni, ottenendo infine un effetto opaco. Questo fenomeno di riflessione della luce sulle superfici degli oggetti è illustrato nella Figura 1. Gli agenti opacizzante funzionano come un metodo fisico per alterare la lucentezza dei rivestimenti. Quando l'acqua evapora durante il processo di essiccazione, l'agente opacizzante migra verso la superficie, creando irregolarità microscopiche che aumentano la rugosità superficiale e quindi riducono la riflessione speculare.△ Tipi di agenti opacizzanti alla siliceComune agenti opacizzanti includono saponi metallici, cere polimeriche, talco e silice (SiO₂). Tuttavia, saponi metallici e cere polimeriche possono galleggiare sulla superficie della soluzione, causando una lucentezza non uniforme nel film di rivestimento, mentre la loro disperdibilità e compatibilità nelle resine a base acquosa sono spesso scarse, causando potenzialmente demulsificazione o gelificazione. Al contrario, la silice, come composto inorganico, offre vantaggi come la facilità di modificazione e l'eccellente disperdibilità nei sistemi poliuretanici a base acquosa. Gli agenti opacizzanti a base di silice includono silice pirogenica, silice precipitata e aerogel di silice. La silice pirogenica, una polvere ultrafine con gruppi ossidrilici superficiali e acqua adsorbita, si distingue per le sue piccole dimensioni delle particelle, l'ampia superficie specifica e l'elevata attività superficiale. La silice precipitata, una polvere bianca amorfa di acido silicico idratato con particelle sferiche recanti vari gruppi ossidrilici, presenta prestazioni eccellenti, processi di produzione semplici, basso consumo energetico e applicazioni più ampie rispetto alla silice pirogenica. L'aerogel di silice, un materiale solido gel poroso leggero su scala nanometrica, è noto per la sua struttura superiore, l'ampia superficie specifica, l'elevato volume dei pori, la stretta distribuzione delle dimensioni dei pori e la buona trasparenza.△ Principio del poliuretano chimicamente opacoL'opacizzazione può essere ottenuta anche attraverso metodi chimici, in cui composti fotoassorbenti vengono introdotti nella resina di rivestimento tramite reazioni chimiche per alterare le proprietà ottiche del film di rivestimento. Le resine autoopacizzanti sono resine di rivestimento che producono una superficie opaca durante la formazione del film senza l'aggiunta di polveri o cere opacizzanti esterne. I loro componenti presentano proprietà fisico-chimiche e gruppi funzionali simili alle particelle di agente opacizzante, garantendo una buona compatibilità e indici di rifrazione costanti quando miscelati con altre resine, risolvendo efficacemente i problemi associati agli agenti opacizzanti esterni. Inoltre, poiché gli agenti opacizzanti esterni spesso differiscono nell'indice di rifrazione rispetto alla matrice di rivestimento, è difficile bilanciare opacizzazione e trasparenza, limitandone l'idoneità per determinate applicazioni. Pertanto, le resine di rivestimento autoopacizzanti che non si basano su agenti opacizzanti esterni hanno attirato ampia attenzione. Il loro meccanismo di opacizzazione prevede principalmente l'introduzione di particelle incompatibili durante la sintesi polimerica, ad esempio attraverso la modifica del silicio organico o la modifica della reticolazione. Ad esempio, nelle resine poliuretaniche opacizzate a base acquosa modificate con silicio organico, segmenti di silicone idrofobico migrano verso la superficie del film di rivestimento durante la formazione del film, creando una superficie microscopicamente ruvida. Ciò conferisce al poliuretano caratteristiche sia organiche che inorganiche, migliorandone efficacemente la resistenza all'acqua, la stabilità termica e le proprietà meccaniche. La reticolazione altera la struttura lineare del poliuretano, formando una fitta rete di macromolecole poliuretaniche. Ciò aumenta la dimensione delle particelle dell'emulsione poliuretanica e, durante l'essiccazione, le particelle più grandi si accumulano formando una superficie ruvida. Inoltre, la fitta rete reticolata migliora significativamente la resistenza al calore, all'acqua e agli agenti chimici del poliuretano a base acquosa.I ricercatori hanno preparato con successo emulsioni di resina poliuretanica autoopacante a base acquosa modificata e reticolata internamente utilizzando un metodo di estensione post-catena. I film risultanti presentano caratteristiche superficiali ruvide. In Figura 2, con diversi livelli di aggiunta di reticolante (0,35%, 0,45%, 0,55% e 0,65%), le immagini dei film al microscopio elettronico a scansione (SEM) sono mostrate in Figura 2, contrassegnate rispettivamente come stadi a, b, c e d. Queste emulsioni presentano una dimensione media delle particelle superiore a 1 μm e un livello di brillantezza di circa 2,0 a un angolo di 60°, soddisfacendo pienamente i requisiti di opacizzazione. Prospettive di sviluppo delle resine autoopacizzanti △ Vantaggi delle resine autoopacheResine di rivestimento opache svolgono un ruolo fondamentale nell'applicazione di resine poliuretaniche a base acquosa, attirando notevole attenzione da parte dell'industria dei rivestimenti, pur ponendo sfide in termini di stabilità. Tuttavia, l'emergere di resine autoopacizzanti e di resine opacizzante a microsfere, che non richiedono agenti opacizzanti esterni e offrono un'eccellente stabilità della resina e prestazioni di rivestimento superiori, indica che diventeranno una tendenza dominante in futuro.△ Tendenze di sviluppo futuroPertanto, è essenziale intensificare gli sforzi di ricerca e sviluppo sulle resine poliuretaniche opacizzanti a base acqua per promuoverne un più ampio sviluppo. Lo sviluppo di resine autoopacizzanti sarà un obiettivo chiave per il futuro del poliuretano a base acqua.