수성 코팅의 핀홀 및 크레이터 결함 해결

수성 코팅의 핀홀 및 크레이터 결함 해결

소개

완벽한 도막 효과를 내는 것은 어렵지만, 완벽을 추구하는 것은 모든 산업 및 건축용 코팅의 기본입니다. 그러나 수성 페인트를 제조하거나 도포할 때 두 가지 성가신 표면 결함이 발생합니다. 핀홀 그리고 분화구 (일명 "물고기 눈"이라고도 하는) 기포는 관리하기 어렵습니다. 이러한 결함은 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라 페인트의 보호 기능을 저하시켜 조기 손상을 초래할 수 있습니다.

이러한 결함은 다양한 요인에 의해 발생할 수 있으며, 때로는 여러 요인이 중첩되기도 하지만, 근본 원인(주로 표면 장력 현상과 관련됨)을 이해하면 체계적인 접근 방식을 통해 지속적인 해결책을 찾을 수 있습니다. 이 글에서는 이러한 결함의 과학적 원리를 자세히 살펴보고, 체계적인 문제 해결 방법을 제시하며, 기판 습윤제와 같은 고급 첨가제를 사용하여 표면 장력을 효과적으로 줄이는 방법을 보여줍니다. iSuoChem 실리콘계 습윤제 LD-8270 (TEGO® 270의 대안) 및 비이온성 실리콘 습윤제 WTA-245T (TEGO® 245의 대안으로) 기판 습윤성을 빠르게 최적화하고 이러한 문제점을 개선합니다.

근본 원인을 찾으세요

표면장력 역학 표면 장력은 미세 구멍과 크레이터 형성을 결정하는 핵심 요소입니다. 표면 장력은 액체 표면이 늘어난 탄성 시트처럼 작용하게 하는 액체의 특성입니다. 코팅이 기판을 적시려면(즉, 기판에 고르게 퍼지려면) 코팅의 표면 장력이 기판의 표면 에너지보다 작아야 합니다. 바로 이러한 이유 때문에 습윤제가 중요한 것입니다.

물 수성 코팅제의 주요 담체이며, 표면 장력이 매우 높습니다(약 ). 20°C에서 72.8 mN/m이는 대부분의 유기 용매 및 일반적인 기판(플라스틱, 기름칠한 금속 또는 다층 코팅 등)의 임계 표면 장력보다 훨씬 높습니다. 물의 높은 표면 장력 때문에 코팅이 잘 녹지 않습니다. 특수 습윤제 첨가제는 이 장력을 낮춰 코팅이 잘 퍼지도록 합니다.

미세 구멍(용매 터짐)

핀홀은 코팅을 관통하는 작은 구멍으로, 바늘 끝처럼 생겼습니다. 이러한 핀홀은 일반적으로 다음과 같은 원인으로 발생합니다. 용매 팝핑이 현상은 코팅 표면이 너무 빨리 형성되어 공기, 수증기 또는 용매 분자가 코팅 아래에 갇힐 때 발생합니다. 이렇게 갇힌 휘발성 물질이 빠져나가려고 할 때, 반건조된 표면층 아래에서 터지면서 코팅이 완전히 경화되기 전에 스스로 평평해지지 않는 기포를 형성합니다. 코팅 두께가 지나치게 두껍거나, 코팅층 사이의 증발이 불충분하거나, 과도한 공기 흐름으로 인해 표면층이 조기에 형성될 경우 이러한 현상이 더욱 악화됩니다. 평활제와 습윤제를 함께 사용하는 것이 적절한 해결책입니다. 이렇게 하면 보다 균일한 도막 형성이 가능해져 이러한 기포 발생 위험을 줄일 수 있습니다.

크레이터(피쉬아이)

크레이터는 페인트 막에 그릇 모양으로 움푹 들어간 자국으로, 보통 가장자리가 있습니다. 이는 국부적인 표면 장력 차이의 결과이며, 이러한 현상은 다음과 같은 과정을 통해 설명됩니다. 마랑고니 효과이 현상에 따르면 유체는 표면 장력이 낮은 영역에서 표면 장력이 높은 영역으로 흐릅니다. 실리콘 오일, 그리스 또는 상용성이 없는 소포제 입자와 같이 표면 장력이 매우 낮은 오염 물질이 젖은 도막에 떨어지거나 도막 내에 존재할 경우, 표면 장력이 낮은 지점이 생성됩니다. 표면 장력이 더 높은 주변 도막은 이 지점에서 떨어져 나가면서 홈이 생깁니다. 이러한 오염 물질은 기판, 도장 장비 또는 도료 자체에서 발생할 수 있습니다. 고효율 습윤제 또한 표면 장력의 균형을 유지하는 데 도움이 되어 이러한 구멍이 생기는 것을 방지합니다.

체계적인 문제 해결 접근법

제품을 추가하기 전에 다른 요인들을 고려하십시오. 논리적으로 구성된 문제 해결 과정은 장기적으로 안정적인 결과를 보장하는 가장 좋은 방법입니다. 위에서 언급한 물리적 조건이 충족되지 않으면 화학 습윤제를 첨가하는 것이 가장 간단한 해결책입니다.

첨가제 솔루션 - 표면 장력 균형 복원

특히 고강도 코팅을 제조할 때는 공정 최적화가 만능 해결책이 아니며, 계면활성제 첨가제가 필수적입니다. 이러한 첨가제는 계면(액체-기체 계면 및 액체-기판 계면)으로 이동하여 표면 장력을 균형 있게 조절합니다.

화학 첨가제에는 크게 두 가지 유형이 있습니다.

• 폴리실록산 첨가제: 표면 장력이 매우 낮기 때문에 이러한 첨가제는 코팅에 우수한 기판 습윤성 및 유동성을 부여합니다.하지만 다층 시스템에서 층간 접착력을 저해할 수 있습니다. 이 유형은 고효율 실리콘계 습윤제에 가장 일반적으로 사용되는 화학 물질입니다.
• 폴리아크릴레이트 첨가제: 이러한 첨가제는 코팅 표면의 크레이터와 미세 구멍을 효과적으로 제거하고 평탄화를 촉진하며, 폴리실록산 첨가제처럼 표면 장력을 크게 감소시키지 않으므로 재코팅 성능에 영향을 미치지 않습니다.

표면 장력이 과도하거나 저에너지 오염물질로 인해 습윤성이 저하되는 경우, 고효율 제품을 사용해 보세요. 폴리에테르 실록산 공중합체 습윤제가 이상적입니다.

이러한 첨단 첨가제는 100% 폴리에테르 실록산 공중합체입니다. 강력한 시너지 효과를 제공하도록 설계되었습니다.

• 표면 장력의 급격한 감소: 이러한 요소들은 코팅의 표면 장력을 기판의 표면 에너지보다 낮춰 코팅의 즉각적인 자발적 습윤을 촉진합니다.
• 수축 방지 및 핀홀 제거: 이러한 제품들은 처음부터 균일한 필름 형성을 촉진하고 핀홀과 수축을 최소화합니다. 고품질 습윤제는 필름이 끊김 없이 유지되도록 보장합니다.
• 탁월한 분화구 방지 효과: 균일한 장력장을 형성하고 부식을 유발하는 마랑고니 유동을 억제함으로써 코팅이 미세 오염 물질을 "무시"하거나 멀리 흘러가도록 합니다.
• 폭넓은 적용 가능성: 이 제품들은 플라스틱, 금속, 유리, 목재와 같이 코팅하기 어려운 재질에도 효과적입니다.
• 우수한 재도장 특성: 다른 실리콘 코팅과 비교했을 때, 이 제품의 제형은 층간 접착력 저하로 인한 잠재적인 문제를 줄이도록 설계되었습니다.

작동 방식

iSuoChem 습윤제 LD-8270 및 WTA-245T 이 물질들은 코팅-기판 계면에서 분자들을 정렬시킵니다. 접촉각을 감소시키고 액체를 연속적이고 균일한 막으로 퍼뜨립니다. 이를 통해 후속적인 평탄화 및 용매 증발 단계가 기판 전체가 완전히 젖은 상태에서 진행되어, 불균일한 막 형성으로 인한 핀홀과 입자 주변의 탈수로 인한 피트 발생을 최소화합니다. 권장 첨가량은 일반적으로 다음과 같습니다. 0.1% ~ 1.0% 전체 배합 중량의 일부에 해당합니다. 따라서 이 습윤제는 고급 마감재에 비용 효율적인 솔루션이 됩니다.