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Inicio / Noticias / Noticias de la industria / ¿Por qué el recubrimiento desarrolla burbujas después de la aplicación de una película gruesa?
Noticias de la industria
Recubrimientos industriales · Recubrimientos para pisos · Recubrimientos para madera · Aplicación de película gruesa
En aplicaciones de recubrimientos industriales, de pisos y de madera, la aplicación de películas gruesas es común, lo que reduce las pasadas de aplicación y al mismo tiempo logra la formación de película deseada. Pero a medida que aumenta el espesor de la película de una sola capa, el aire y los volátiles atrapados dentro de la película se vuelven más difíciles de escapar, lo que se manifiesta después del secado como burbujas y defectos superficiales con ampollas. Cuando esto sucede, el instinto es ajustar el antiespumante. En la práctica, el antiespumante es solo uno de los factores relevantes: las burbujas de capa gruesa generalmente involucran simultáneamente el espesor de la película, el método de aplicación, la viscosidad del sistema, la evaporación del solvente y las condiciones de secado.
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¿Por qué una capa fina es normal y una capa gruesa produce burbujas?
En la película delgada, las burbujas están cerca de la superficie y tienen oportunidad de escapar después de la aplicación. Cuando el espesor de la película aumenta, las burbujas deben recorrer un camino más largo antes de salir de la película. Si la superficie de la película ya ha comenzado a secarse o curarse, la liberación interna de gas se restringe aún más. Algunas formulaciones se prueban normalmente en películas delgadas, pero muestran burbujas tan pronto como aumenta el espesor de la película.
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No se puede ignorar el aire introducido durante la aplicación
La dispersión a alta velocidad, la agitación, la recirculación y la aplicación por pulverización introducen aire en el recubrimiento. En sistemas de baja viscosidad, las microburbujas pueden elevarse y escaparse después de la aplicación. En formulaciones tixotrópicas o con alto contenido de sólidos, alta viscosidad, la velocidad de movimiento de las burbujas disminuye. El recubrimiento grueso aumenta el espacio interno, lo que hace que sea más probable que quede aire atrapado, formando defectos visibles en la película curada.
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La rápida evaporación del disolvente también puede atrapar burbujas en el interior
En los recubrimientos a base de solventes, la tasa de evaporación del solvente debe coincidir con la formación de la película. Si el secado de la superficie es demasiado rápido, se forma una piel relativamente densa antes de que el disolvente interno haya terminado de migrar hacia afuera. La película gruesa amplifica esta diferencia en la velocidad de secado de la superficie interior: la migración restringida hacia el exterior de los volátiles internos forma burbujas. Cuando aparecen ampollas en capas gruesas, también se debe comprobar el sistema disolvente y las condiciones de secado, no sólo el antiespumante.
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La alta viscosidad del sistema hace que sea más difícil escapar de las burbujas
La viscosidad del recubrimiento afecta la liberación de burbujas. En los sistemas de alta viscosidad, las burbujas experimentan más resistencia al movimiento: tanto subir como romperse se vuelven más difíciles. Si la aplicación de una película gruesa se combina con una alta viscosidad de aplicación y una fuerte tixotropía, es aún más probable que las burbujas queden atrapadas en el interior. Por lo tanto, los sistemas de película gruesa requieren atención simultánea a la viscosidad de la aplicación, el estado tixotrópico y la ventana de flujo disponible después de la aplicación.
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Cómo ajustar el antiespumante
El antiespumante actúa principalmente sobre la ruptura de las burbujas, suprime la espuma y ayuda a la liberación de microburbujas del sistema. Cuando un recubrimiento grueso produce grandes cantidades de microburbujas, se recomienda realizar pruebas de gradiente de rango pequeño con diferentes tipos de antiespumantes y niveles de adición, sin aumentar directamente la adición de manera significativa. Pruebe simultáneamente: recuento de burbujas internas; estado de la superficie de la película; cambio de brillo; cráteres; y nivelación del rendimiento. El cambio en la cantidad de antiespumante afecta no sólo al estado de la espuma, sino que también puede afectar la apariencia de la superficie de la película.
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¿Por qué todavía quedan más antiespumantes y burbujas?
Si la fuente del problema es el espesor de la película, la evaporación del solvente o el aire introducido durante la aplicación, aumentar el antiespumante no puede cambiar fundamentalmente todo el proceso de formación de la película. Por ejemplo, si ya se incorpora una gran cantidad de aire durante la aplicación y la superficie de la película se seca rápidamente, no hay tiempo suficiente para que escape el gas interno, incluso con una mayor adición de antiespumante. El ajuste del antiespumante se trata mejor como parte de la optimización general de la formulación, no como la única solución a todos los problemas de burbujas de capa gruesa.
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El sustrato también puede ser una fuente de burbujas
Algunos sustratos porosos o altamente absorbentes liberan aire interno después de la aplicación. Particularmente durante la aplicación de una película gruesa o el calentamiento posterior, el aire dentro del sustrato se expande y migra hacia el recubrimiento. En tales casos, incluso si el propio antiespumante del recubrimiento funciona normalmente, aún pueden aparecer ampollas en la superficie de la película. Diagnosticar si las burbujas se originan en el interior del revestimiento o en el sustrato requiere experimentos de comparación con diferentes sustratos, capas de imprimación adicionales o métodos de aplicación modificados.
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Recubrimientos para hornear: observe la rampa de calentamiento
Para los recubrimientos termocurables, también merece atención la velocidad de rampa de calentamiento. Si la temperatura aumenta demasiado rápido, el disolvente o el aire dentro de la película pueden liberarse rápidamente mientras la superficie ya ha comenzado a curarse, y el gas interno no puede escapar. Ajustar la curva de calentamiento, permitir un tiempo de evaporación y nivelación adecuado y comparar diferentes perfiles de rampa son ajustes relevantes.
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¿Cómo diagnosticar sistemáticamente las burbujas de capa gruesa?
Paso 1: Espesor de la película: compare las diferencias de burbujas entre la aplicación fina y espesa. Paso 2 — Método de aplicación: verifique si la agitación, la pulverización y la recirculación introducen aire fácilmente. Paso 3: Estado del sistema: considere la viscosidad, la tixotropía y el tiempo de flujo disponible después de la aplicación. Paso 4 — Evaporación y curado: verifique la velocidad de evaporación del solvente y la rampa de horneado. Paso 5 — Antiespumante: prueba de gradiente en diferentes tipos y niveles, observando la apariencia de la película simultáneamente. Paso 6 — Sustrato: si las burbujas se reducen significativamente con un sustrato diferente, investigue la porosidad y la liberación de aire interna.
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Diferentes sistemas de recubrimiento: diferentes requisitos antiespumantes
Los sistemas a base de agua, los sistemas a base de solventes, los sistemas con alto contenido de sólidos y los recubrimientos de película gruesa difieren en la forma en que se forman y liberan las burbujas. Por lo tanto, la detección del antiespumante no solo debe observar la espuma de la superficie inmediatamente después de agregar el antiespumante; también es necesario realizar pruebas en el espesor real de la película de aplicación. Para formulaciones de capa gruesa, la verificación utilizando un espesor de película cercano a las condiciones de aplicación reales, combinada con la comparación de las condiciones de almacenamiento, secado y horneado, brinda resultados que representan más fielmente la aplicación real.
Resumen
Las burbujas de capa gruesa requieren juicio sobre múltiples factores. El aumento del espesor de la película hace que sea más difícil escapar del gas interno; El aire introducido por la aplicación, la viscosidad del sistema, la evaporación del disolvente, las condiciones de secado y curado y el estado del sustrato pueden amplificar este problema. El antiespumante es una importante palanca de ajuste de la formulación, pero debe seleccionarse mediante pruebas de gradiente en el sistema específico. Identificar primero la fuente de las burbujas y las condiciones de formación, y luego abordar el proceso de formulación y aplicación juntos, suele ser más efectivo que simplemente aumentar la dosis de antiespumante.
Película más gruesa = camino de escape más largo para el aire atrapado
El aire introducido en la aplicación aumenta la carga de burbujas de la película.
La superficie seca rápidamente sella los volátiles antes de que escapen.
La alta viscosidad retarda el ascenso y la ruptura de las burbujas.
La porosidad del sustrato puede proporcionar fuentes adicionales de burbujas.
La velocidad de la rampa de horneado afecta el tiempo de escape del gas
Preguntas frecuentes
¿Cómo se puede identificar la fuente de las burbujas (aire introducido en la aplicación versus vapor de solvente versus desgasificación del sustrato) sin equipos costosos?
Por lo general, son suficientes tres comparaciones controladas: (1) Aplique el recubrimiento manualmente sobre un panel de vidrio limpio en el espesor de película objetivo; si aparecen burbujas, se deben a la formulación (evaporación del solvente o antiespumante), no a la aplicación. (2) Rocíe sobre el mismo sustrato utilizado en la producción en comparación con un panel de referencia no poroso (vidrio o metal); si hay sustancialmente menos burbujas en el panel de referencia, la desgasificación del sustrato contribuye. (3) Permita que el recubrimiento se desgasifique en un recipiente durante 30 minutos antes de la aplicación, luego compare el recuento de burbujas; si el recubrimiento desgasificado muestra menos burbujas, el arrastre de aire de la aplicación es una fuente importante.
¿El uso de una mezcla de solventes de evaporación más lenta siempre ayuda a reducir las burbujas de capa gruesa en los sistemas a base de solventes?
No siempre. Una mezcla de solventes de evaporación más lenta extiende el tiempo antes de que la película se desprenda, dando más tiempo para que escape el vapor generado internamente y el aire arrastrado, lo que ayuda cuando el problema es la formación prematura de la superficie de la superficie que atrapa los volátiles interiores. Sin embargo, si la viscosidad del recubrimiento en el punto de aplicación ya es baja (porque los solventes lentos mantienen la viscosidad baja por más tiempo), esto también puede reducir el gradiente de viscosidad que ayuda a empujar las burbujas hacia la superficie. El equilibrio óptimo de disolvente para la reducción de burbujas en capas gruesas suele ser una mezcla con suficiente disolvente lento para retrasar la formación de piel sin producir una fase de baja viscosidad excesivamente extendida que permita otros defectos.
