Vergleich von UV-Radikalhärtung und kationischer Härtung
Ultraviolett (UV)-härtende Beschichtungen sind neue umweltfreundliche Beschichtungen, die erstmals Ende der 1960er Jahre in Deutschland entwickelt wurden. Sie haben die Vorteile einer hohen Effizienz, Energieeinsparung, Umweltfreundlichkeit, schnellen Filmbildung und ausgezeichneten Beschichtungsleistung und wurden daher schnell entwickelt. Im Jahr 1994 wurden in China 3.100 bis 3.300 Tonnen verschiedener Arten von UV-härtenden Beschichtungen verbraucht, und im Jahr 1998 belief sich der Verbrauch auf 6.200 bis 6.400 Tonnen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von mehr als 25%. Bei der UV-Härtung unterscheidet man zwischen der freien radikalischen und der kationischen Härtung. Domestic freie radikale Aushärtung ist jetzt allgemein verwendet, kationische Aushärtung wurde auch in einer Reihe von Literatur überprüft. Allerdings ist die spezifische Verwendung von kationischen Aushärtung Technologie, inländische nicht berichtet worden; UV freie radikale und kationische Aushärtung in der Verwendung und Leistung der Unterschiede zwischen den beiden, sondern auch nicht gesehen haben, die einschlägige Literatur.
1) Vergleich der Mechanismen der UV-Radikalhärtung und der kationischen Härtung
Unter UV-Bestrahlung, die Zersetzung der verschiedenen Fotoinitiatoren produzieren unterschiedliche Ergebnisse, einige produzieren freie Radikale, einige produzieren Kationen, freie Radikale oder Kationen können die entsprechenden zwitterionischen und reaktiven Verdünner mit reaktiven Aktivität auslösen, Polymerisationsreaktionen auftreten, die Bildung von dreidimensionalen Netzwerkstruktur des Polymers.
Bei der durch UV-Strahlung ausgelösten radikalischen Polymerisation ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass die Kette der freien Radikale deaktiviert oder abgebrochen wird, und es gibt weniger Möglichkeiten, die Polymerisation fortzusetzen und auszuhärten, wenn das Licht ausfällt. Außerdem kann Sauerstoff leicht mit freien Radikalen reagieren, um stabilere Peroxy-Radikale zu erzeugen, so dass Sauerstoff eine Rolle bei der Blockierung der Polymerisation spielt. In der kationischen Polymerisation (es gibt auch eine kleine Anzahl von freien Radikalen generiert, aber vor allem Kation-initiierte Aushärtung), weil die Kationen können nicht zwischen den beiden gekoppelt werden, wird nicht mit Sauerstoff reagieren. Selbst wenn die Kettenübertragungsreaktion stattfindet, wird ein neues kationisches aktives Zentrum gebildet, so dass die kationische Aushärtungsreaktion weiterläuft.
2) Vergleichstest der Aushärtungsgeschwindigkeit von radikalischen und kationischen Formulierungen
Ob auf Papier oder Aluminium, die radikalische Formulierung härtet schneller aus als die kationische Formulierung. Dies liegt daran.
kationischer Initiator durch UV-Bestrahlung, was zu einem supersauren aktiven Zentrum führt, aufgrund der Anwesenheit von alkalischen Verunreinigungen im System wird das aktive Zentrum zuerst durch Alkali neutralisiert, was zur Geschwindigkeit des kationischen Polymerisationsmantels führt.
Als kationische Aushärtung Initiator meist Aryljodid (Schwefel) Ionium-Salz, UV-Bestrahlung, das kationische aktive Zentrum durch das größere Volumen erzeugt, die Epoxy-Gruppe auf das Kohlenstoffatom anzugreifen, um bimolekulare nukleophile Substitution (Sw2), die Website-Widerstandseffekt ist größer, und freie radikale Polymerisation gibt es nicht diese Website-Widerstandseffekt, so dass die kationische Poly-Tabelle Geschwindigkeit ist langsamer als das freie Radikal.
3) Vergleich des Einflusses von Sauerstoff auf die Aushärtungsgeschwindigkeit der beiden
Sauerstoff beeinflusst die Geschwindigkeit der radikalischen Härtung erheblich, während die Wirkung auf das Kation sehr schwach ist. Die blockierende Wirkung von Sauerstoff auf die radikalische Polymerisation wird durch die Formel für den Mechanismus deutlich, da O2 sehr leicht mit dem Radikal R- reagieren kann, um das Peroxy-Radikal ROO- zu erzeugen, das die radikalische Polymerisation nur schwer einleiten kann. Die Reaktionskonstante der Radikale R- und O: ist 104 bis 105 Mal größer als die von R- und Monomermolekülen. Wenn also O2 in der Beschichtung vorhanden ist, wird R- zuerst mit O2 reagieren und verbraucht werden, was die Reaktionsgeschwindigkeit stark verlangsamt. Außerdem hat O2 zwei weitere ungepaarte Elektronen mit entgegengesetzten Spinrichtungen und ist ein stabiler Triplett-Zustand. Unter UV-Bestrahlung wird es jedoch sehr aktiv und kann sich mit dem angeregten Zustand des Photoinitiators verbinden und dann in den Grundzustand des Photoinitiators und den einfach-linearen Zustand von O2 zerfallen. seine Reaktionsgeschwindigkeitskonstante k um bis zu 109 Größenordnungen Kaw, wodurch die Effizienz des Photoinitiators verringert wird. Während des kationischen Aushärtungsprozesses reagiert O2 nicht mit dem vom Initiator erzeugten stark sauren aktiven Zentrum. Selbst wenn eine Spur von O2 in der Beschichtung vorhanden ist, hat es daher eine große blockierende Wirkung auf die radikalische Härtung, während es auf das kationische System nur geringe Auswirkungen hat.
4) Vergleich des Einflusses der Temperatur auf die Aushärtungsgeschwindigkeit
Die Kontrolle der Temperatur ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Um die Auswirkung der Temperatur auf die Aushärtungsgeschwindigkeit zu untersuchen, wurden die beiden oben genannten Formulierungen bei unterschiedlichen Temperaturen ausgehärtet, und die Aushärtungsgeschwindigkeit sowohl der radikalischen als auch der kationischen Formulierungen nahm mit steigender Temperatur tendenziell zu. Dies liegt daran, dass der Photoinitiator die geringste Initiierungsrate im photoinitiierten Polymerisationsprozess hat und der langsamste Schritt bei der Steuerung der Reaktion ist. Eine Erhöhung der Temperatur ist für den Initiator förderlich, um die für die Zersetzung und die schnelle Bildung von freien Radikalen oder Kationen erforderliche Aktivierungsenergie zu erhalten, und die Temperatur ist für die Öffnung der n-Bindung oder des Rings in der Doppelbindung des Polymerisationssystems förderlich, wodurch die Polymerisationsreaktion ausgelöst wird, so dass die Aushärtungsgeschwindigkeit der Beschichtung beschleunigt wird. Allerdings ist der Initiator leicht zu thermischen Zersetzung, so dass die Aushärtungstemperatur in der Regel unter 80℃ gesteuert wird.
5) Vergleich der Gesamtleistung der Beschichtung
Kationische Aushärtung System als freie radikale Aushärtung System Haftung ist ausgezeichnet, vor allem die kationische System in Aluminium erreicht hat 100% Haftung. Der Grund für diesen Unterschied, weil von der freien radikalen Aushärtung Mechanismus und kationische Aushärtung Mechanismus kann in der freien radikalen Polymerisation, Monomer oder zwitterionische Abstand von der van der Waals Kraft Abstand vor der Aushärtung auf die kovalente Bindung Abstand nach der Aushärtung und Aushärtung Geschwindigkeit gesehen werden, so dass die Volumenschrumpfung ist offensichtlich, was zu hohen inneren Spannungen und schlechte Haftung. Obwohl die gleiche Volumenschrumpfung, die durch den Abstand zwischen der Van-der-Waals-Kraft-Aktion und der kovalenten Bindung nach der Aushärtung verursacht wird, bei der Polymerisation von Epoxidverbindungen besteht, öffnet sich andererseits bei der Polymerisation des Epoxidmonomers der Ring im Monomer, um eine Kettenstruktureinheit zu bilden, die größer ist als die Molekularstruktur des Monomers, wodurch ein Teil der Volumenschrumpfung kompensiert wird. Dadurch wird die Haftung zwischen dem kationisch gehärteten Film und dem Substrat im Vergleich zu freien Radikalen erheblich verbessert. Vergleicht man die Lösungsmittelbeständigkeit von radikalisch und kationisch gehärteten Beschichtungen, so ist der Unterschied signifikant, und die Lösungsmittelbeständigkeit von kationisch gehärteten Beschichtungen verbessert sich mit der Zeit erheblich. Der Reaktionsmechanismus der freien Radikale zeigt, dass sich die Lösungsmittelbeständigkeit bei der radikalischen Polymerisation mit zunehmender Dauer nicht wesentlich ändert, da die radikalische Aushärtung schnell erfolgt und die Beschichtung in kurzer Zeit innen und außen getrocknet werden kann. Kationische Polymerisation ist anders, wenn die UV-Lichtquelle entfernt wird, wird das kationische aktive Zentrum im System nicht zwei kombiniert werden und verschwinden, auch wenn es eine Kettenübertragungsreaktion (siehe kationische Aushärtung Mechanismus Formel), wird auch in der Kettenabbruch zur gleichen Zeit, wird es ein neues kationisches aktives Zentrum sein. Daher wird nach UV-Bestrahlung, die erste in einer relativ kurzen Zeit, um eine Aushärtung Film auf der Oberfläche der Beschichtung zu bilden, zu erreichen "Oberfläche trocken", nachdem die Beschichtung verlässt die UV-Lichtquelle, die innere Beschichtung Film noch in großen Mengen von Kationen, weiterhin die Ring-Reaktion mit Epoxy-Verbindungen zu öffnen, von der Oberfläche und innen, die Bildung eines polymeren vernetzten ganzen, zu trocknen. Daher ist die Lösungsmittelbeständigkeit des kationisch gehärteten Beschichtungsfilms mit zunehmender Zeitdauer stark verbessert.
6) Schlussfolgerung
UV-freie radikalische Aushärtung und kationische Aushärtung Aushärtungsgeschwindigkeit mit der Erhöhung der Temperatur, und die freie radikalische Aushärtung Geschwindigkeit ist größer als die kationische Aushärtung Geschwindigkeit.
freie radikalische Aushärtung Geschwindigkeit, Volumenschrumpfung, schlechte Haftung, kationische Aushärtung Volumenschrumpfung ist klein, ausgezeichnete Haftung.
Sauerstoff hat eine signifikante Koaleszenz blockierende Wirkung auf freie Radikale härten. Kationische Aushärtung ohne Sauerstoff blockierende Wirkung, aber es gibt eine "dunkle Reaktion", mit der Verlängerung der Zeit, seine Lösungsmittel Widerstand stark verbessert;.
Vergleich zwischen den beiden, freie radikale Härtung ist geeignet für die Haftung Anforderungen sind nicht sehr hoch, sondern erfordert eine schnelle Aushärtung von Farben und Beschichtungen, kationische Härtung Technologie ist geeignet für hohe Anforderungen an die Haftung von Farben und Beschichtungen.
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