Wie kann man die Schrumpfung von UV-Kleber reduzieren? Welche Methoden gibt es?
Schnelle Antwort: In den meisten UV-Systemen werden Photoinitiatoren anhand eines ausgewogenen Verhältnisses von Wellenlängenübereinstimmung, Durchhärtung, Farbkontrolle und Liniengeschwindigkeit ausgewählt. Käufer vergleichen in der Regel ein kombiniertes Paket anstelle eines einzelnen Produkts.
Bei der Aushärtung von UV-Klebstoffen findet ein Gelierungsprozess statt. Vor der Gelierung ist das System trotz der Schrumpfung noch flüssig, während nach der Gelierung die Molekularbewegung behindert wird und weitere Aushärtungsreaktionen die Hauptursache für die Schrumpfungsspannung sind. Der Schrumpfungsstress ist daher nicht proportional zur Volumenschrumpfung des gesamten Aushärtungsprozesses. Vielmehr hängt sie von der Volumenschrumpfung nach der Gelierung ab. Je höher die Funktionalitäten der Reaktanten sind, desto geringer ist der Grad der Reaktion der funktionellen Gruppen bei der Gelierung. Daher führt ein Reaktionssystem mit hoher Funktionalität zu einer höheren Schrumpfungsspannung nach der Aushärtung.
Möglichkeiten zur Verringerung der Schrumpfung von UV-Klebstoffen
1. UV-Klebstoffformulierung unter Verwendung von schrumpfungsarmen Monomeren und Oligomeren
In the UV glue formula, the use of low viscosity acrylate oligomer and less dilution monomer is also an effective way to reduce the shrinkage rate. Formulators often compare IBOA Monomer for lower stress with TMPTA-Monomer for higher reactivity and crosslink density.
2. UV-Kleber mit Polymer oder anorganischem Füllstoff
Bei der Methode der Zugabe von Polymeren kann das neu entstandene System und die vorher zugegebenen Polymere zwischen der Phasentrennung, die manchmal während des Aushärtungsprozesses auftritt, auch einen Teil der Volumenschrumpfung ausgleichen. Der Nachteil dieser Phasentrennung ist jedoch, dass sie die Transparenz des ausgehärteten Produkts verringert. Es wurde berichtet, dass die Zugabe von Polyvinylacetat, Polyvinylacetal, Polyester und anderen thermoplastischen Polymeren zu dem radikalischen Polymerisationssystem zu einer erheblichen Verringerung der Volumenschrumpfung führen kann.
3. Die Verwendung einer kationischen oder hybriden Härtungsmethode
Der kationische UV-Kleber verwendet Monomere aus Epoxidharz und Vinylether mit Ium-Salzen als Photoinitiatoren. Die Schrumpfungsrate der kationischen Aushärtungsreaktion von Epoxidharz ist viel niedriger als die der freien Radikalreaktion, so dass die Aushärtungsschrumpfungsrate durch die Verwendung einer kationischen Formel reduziert werden kann.
Hybrid-UV-Kleber ist ein gemischtes System aus freien Radikalen und kationischen Verbindungen, normalerweise in Form von gemischten Acrylat- und Epoxidverbindungen. Dieses hybride UV-Härtungssystem kann die Initiierungseffizienz bei der Fotoinitiierung verbessern, die Vorteile beider Systeme voll ausspielen, die Volumenschrumpfung reduzieren und gute Synergieeffekte bei anderen Eigenschaften haben.
Darüber hinaus können je nach Prozessanforderungen auch UV- und andere Aushärtungsmethoden verwendet werden, wie z. B. UV- und Wärmehärtung oder anaerobe Aushärtungsmethoden, die auch die Aushärtungsschrumpfung reduzieren können.
4. Zugabe von quellendem Monomer
Aus der kationischen Polymerisationsreaktion des Epoxidharzes ist bereits bekannt, dass die Polymerisationsreaktion mit offenem Ring kleiner ist als die Schrumpfungsrate des Polymerisationsvolumens. Bei monocyclischen Monomeren gibt es für jeden in einen kovalenten Bindungsabstand umgewandelten van der Waals-Abstand einen in einen van der Waals-Abstand umgewandelten kovalenten Abstand. Die daraus resultierende Schrumpfung und Quellung kann teilweise ausgeglichen werden. Weitere Untersuchungen ergaben, dass das Ausmaß der Volumenkontraktion bei der ringöffnenden Polymerisationsreaktion mit der Größe des Rings zusammenhängt. Mit zunehmender Größe des Rings nähert sich der Abstand zwischen den Kohlenstoff- und Sauerstoffatomen, die kovalente Bindungen öffnen, dem van-der-Waals-Abstand an, so dass die Volumenkontraktion abnimmt. Derzeit sind die Kosten für Monomere des Spiro-Ring-Typs sehr hoch, so dass ihre praktische Anwendung noch sehr gering ist, aber es ist eine vielversprechende Methode zur Beseitigung der Schrumpfung von UV-Klebern.
How formulators usually evaluate this photoinitiator topic
Wenn technische Einkäufer oder Formulierer Photoinitiatoren prüfen, ist der nützlichste Entscheidungsrahmen normalerweise die Aushärtungsqualität plus die Anwendungsanpassung: welches Paket zuverlässig aushärtet, ein akzeptables Erscheinungsbild behält und unter den Bedingungen von Lampe, Schichtdicke und Substrat des tatsächlichen Prozesses noch funktioniert.
- Ordne zuerst das Paket der Lampe zu: Quecksilberdampflampen, UV-LEDs und sichtbare Lichtsysteme können dieselben Photoinitiatoren sehr unterschiedlich einstufen.
- Prüfen Sie Härtungstiefe und Oberflächenhärtung separat: Ein Film, der sich oberflächlich trocken anfühlt, kann darunter dennoch schwach sein.
- Gelbvergilbung ausgleichen mit Reaktivität: Die stärkste UV-Härtungsroute ist nicht immer die beste kommerzielle Wahl, wenn Farbe oder Migrationsrisiko inakzeptabel werden.
- Verwenden Sie die endgültige Formel als Maßstab: Pigment beladung, Monomerpaket und Filmdicke können alle die scheinbare Rangfolge desselben Initiators verändern.
Empfohlene Produktreferenzen
- CHLUMINIT TPO-L: Ein starker, vergilbungsarmer Referenzlack für LED-orientierte UV-Systeme.
- CHLUMINIT 819: Nützlich, wenn eine Formulierung eine stärkere Penetration und eine tiefere Aushärtungsunterstützung benötigt.
- CHLUMICRYL IBOA: Ein starkes Referenzmonomer mit niedriger Viskosität, wenn sowohl Härte als auch gute Fließfähigkeit wichtig sind.
- CHLUMICRYL TMPTA: Ein Standard-Benchmark für reaktive Monomere, wenn eine höhere Vernetzungsdichte erforderlich ist.
Häufig gestellte Fragen für Käufer und Formulierer
Warum sind gemischte Photoinitiatorpakete so verbreitet?
Da ein Produkt die Vergilbung oder die Lampenpassform gut kontrollieren kann, während ein anderes die Aushärtungstiefe oder die Leistung bei hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessert, ist das Gesamtpaket oft stärker als eine einzelne Sorte.
Sollte eine unvollständige Heilung immer durch Zugabe von mehr Initiator behoben werden?
Nicht automatisch. Die eigentliche Einschränkung kann die Lampe, die Filmdicke, die Pigmentierung oder das restliche reaktive System sein, anstatt einer einfachen Unterdosierung.