Comment réduire le retrait de la colle UV ? Quelles sont les méthodes ?
Réponse rapide : Dans la plupart des systèmes UV, les photoinitiateurs sont sélectionnés en équilibrant la longueur d'onde, la polymérisation en profondeur, le contrôle de la couleur et la vitesse de ligne. Les acheteurs comparent généralement un mélange plutôt qu'un produit isolé.
Le processus de durcissement de l'adhésif UV comporte un processus de gélification. Avant la gélification, le système reste fluide malgré le retrait, tandis qu'après la gélification, le mouvement moléculaire est entravé et les réactions de durcissement ultérieures sont la principale cause de la contrainte de retrait. Par conséquent, la contrainte de retrait n'est pas proportionnelle au retrait volumétrique de l'ensemble du processus de durcissement. Elle dépend plutôt du retrait volumétrique après la gélification. Plus les fonctionnalités des réactifs sont élevées, plus le degré de réaction des groupes fonctionnels est faible lors de la gélification. Par conséquent, un système réactionnel à haut degré de fonctionnalité produira une contrainte de rétrécissement plus élevée après le durcissement.
Moyens de réduire le rétrécissement de l'adhésif UV
1. Formulation de colles UV en utilisant des monomères et des oligomères à faible retrait
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 Monomère IBOA for lower stress with Monomère TMPTA for higher reactivity and crosslink density.
2. Polymère ou charge inorganique ajoutée à la colle UV
Dans la méthode d'ajout de polymères, le système nouvellement généré et les polymères préajoutés entre la séparation de phase qui se produit parfois pendant le processus de durcissement, peuvent également compenser une partie du rétrécissement du volume. Toutefois, l'inconvénient de cette séparation de phase est qu'elle réduit la transparence du produit durci. Il a été rapporté que l'ajout d'acétate de polyvinyle, d'acétal de polyvinyle, de polyester et d'autres polymères thermoplastiques au système de polymérisation radicalaire peut entraîner une réduction significative du retrait volumétrique.
3. L'utilisation d'une méthode de durcissement cationique ou hybride
La colle UV cationique utilise des monomères de résine époxy et d'éther vinylique, avec des sels d'ium comme photo-initiateurs. Le taux de rétrécissement de la réaction de durcissement cationique de la résine époxyde est beaucoup plus faible que celui de la réaction radicalaire, de sorte que le taux de rétrécissement du durcissement peut être réduit en utilisant la formule cationique.
La colle UV hybride est un système mixte de type radicalaire et cationique, généralement sous la forme d'un mélange de composés acryliques et époxydiques. Ce système hybride de durcissement par UV peut améliorer l'efficacité de l'amorçage lorsqu'il est photo-initié, exploiter pleinement les avantages des deux, réduire le retrait volumique et avoir de bons effets synergiques sur d'autres propriétés.
En outre, en fonction des exigences du processus, les UV et d'autres méthodes de durcissement peuvent également être utilisés pour le mélange, comme le durcissement aux UV et à la chaleur ou la méthode de durcissement anaérobie du mélange, ce qui peut également réduire le retrait de durcissement.
4. Ajout du monomère de gonflement
D'après la réaction de polymérisation cationique de la résine époxy, la réaction de polymérisation à anneau ouvert est plus rapide que l'addition de la réaction de polymérisation, et le taux de rétrécissement du volume est plus faible. Pour les monomères monocycliques, pour chaque distance de van der Waals convertie en distance de liaison covalente, il y a une distance covalente convertie en distance de van der Waals. Le retrait et le gonflement qui en résultent peuvent être partiellement compensés. D'autres études ont révélé que l'ampleur de la contraction du volume de la réaction de polymérisation par ouverture de cycle est liée à la taille de l'anneau. Lorsque la taille de l'anneau augmente, la distance entre les atomes de carbone et d'oxygène qui établissent des liaisons covalentes se rapproche de la distance de van der Waals, et la contraction du volume diminue donc. À l'heure actuelle, le coût du monomère de type spiro-anneau est très élevé, de sorte que son application pratique est encore très limitée, mais il s'agit d'une méthode prometteuse pour éliminer le rétrécissement de la colle UV.
Comment les formulateurs évaluent-ils généralement ce sujet de photoinitiateur
Lorsque les acheteurs techniques ou les formulateurs évaluent des photoinitiateurs, le cadre de décision le plus utile concerne généralement la qualité de la polymérisation associée à l'adéquation à l'application : quel paquet polymérise de manière fiable, maintient une apparence acceptable et fonctionne toujours sous la lampe, l'épaisseur du film et les conditions du substrat du processus réel.
- Associez d'abord le paquet à la lampe : Les lampes à mercure, les LED UV et les systèmes de lumière visible peuvent classer de la même manière des photoinitiateurs très différents.
- Vérifier la polymérisation en profondeur et la polymérisation de surface séparément : un film sec en apparence peut être faible en dessous.
- Équilibrer le jaunissement avec la réactivité : La voie de polymérisation profonde la plus forte n'est pas toujours le meilleur choix commercial si la couleur ou le risque de migration deviennent inacceptables.
- Utilisez la formule finale comme référence : La charge de pigment, le paquet de monomère et l'épaisseur du film peuvent tous modifier le classement apparent du même initiateur.
Références de produits recommandées
- CHLUMINIT TPO-L: Une référence solide à faible jaunissement pour les systèmes UV orientés LED.
- CHLUMINIT 819: Utile lorsqu'une formulation nécessite une absorption plus forte et un soutien à une cure plus profonde.
- CHLUMICRYL IBOA: Un monomère de référence solide à faible viscosité lorsque la dureté et une bonne fluidité sont importantes.
- CHLUMICRYL TMPTA: Un monomère réactif standard de référence lorsqu'une densité de réticulation plus élevée est requise.
FAQ pour les acheteurs et les formulateurs
Pourquoi les mélanges de photoinitiateurs sont-ils si courants ?
Parce qu'un produit peut contrôler le jaunissement ou bien s'adapter à la lampe, tandis qu'un autre améliore la profondeur de durcissement ou les performances en vitesse de ligne, l'ensemble complet est souvent plus performant que n'importe quel grade individuel.
Une polymérisation incomplète doit-elle toujours être résolue en ajoutant plus d'initiateur ?
Pas automatiquement. La limitation réelle peut être la lampe, l'épaisseur du film, la teinte du pigment, ou le reste du système réactif plutôt qu'un simple sous-dosage.