Quels sont les éléments de sélection des oligomères UV pour les formulations de vernis photopolymérisables ?
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.
Les vernis photopolymérisables, également connus sous le nom de vernis UV, utilisent la lumière UV comme source d'énergie pour polymériser le vernis. Ils peuvent être durcis rapidement sur des substrats tels que le papier, le plastique, le cuir et le bois, sans nécessiter de chaleur. Les vernis photopolymérisables sont principalement composés de résines photopolymérisables (oligomères), de photoinitiateurs (photosensibilisateurs), de diluants et d'additifs. Les résines photopolymérisables sont généralement des résines de faible poids moléculaire avec des liaisons insaturées, telles que les polyesters insaturés, les oligomères acryliques, etc. Cet article traite des éléments de sélection des résines photopolymérisables (oligomères) dans les formulations de peintures photopolymérisables.
I. Viscosité.
Le choix d'une résine à faible viscosité permet de réduire la quantité de diluant actif. Mais les résines à faible viscosité ont souvent une faible masse moléculaire relative, ce qui affecte les propriétés physiques et mécaniques du film durci.
Deuxièmement, la vitesse de polymérisation de la lumière.
En règle générale, plus le degré fonctionnel de la résine photopolymérisable est élevé, plus la vitesse de photopolymérisation est rapide, la vitesse de photopolymérisation de l'acrylate époxy est rapide, la vitesse de photopolymérisation de l'oligomère modifié par l'amine est également rapide. Il est très important de choisir une résine ayant une vitesse de photopolymérisation rapide, ce qui permet non seulement de réduire la quantité de photo-initiateur, mais aussi de répondre aux exigences de polymérisation rapide de la ligne de revêtement photopolymérisable.
Troisièmement, les propriétés physiques et mécaniques.
Les propriétés physiques et mécaniques du film de peinture photopolymérisable sont principalement déterminées par la performance du film de polymérisation de la résine photopolymérisable, et les propriétés physiques et mécaniques des différentes variétés de peinture photopolymérisable sont différentes, le choix de la résine photopolymérisable est également différent. Les propriétés physiques et mécaniques du film de peinture sont principalement les indicateurs suivants.
Dureté : dureté générale des époxy-acrylates et des polyesters insaturés ; les oligomères contenant une structure à anneaux de benzène sont également propices à l'amélioration de la dureté. Fonctionnalité élevée, densité de réticulation élevée, Tg élevé et dureté élevée.
Flexibilité : les acryliques uréthanes, les acryliques polyesters, les acryliques polyéthers et les acryliques purs sont généralement plus flexibles. Les oligomères contiennent des structures aliphatiques à longue chaîne de carbone et sont flexibles. Plus la masse moléculaire relative est élevée, meilleure est la flexibilité. Faible densité de réticulation, bonne flexibilité. Faible Tg, bonne flexibilité.
Résistance à l'abrasion, la résine uréthane acrylique présente une bonne résistance à l'abrasion. Bonne résistance à l'abrasion pour les oligomères avec formation facile de liaisons hydrogène entre les molécules. Densité de réticulation élevée, bonne résistance à l'abrasion.
Résistance à la traction, les acrylates époxy et les polyesters insaturés ont une résistance à la traction élevée, généralement une masse moléculaire relative plus élevée, une plus grande polarité, moins de flexibilité et des oligomères plus réticulés ont une résistance à la traction plus élevée.
Résistance aux chocs : les résines acryliques d'uréthane, les résines acryliques de polyester, les résines acryliques de polyéther et les acryliques purs ont une meilleure résistance aux chocs. Les oligomères flexibles à faible Tg présentent généralement une bonne résistance aux chocs.
Adhésion, oligomères à faible retrait, bonne adhérence aux substrats ; les oligomères contenant des groupes tels que -OH et -COOH ont une bonne adhérence aux métaux. Oligomères à faible tension superficielle, bonne mouillabilité et bon étalement sur les substrats, bonne adhérence.
Résistance au jaunissement : les résines acryliques polyuréthanes aliphatiques, les résines acryliques polyéther et les acryliques pures présentent une bonne résistance au jaunissement. L'ajout d'agents anti-jaunissement appropriés à la formulation peut souvent améliorer efficacement la résistance au jaunissement des revêtements photopolymérisés.
Résistance chimique : les acrylates époxy, les acryliques polyuréthanes et les acryliques polyesters ont tous une bonne résistance chimique, mais les acryliques polyesters sont moins résistants aux alcalis ; l'augmentation de la densité de réticulation pendant le durcissement accroît la résistance chimique du produit.
Brillance, les acrylates époxy et les polyesters insaturés sont très brillants, la densité de réticulation augmente, la brillance augmente. Tg élevé, indice de réfraction élevé des oligomères, bonne brillance.
Mouillabilité des pigments, les oligomères généraux modifiés par des acides gras et des amines ont une meilleure mouillabilité des pigments, les oligomères contenant des -OH et des -COOH ont également une meilleure mouillabilité des pigments.
Quatrièmement, le retrait de polymérisation de la résine photopolymérisable (oligomère).
Un faible retrait de polymérisation est propice à l'amélioration de l'adhérence du film polymérisé au substrat, les fonctionnalités des oligomères augmentent, la densité de réticulation augmente, le retrait de polymérisation augmente également.
Cinquièmement, la température de transition vitreuse de l'oligomère Tg.
Oligomère Tg élevé, dureté généralement élevée, bonne brillance ; oligomère Tg faible, bonne flexibilité, résistance aux chocs ou...
Sixièmement, toxicité et irritation.
L'oligomère, en raison de sa masse moléculaire relative plus importante, est une résine visqueuse, non volatile, non inflammable et non explosive. Sa toxicité est également faible, de même que l'irritation de la peau.
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Un itinéraire de sélection pratique pour les projets liés aux photoinitiateurs
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
- 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.
- CHLUMICRYL TPGDA: Un point de référence pratique pour les diluants réactifs dans de nombreux systèmes à monomères UV et à jet d'encre.
- CHLUMICRYL THFA: Useful when monomer polarity and flexibility balance are part of the formulation screen.
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.