Apa saja monomer dan resin akrilat yang digunakan dalam pelapis logam UV?
Aplikasi pelapis UV untuk logam (DTM) memerlukan resin dengan keseimbangan sifat elastisitas dan ketangguhan untuk memastikan bahwa artikel dapat menahan kondisi yang menuntut kemampuan bentuk pasca-proses, termasuk goresan dan abrasi.
Selain itu, lapisan akhir harus sesuai untuk berbagai jenis logam yang mungkin memiliki kontaminasi permukaan yang dapat membuat adhesi menjadi sulit.
Presentasi
Pekerjaan ini akan menyelidiki hasil kinerja monomer dan oligomer akrilat ketika diuji melalui aplikasi penggunaan akhir yang khas, terutama mengukur fleksibilitas dan karakteristik adhesi pelapis.
Zwitterion dengan sifat yang mempromosikan adhesi akan diuji sendiri atau dikombinasikan dengan promotor adhesi fungsional monomer asam untuk menentukan jenis zwitterion terbaik untuk substrat tertentu. Tingkat penambahan promotor adhesi yang tepat juga akan ditentukan untuk mendapatkan hasil performa terbaik. Selain itu, ketahanan kelembaban dalam kaitannya dengan jenis oligomer akan dieksplorasi.
Perkembangan signifikan lainnya dalam industri pembuatan kaleng adalah penghapusan Bisphenol A (BPA) dari pelapis yang digunakan dalam kemasan makanan. Keunggulan kinerja oligomer poliester akrilat dibandingkan BPA epoksi akrilat sangat luar biasa. Masing-masing formulasi yang digunakan dalam penelitian ini hampir bebas BPA.
Eksperimen
Untuk pelapis yang dapat disembuhkan dengan radiasi untuk logam, diperlukan kriteria ketahanan gores dan abrasi yang biasa. Namun demikian, tugas ini menantang, karena pelapis ini perlu diaplikasikan pada berbagai substrat logam dengan sifat permukaan yang berbeda yang dapat memengaruhi adhesi. Selain itu, jika pelapis ini digunakan untuk kaleng dan kemasan yang kaku, tidak hanya diperlukan daya rekat, tetapi juga diperlukan tingkat fleksibilitas untuk menahan proses ketat yang terlibat dalam pembuatan wadah logam jadi. Ketahanan panas dan kelembaban juga merupakan faktor ketika mempertimbangkan proses distilasi yang terkait dengan kemasan makanan atau jika pipa yang dilapisi akan digunakan di luar ruangan.
Untuk memenuhi persyaratan yang sulit ini, dua jenis produk telah dikembangkan. Yang pertama adalah serangkaian monomer ester fosfat, yang digunakan sebagai aditif. Mereka berkisar dalam kelompok fungsional dari mono hingga tri-fungsional dan memiliki nilai asam yang berbeda. Untuk kepentingan diskusi, mereka digambarkan sebagai monomer fungsional asam atau AFM.
. Kelompok kedua paling baik digambarkan sebagai zwitterion akrilik fungsional berbobot molekul tinggi yang memiliki promotor adhesi yang bereaksi dengan rantai utama. Oligomer bersifat bifungsional dan untuk adhesi optimum, komposisi akhir harus 30-50%. Untuk memudahkan diskusi, disarankan agar komponen ini disebut sebagai adhesi yang mempromosikan oligomer atau APO. Daftar komponen ini disediakan pada Gambar 1.
Alkalmazási és kikeményedési feltételek
Az itt választott feltételek a fémdekorációs iparban általánosan használt feltételeket képviselik. Az ideális filmvastagságnak a lehető legkevesebb költséggel kell járnia, ugyanakkor elég vastagnak kell lennie ahhoz, hogy a teljesítmény ne szenvedjen csorbát. Ez az alábbiakban felsorolt névleges filmvastagságoknál érhető el. Ezenkívül a megadott kikeményedési körülmények meglehetősen általánosak ezeknél az alkalmazásoknál, mivel a vékony átlátszó rétegek felhordása nem igényel speciális fényforrásokat. A radiométer típusát és a kapott eredményeket is közlik, hogy elkerüljék a körülmények olyan eltéréseit, amelyek befolyásolnák a film tulajdonságait, így biztosítva a végfelhasználói vizsgálati eredmények konzisztenciáját. A 2. ábra a felhordási keményítési körülményeket mutatja be.
Biszfenol A mentes formulázási lehetőségek
A biszfenol A (BPA) fontos nyersanyag, amelyet elsősorban az epoxigyanták gyártásához használnak. A kiváló szívóssággal, tapadással, alakíthatósággal és kémiai tulajdonságokkal rendelkező BPA epoxiakrilátok hosszú évek óta a bevonatipar egyik fő oligomerje. A National Institute of Environmental Health Sciences által nemrégiben végzett tanulmány aggodalmát fejezte ki a BPA-expozíció hosszú távú egészségügyi hatásaival kapcsolatban. Ennek eredményeképpen a konzervdobozgyártók és az élelmiszer-csomagolóipar formulázói a BPA-mentes rendszer felé mozdulnak el. A BPA-mentes kritériumoknak megfelelő oligomerek a poliészter-akrilátok (PEA-k). Az alábbi táblázat összehasonlítja a PEA-k és az epoxik fizikai tulajdonságait, és kiemeli a BPA-mentes alternatívák használatának előnyeit.
Amellett, hogy BPA-mentes, a PEA-k a következő előnyökkel rendelkeznek.
1) Gyorsabb gyógyulás, négyfunkciós a kétfunkcióshoz képest
2) Könnyebb kezelhetőség a PEA-k lényegesen alacsonyabb viszkozitása miatt
3) Nagyobb szabadság a formulázásban, mivel több PEA használható a végső formulában a viszkozitás kedvezőtlen befolyásolása nélkül.
4) A PEA-k ugyanolyan szívósak és rugalmasabbak, mint az epoxigyanták.
A PEA-k jobban ellenállnak a sárgulásnak, mint a BPA-alapú oligomerek.
Az ebben a tanulmányban használt készítmény
Amint azt a fentiekben nyilvánvaló előnyökkel bizonyítottuk, a PEA-t választottuk e készítmény fő komponensének. A tanulmányhoz kiválasztott monomerek közé tartozik a tripropilénglikol-diacrilát (TPGDA), a dipropilénglikol-diacrilát (DPGDA) és a 3-etoxit-trimetilolpropántrikrilát (3EO-TMPTA).A TPGDA egy alacsony illékonyságú, alacsony viszkozitású monomer, amelyet költség okokból széles körben használnak a szabadgyökös polimerizációban.A DPGDA szintén egy gazdaságosan helyettesíthető hexadiol-diacrilát (HDDA), mint reaktív monomer. Jó viszkozitáscsökkentő tulajdonságokkal rendelkezik, felhasználóbarátabb, és a HDDA 5-ös értékéhez képest 2 a fő irritációs indexe (PII). Az etoxilált TMPTA-t szintén az alacsony bőrirritáció miatt választották, de további előnye a nagyobb térhálósodás és a jobb felületi keményedés. Az ezekhez a készítményekhez használt fotoiniciátor polimerizált alfa-hidroxi-fenil-keton volt, amelyet 2-hidroxi-2-metil-1-fenil-1-acetonnal kevertek. A szubsztrát megfelelő nedvesítésének biztosítása érdekében felületaktív anyagokat használtak. Az alapkészítmény viszkozitása 300 cps @ 25°C-on.
Felhasznált szubsztrátumok és végfelhasználási vizsgálatok
Minden felhasznált fém tesztpanel a QPaneltől származik.A bevonás előtt a paneleket oldószerrel (MEK) tisztítják a felületi szennyeződések eltávolítása érdekében. A teszteléshez jellemzően használt szubsztrátumok közé tartozik az alumínium (Alum), a bádogozott acél (TPS) és a hidegen hengerelt acél (CRS). A kikeményített fólián végzett vizsgálatok a következők. A kereszttapadást azért választottuk, mert az adott bevonatnak a hordozóhoz való affinitásával függ össze. A fordított ütés azért érdekes, mert nem a bevonat tapadásával, hanem a bevonat rugalmasságával van összefüggésben, és jelzi az alakíthatóságot.A MEK-ellenállás gyors jelzést ad a bevonat kikeményedési fokáról.Az ASTM számhivatkozások az alábbiakban találhatók.
1) Keresztkötés - ASTM D 3359
2) Fordított ütésállóság-ASTM D 2794
3) Oldószer-ellenállás - ASTM D 5402
A savfunkciós monomerek (AFM) leírása
Ezek a termékek egy családként savésztereknek nevezhetők. A CD9050 (ma SR9050) egy egyfunkciós ragasztó monomer, amely kiváló tapadást biztosít fémszubsztrátokon. A CD9051 (SR9051) és a CD9053 (SR9053) a CD9050 háromfunkciós változatai. Ugyanolyan tapadást biztosítanak. Mivel azonban háromfunkciósak, gyorsabb kikeményedési reakciót és nagyobb keménységet biztosítanak. Ezek a termékek magas savértékük miatt nem ajánlottak tercier aminokat tartalmazó zsírsavakhoz. Az ajánlott felhasználási szint 3% és 7% között van. A savértékek 120 és 195 mg KOH/g között mozognak. A következő táblázat a monomerek fizikai tulajdonságait szemlélteti.
UV fotoiniciátor Ugyanazon sorozat termékei
| Termék neve | CAS NO. | Kémiai név |
| lcnacure® TPO | 75980-60-8 | Difenil(2,4,6-trimetil-benzoil)foszfin-oxid |
| lcnacure® TPO-L | 84434-11-7 | Etil(2,4,6-trimetil-benzoil)fenilfoszfinát |
| lcnacure® 819/920 | 162881-26-7 | Fenil-bisz(2,4,6-trimetil-benzoil)foszfin-oxid |
| lcnacure® 819 DW | 162881-26-7 | Irgacure 819 DW |
| lcnacure® ITX | 5495-84-1 | 2-izopropil-tioxanthon |
| lcnacure® DETX | 82799-44-8 | 2,4-Dietil-9H-tioxanthen-9-on |
| lcnacure® BDK/651 | 24650-42-8 | 2,2-Dimetoxi-2-fenilacetofenon |
| lcnacure® 907 | 71868-10-5 | 2-metil-4′-(metiltio)-2-morfolinopropiofenon |
| lcnacure® 184 | 947-19-3 | 1-Hidroxi-ciklohexil-fenil-keton |
| lcnacure® MBF | 15206-55-0 | Metil-benzoil-formiát |
| lcnacure® 150 | 163702-01-0 | Benzol, (1-metileténil)-, homopolimer, ar-(2-hidroxi-2-metil-1-oxopropil) származékok |
| lcnacure® 160 | 71868-15-0 | Difunkcionális alfa-hidroxi-keton |
| lcnacure® 1173 | 7473-98-5 | 2-Hidroxi-2-metilpropiofenon |
| lcnacure® EMK | 90-93-7 | 4,4′-bisz(dietilamino)benzofenon |
| lcnacure® PBZ | 2128-93-0 | 4-Benzoil-bifenil |
| lcnacure® OMBB/MBB | 606-28-0 | Metil-2-benzoil-benzoát |
| lcnacure® 784/FMT | 125051-32-3 | BISZ(2,6-DIFLUOR-3-(1-HIDROPIRROL-1-IL)FENIL)TITANOCÉN |
| lcnacure® BP | 119-61-9 | Benzofenon |
| lcnacure® 754 | 211510-16-6 | Benzol-ecetsav, alfa-oxo-, Oxydi-2,1-etándiilészter |
| lcnacure® CBP | 134-85-0 | 4-klórbenzofenon |
| lcnacure® MBP | 134-84-9 | 4-metil-benzofenon |
| lcnacure® EHA | 21245-02-3 | 2-etilhexil-4-dimetilaminobenzoát |
| lcnacure® DMB | 2208-05-1 | 2-(Dimetilamino)etil-benzoát |
| lcnacure® EDB | 10287-53-3 | Etil-4-dimetilaminobenzoát |
| lcnacure® 250 | 344562-80-7 | (4-metilfenil) [4-(2-metilpropil)fenil] jódiumhexafluorfoszfát |
| lcnacure® 369 | 119313-12-1 | 2-Benzil-2-(dimetilamino)-4′-morfolinobutrofenon |
| lcnacure® 379 | 119344-86-4 | 1-Butánon, 2-(dimetilamino)-2-(4-metilfenil)metil-1-4-(4-morfolinil)fenil-1-4-(4-morfolinil)fenil- |
| lcnacure® 938 | 61358-25-6 | Bis(4-tert-butilfenil)jódium-hexafluorfoszfát |
| lcnacure® 6992 MX | 75482-18-7 & 74227-35-3 | UVI-6992 kationos fotoiniciátor |
| lcnacure® 6992 | 68156-13-8 | Difenil(4-feniltio)fenilszufónium-hexafluorfoszfát |
| lcnacure® 6993-S | 71449-78-0 & 89452-37-9 | Vegyes típusú triarilszulfonium-hexafluorantimonát sók |
| lcnacure® 6993-P | 71449-78-0 | 4-Tiofenil-fenil-difenil-difenil-szulfonium-hexafluoroantimonát |
| lcnacure® 1206 | APi-1206 fotoiniciátor |