UV bevonat megfogalmazás: Hogyan válasszuk ki hatékonyan oligomerek (gyanták)

Quick answer: For UV monomer and resin selection, the key commercial question is not “which material is best in general” but “which package delivers the right balance of flow, cure, adhesion, and durability in the real application.”

Az oligomerek szerepe az UV bevonatokban

Oligomer: Az oligomereket, más néven prepolimereket a fényre keményedő bevonatokban használják. A korábbi években oligomereknek fordították őket. Kiemelkedő jellemzőik: kis molekulatömeg, jellegzetes polimerizációs csoport és nagy viszkozitás. Az oligomerek alkotják a fényre keményedő bevonatok fő testét és vázát (a bevonófilm számos fizikai és kémiai tulajdonságát).

Az UV-keményedési reakció jellemzői

Az UV-keményedés egy addíciós polimerizációs reakció telítetlen molekulák között. Az iniciátor indítási mechanizmusa szerint létezik szabad gyökös polimerizáció és kationos polimerizáció. Az általunk jobban vizsgált polimerizáció azonban a szabadgyökös polimerizáció (ez az előadás a szabadgyökös polimerizáción alapul). Ez a C-C keresztkötésekkel rendelkező szerkezet a végén egy merev keresztkötés.

Polimerizációs mechanizmus

A radikális polimerizáció a következő jellemzőkkel rendelkezik: gyors reakció; nagy zsugorodás; kis változás a polimerizációs fokban; és a polimerizációs inhibitorok nagymértékű hatása (0,01-0,1% inhibitor leállíthatja a reakciót).

A bevonatokra gyakorolt legkárosabb hatás a zsugorodás. W.J. Bailey és mások kutatásai szerint, ha a kettős kötések polimerizációjának feloldása között hosszú idő telik el, és amint a polimerizáció kovalens kötések kialakulásához vezet, a távolság megrövidül, ami térfogatcsökkenést okoz. Az összes telítetlen polimerizált kettős kötés zsugorodása olyan magas, mint 11%.

Az UV-bevonatok összetettsége

1. Sokféle monomer létezik

2. Sokféle bázisoligomer (gyanta) létezik. Jelenleg a szintézis során a funkciós csoportok szerint osztályozzák őket: telítetlen poliészter alapú PE, epoxi alapú EA, poliuretán alapú PUA, poliészter alapú PEA, amino alapú, poliéter alapú, szilikon alapú, foszfát alapú és hibrid típusok.

Az UV-bevonatokban általánosan használt gyanták rövid bemutatása, funkciójuk szerint osztályozva

Kemény gyanták - magas Tg

nagy keménység, jó kémiai ellenállás és gyors kikeményedési sebesség a legtöbb

1. Szabványos biszfenol A típusú EA;

2. Nagy funkciós PUA és kis molekulatömegű 2fPUA;

3. Nagy funkciós amino-akrilát;

4. Metakrilát oligomer.

Puha gyanta-kis Tg

jó rugalmasság, alacsony kikeményedési sebesség és alacsony térhálósodási sűrűség.

1. Módosított epoxi - epoxi szójaolaj-akrilát, stb..;

2. Hosszú láncú poliészter-akrilát;

3. Egyenes láncú szerkezetű PUA, amelynek tömegfrakciója több mint 1200;

4. Néhány tiszta akrilát oligomer

Poláris gyanták

Aktív hidrogént tartalmazó vagy könnyen hidrogénkötéseket képző, a polaritást vagy a felületi feszültséget megváltoztató oligomerek

1. Foszfátészter-akrilát

2. Szilikon oligomerek - különösen

3. Karboxil-akrilát oligomerek

Vízbázisú UV oligomerek

Emulziós típus, vízben diszpergálható típus, vízben oldódó típus

1. poliuretán típus - a fő típus;

2. epoxi akrilát típusú;

3. poliészter akrilát típus.

A nem keresztkötő gyanták alkalmazása az UV-technológiában

Töltőhatás, a térhálósűrűség javítása, a tapadás növelése, a rugalmasság megváltoztatása, a nedvesíthetőség javítása és egyéb segédhatások.

1. hosszú olajos alkidgyanták;

2. hőre lágyuló akrilátgyanták;

3. aldehid-keton gyanták;

4. kőolajgyanták stb.

Az UV-bevonat formulájának megtervezése Hogyan válasszuk ki a gyantát?

Mielőtt megtervezné a bevonat formuláját, tisztában kell lennie a következőkkel

1. a bevonatfajták a bevonási folyamatban - azonosítsa az alapozókat, a fedőrétegeket és a festékeket;

2. ismerje meg a bevonandó anyag alapvető tulajdonságait - polaritás (felületi feszültség), kristályosság, hőre lágyuló vagy hőre keményedő anyag;

Az alapozó gyanta kiválasztása

1. Tapadási követelmények: Ez az alapozógyanták általános tulajdonsága. Relatív értelemben a nehezebb tapadás jelenleg a következőket foglalja magában

A. üveg - válasszon metakrilát oligomereket és nem filmképző gyantákat, valamint néhány speciális poláris gyantát - merkapto-sziloxán rendszereket (de a vízállóság jelenleg akadálya a formulázásnak);

B. Fém: A fémek fajtáinak megkülönböztetése. A festékiparban a fémhez való tapadás javításának alapvető módszere a keresztkötések megsemmisítése. A nemzetközi szabvány a foszfátozás. A legelterjedtebb UV módszer a foszfátok és egyes akrilok kombinálása.

C. Műanyagok (beleértve a lágyított papírt és más típusú festékbevonatok), amely jelenleg egy viszonylag nagy és különösen összetett kategória, főként a műanyagok összetett szerkezete, a különböző kristályos formák és a különböző felületi feszültségek miatt, ami viszonylag nehézzé teszi az olyan műanyagokkal való munkát, mint a BMC, PET és PP. Nincs olyan egységes képlet, amely mindegyikre alkalmazható lenne. Általánosságban elmondható, hogy a lágy PUA, a tiszta akril és néhány nem filmképző gyanta és poláris gyanta kombinációja bizonyos hatást érhet el. A megfelelő gyanták összepárosításakor azonban figyelmet kell fordítani a kémiai és vízállóságra.

D. Olajos fatermékek: Jelenleg főként néhány kemény szantálfa, mint például a kronox, a vörös szantálfa, a zöld szárú eperfa és az okapi fa stb. A faolaj tapadása viszonylag nehéz. A piacon kevés esetben van tiszta UV, amely képes lezárni az olajat. Először PU-val tömítheti le, majd UV tapadású alapozót alkalmazhat. A tapadást elsősorban néhány poláris gyanta vagy monomer és töltőgyanta használatával lehet elérni.

2. Nedvesítés: A pigment és a töltőanyag nedvesítése és a hordozó nedvesítése két különböző funkció, mivel nem garantálható, hogy a hordozó felületi feszültsége pontosan megegyezik a pigment és a töltőanyag felületi feszültségével.

A. A pigment és a töltőanyag nedvesítése biztosíthatja a festék tárolási stabilitását és a filmkompatibilitás átláthatóságát, például egyes PUA-k, PEA-k és epoxi szójaolaj-akrilátok rendelkeznek ezzel a hatással;

B. A szubsztrát nedvesítése, mint például az aminógyanták és a PEA, jobb hatást fejt ki.

3. Rugalmasság: a csiszolhatósággal és a rétegek közötti tapadással kapcsolatos.

Általában standard EA-t és némi PEA-t és néhány monomert használnak a rugalmasság koordinálására, ezáltal a csiszolhatóság és a rétegek közötti tapadás beállítására.

Jelenleg a piacon vannak olyan keményítő alapozók is, amelyek a keménységet hangsúlyozzák - figyeljen a kemény gyanta kikeményedésére és az alkalmazott bevonat mennyiségére, különben a festékfilm valószínűleg felszakad;

A piac úgynevezett rugalmas alapozókat is igényel - használjon rugalmasabb gyantákat, lehetőleg poliészter alapú PUA-kat. A poliéter alapú gyanták nem túl rugalmasak és nem rendelkeznek elegendő mechanikai modulussal.

A fedőgyanták kiválasztása

1. teltség és kiegyenlítés

Ennek eléréséhez jó kompatibilitású gyantát és monomert kell választani, javítani kell a nedvesedést és a kiegyenlítést az alapozóval, megfelelően növelni kell a térhálósodás mértékét, és magasabb törésmutatójú gyantát kell használni.

Általában nagy funkciós PUA-kat és aminógyantákat használnak, a fő gyantaként pedig a standard EA-t.

2. Szívósság (keménység és kopásállóság):

Ez a két filmtulajdonság szorosan összefügg, de nem feltétlenül azonos.

Keménység: A hagyományos, 80-120 Unm vastagságú fafilmtől és néhány vastag szórásos bevonattól eltekintve a keménység nagy része ebben az esetben nem magából a filmből, hanem más forrásokból származik. Ennek a látszólagos keménységnek egy részére kellő figyelmet kell fordítani, mint például az aljzat, az alapozó, a felületi tapintás stb. Tipikus példa erre a hengeres felületkezelés és a vékony szórás, amely javítható a fent említett magas rangú gyanták mellett néhány szilikongyanta vagy szilikon adalékanyag alkalmazásával.

Kopásállóság: Általában a PUA jobb, mint más gyanták. A hidrogénkötések némi szívósságot biztosítanak a kopásállóság növelése érdekében. A vékony bevonatok kopásállóságát azonban a gyanták nem tudják megoldani.

3. Rétegközi tapadás

Megoldja a nedvesítés, a kiegyenlítés és a gyanta polaritásának illesztése, valamint a rétegek közötti tapadás problémáit. Speciális esetekben egyes metakrilátgyanták is kiválaszthatók.

4. Kémiai ellenállás

Az EA és a PUA (poliészter) jó vegyszerállósággal rendelkezik, míg a PE és a poliéter kevésbé.

5, sárgulási ellenállás

Általánosságban jelenleg úgy vélik, hogy az alifás PUA, a tiszta poliéter-akrilát, a tiszta akril és az aminocsoportok mind nagyon jó sárgulásállósággal rendelkeznek. Az első típus a leggyakrabban használt, de a sárgulásállósága nem a legjobb. Az utóbbi két típust ritkábban használják, mert bizonyos tulajdonságaik hiányoznak, de az aminocsoportnak van a legjobb általános sárgulásállósága.

6. Matt típus

Jelenleg néhány valamivel kisebb molekulatömegű vagy akár hatalmas molekulatömegű gyanta hatékony, és néhány poliuretán is nagyon hatékony (jelenleg van a piacon egy jó keménységű, kétfunkciós poliuretán, amely versenyképes).

A practical sourcing and formulation view of UV monomers and oligomers

Most successful UV formulations are built by choosing the backbone first and then tuning the reactive monomer package around the substrate, cure method, and end-use stress. That usually produces a more stable result than choosing materials by viscosity or price alone.

• Start from the final property target: hardness, flexibility, adhesion, and shrinkage rarely point to exactly the same raw-material package.
• Screen the reactive package as a whole: oligomer, monomer, and photoinitiator choices interact strongly in UV systems.
• Use viscosity as a tool, not the only decision rule: the easiest-processing material is not always the one that performs best after cure.
• Check the real substrate: plastic, metal, label film, gel systems, and coatings can reward very different polarity and cure-density balances.

Recommended product references

• CHLUMICRYL TMPTA: A standard reactive monomer benchmark when stronger crosslink density is required.
• CHLUMICRYL EO3-TMPTA: Helpful when viscosity and cure behavior need to be tuned around the base package.
• CHLUMIWE 3280: A strong wetting-agent reference for inks, coatings, and difficult substrate wetting.
• CHLUMIWE 3071: Useful when organosilicone wetting support is needed in a broad application screen.

FAQ for buyers and formulators

Can one UV monomer or resin solve every formulation problem?
Usually no. Commercially strong formulas depend on how several components work together to balance cure, adhesion, flow, and durability.

Why should monomers be screened together with oligomers?
Because monomers can change viscosity, cure rate, shrinkage, and substrate behavior enough to alter the final ranking of the same backbone resin.