Lapisan UV formulasi: Cara memilih secara efisien oligomer (resin)

Peran oligomer dalam pelapis UV

Oligomer: Oligomer, juga dikenal sebagai prapolimer, digunakan dalam pelapis pengawet ringan. Pada tahun-tahun sebelumnya, mereka diterjemahkan sebagai oligomer. Fitur yang menonjol dari mereka adalah: berat molekul kecil, kelompok polimerisasi yang khas, dan viskositas tinggi. Oligomer adalah bagian utama dan kerangka pelapis pengawet ringan (banyak sifat fisik dan kimiawi dari film pelapis).

Karakteristik reaksi pengawetan UV

UV curing adalah reaksi polimerisasi adisi antara molekul tak jenuh. Menurut mekanisme inisiasi inisiator, ada polimerisasi radikal bebas dan polimerisasi kationik. Namun, polimerisasi yang lebih banyak kita pelajari adalah polimerisasi radikal bebas (kuliah ini didasarkan pada polimerisasi radikal bebas). Struktur dengan ikatan silang C-C di ujungnya adalah ikatan silang kaku.

Mekanisme polimerisasi

Polimerisasi radikal memiliki karakteristik sebagai berikut: reaksi cepat; penyusutan yang besar; perubahan kecil dalam tingkat polimerisasi; dan tingkat pengaruh yang tinggi dari penghambat polimerisasi (0,01-0,1% penghambat dapat menghentikan reaksi).

Efek yang paling merugikan pada pelapis adalah penyusutan. Menurut penelitian W.J. Bailey dan yang lainnya, jika waktu antara unpolimerisasi ikatan rangkap panjang, dan setelah polimerisasi terjadi untuk membentuk ikatan kovalen, jaraknya diperpendek, menyebabkan penurunan volume. Penyusutan semua ikatan rangkap tak jenuh yang terpolimerisasi setinggi 11%.

Kerumitan formulasi pelapisan UV

1. Ada banyak jenis monomer

2. Ada banyak jenis oligomer dasar (resin). Saat ini, mereka diklasifikasikan menurut gugus fungsi selama sintesis: PE berbasis poliester tak jenuh, EA berbasis epoksi, PUA berbasis poliuretan, PEA berbasis poliester, berbasis amino, berbasis polieter, berbasis silikon, berbasis fosfat, dan jenis hibrida.

Pengenalan singkat tentang resin yang umum digunakan dalam pelapis UV, diklasifikasikan menurut fungsinya

Resin keras - Tg tinggi

kekerasan tinggi, ketahanan kimia yang baik, dan kecepatan curing yang cepat untuk sebagian besar

1. Standar bisphenol A tipe EA;

2. PUA fungsi tinggi dan berat molekul kecil 2fPUA;

3. Akrilat amino fungsi tinggi;

4. Oligomer metakrilat.

Tg kecil resin lunak - Tg kecil

fleksibilitas yang baik, kecepatan curing yang rendah, dan kerapatan ikatan silang yang rendah.

1. Epoksi yang dimodifikasi - akrilat minyak kedelai epoksi, dll;

2. Akrilat poliester rantai panjang;

3. PUA dengan struktur rantai lurus dan fraksi massa lebih dari 1200;

4. Beberapa oligomer akrilat murni

Resin kutub

Oligomer yang mengandung hidrogen aktif atau mudah membentuk ikatan hidrogen, mengubah polaritas atau tegangan permukaan

1. Ester fosfat ester akrilat

2. Oligomer silikon - terutama

3. oligomer karboksil akrilat

Oligomer UV yang ditularkan melalui air

Tipe emulsi, tipe yang dapat terdispersi dalam air, tipe yang larut dalam air

1. Tipe poliuretan - tipe utama;

2. Jenis epoksi akrilat;

3. Jenis poliester akrilat.

Aplikasi resin tanpa ikatan silang dalam UV

Efek pengisian, meningkatkan kerapatan ikatan silang, meningkatkan daya rekat, mengubah fleksibilitas, meningkatkan keterbasahan, dan efek tambahan lainnya

1. resin alkid minyak panjang;

2. resin akrilat termoplastik;

3. resin aldehida-keton;

4. resin minyak bumi, dll.

Merancang formula pelapisan UV Bagaimana memilih resin

Sebelum merancang formula pelapis, Anda harus mengetahui dengan jelas tentang

1. Jenis-jenis pelapis dalam proses pelapisan-mengidentifikasi cat dasar, cat akhir, dan cat;

2. Memahami sifat dasar material yang akan dilapisi - polaritas (tegangan permukaan), kristalinitas, termoplastik atau termoseting;

Pemilihan resin primer

1. Persyaratan adhesi: Ini adalah sifat umum resin primer. Secara relatif, perekatan yang lebih sulit saat ini meliputi

A. kaca - pilih oligomer metakrilat dan resin pembentuk non-film serta beberapa resin polar khusus - sistem mercapto siloksan (tetapi ketahanan air saat ini menjadi penghalang dalam formulasi);

B. Logam: Bedakan jenis-jenis logam. Dalam industri cat, metode dasar untuk meningkatkan daya rekat pada logam adalah dengan menghancurkan ikatan silang. Standar internasionalnya adalah fosfat. Metode UV yang paling umum adalah menggabungkan fosfat dengan beberapa akrilik.

C. Plastik (termasuk kertas plastisisasi dan jenis cat pelapis lainnya), yang saat ini merupakan kategori yang relatif besar dan sangat kompleks, terutama karena struktur plastik yang rumit, berbagai bentuk kristal, dan tegangan permukaan yang berbeda, yang membuatnya relatif sulit untuk bekerja dengan plastik seperti BMC, PET, dan PP. Tidak ada formula terpadu yang dapat digunakan untuk semua. Secara umum, kombinasi PUA lunak, akrilik murni dan sebagian resin pembentuk film serta resin polar, dapat memiliki efek tertentu. Namun demikian, perhatian harus dicurahkan pada ketahanan kimiawi dan air ketika mencocokkan resin yang relevan.

D. Produk kayu berminyak: Saat ini, produk yang paling banyak digunakan adalah kayu cendana keras seperti kronox, cendana merah, murbei bertangkai hijau, dan kayu okapi, dll. Adhesi minyak kayu relatif sulit. Ada beberapa kasus UV murni di pasaran yang dapat menyegel minyak. Pertama-tama Anda bisa menyegelnya dengan PU dan kemudian menerapkan primer adhesi UV. Adhesi dapat dicapai terutama dengan menggunakan beberapa resin polar atau monomer dan resin pengisi.

2. Pembasahan: Pembasahan pigmen dan pengisi serta pembasahan substrat merupakan dua fungsi yang berbeda, karena tidak dapat dijamin bahwa tegangan permukaan substrat sama persis dengan tegangan pigmen dan pengisi.

A. Pembasahan pigmen dan pengisi dapat memastikan stabilitas penyimpanan cat dan transparansi kompatibilitas film, misalnya, beberapa PUA, PEA dan akrilat minyak kedelai epoksi memiliki efek ini;

B. Pembasahan substrat, seperti resin amino dan PEA, memiliki efek yang lebih baik.

3. Fleksibilitas: terkait dengan kemampuan mengampelas dan daya rekat antar lapisan.

Umumnya, EA standar dan beberapa PEA serta beberapa monomer digunakan untuk mengoordinasikan fleksibilitas, sehingga menyesuaikan kemampuan pasir dan daya rekat antar lapisan.

Saat ini, di pasaran juga tersedia cat dasar yang menekankan pada kekerasan-perhatikan pengawetan resin keras dan jumlah lapisan yang diaplikasikan, jika tidak, lapisan cat akan mudah pecah;

Pasar juga membutuhkan apa yang disebut sebagai primer fleksibel - gunakan resin yang lebih fleksibel, lebih disukai PUA berbasis poliester. Resin berbasis polieter tidak terlalu fleksibel dan memiliki modulus mekanik yang tidak memadai.

Pemilihan resin lapisan atas

1. kepenuhan dan perataan

Untuk mencapai hal ini, Anda harus memilih resin dan monomer dengan kompatibilitas yang baik, meningkatkan pembasahan dan perataan dengan primer, secara tepat meningkatkan derajat ikatan silang, dan menggunakan resin dengan indeks bias yang lebih tinggi.

Pada umumnya, PUA fungsional tinggi dan resin amino digunakan, dengan EA standar sebagai resin utama.

2. Ketangguhan (kekerasan dan ketahanan aus):

Kedua properti film ini terkait erat, tetapi tidak harus identik.

Kekerasan: Terlepas dari kayu tradisional dengan film tebal 80-120Unm dan sebagian pelapis semprotan tebal, sebagian besar kekerasan dalam kasus ini tidak berasal dari film itu sendiri, tetapi dari sumber lainnya. Sebagian dari kekerasan yang tampak ini harus diberi perhatian yang cukup, seperti substrat, primer, kesan permukaan, dll. Contoh tipikal adalah lapisan rol dan semprotan tipis, yang bisa ditingkatkan dengan menggunakan beberapa resin silikon atau aditif silikon di samping resin peringkat tinggi yang disebutkan di atas.

Ketahanan aus: Secara umum, PUA lebih baik daripada resin lainnya. Ikatan hidrogen memberikan ketangguhan untuk meningkatkan ketahanan aus. Namun demikian, ketahanan aus lapisan tipis tidak dapat diatasi oleh resin.

3. Daya rekat antar lapisan

Memecahkan masalah pembasahan, perataan dan pencocokan polaritas resin, serta adhesi interlayer dapat diatasi. Dalam kasus khusus, beberapa resin metakrilat dapat dipilih.

4. Ketahanan kimiawi

EA dan PUA (poliester) memiliki ketahanan kimia yang baik, sedangkan PE dan polieter kurang begitu

5, resistensi menguning

Secara umum, saat ini diyakini bahwa PUA alifatik, polieter akrilat murni, akrilik murni, dan gugus amino, semuanya memiliki ketahanan menguning yang sangat baik. Jenis pertama adalah yang paling umum digunakan, tetapi ketahanan menguningnya bukan yang terbaik. Dua jenis yang terakhir, kurang umum digunakan, karena tidak memiliki sifat tertentu, tetapi gugus amino memiliki ketahanan menguning yang terbaik secara keseluruhan.

6. Jenis matte

Saat ini, beberapa resin dengan berat molekul yang sedikit lebih rendah atau bahkan yang sangat besar juga efektif, dan beberapa poliuretan juga sangat efektif (saat ini, ada poliuretan dua fungsi dengan kekerasan yang baik di pasaran yang kompetitif).