2025 The Complete Guide To UV light curing: The Ultimate Guide
La tecnologia di fotopolimerizzazione è una tecnologia di superficie per materiali di alta qualità , altamente efficiente, ecologica e a risparmio energetico, conosciuta come la nuova tecnologia per l'industria verde del XXI secolo. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, le applicazioni della tecnologia di fotopolimerizzazione, dalle prime lastre stampate, allo sviluppo di fotoresistenze, fino ai rivestimenti, agli inchiostri e agli adesivi fotopolimerizzabili, continuano ad espandersi, formando una nuova industria.
I prodotti fotopolimerizzanti si dividono più comunemente in vernici UV, inchiostri UV e adesivi UV; la loro caratteristica principale è la velocità di polimerizzazione, generalmente compresa tra pochi secondi e decine di secondi, la più veloce può essere polimerizzata in un tempo compreso tra 0,05 e 0,1s, ed è attualmente la più rapida essiccazione e polimerizzazione di varie vernici, inchiostri e adesivi.
La polimerizzazione UV è la polimerizzazione a raggi ultravioletti, l'abbreviazione di luce ultravioletta, la polimerizzazione si riferisce al processo di trasformazione delle sostanze da molecole basse a molecole alte. La polimerizzazione UV si riferisce generalmente alla necessità di polimerizzare con i raggi UV rivestimenti (vernici), inchiostri, adesivi (colle) o altre condizioni o requisiti di polimerizzazione dei sigillanti, che si distinguono dalla polimerizzazione per riscaldamento, dalla polimerizzazione del legante della colla (agente polimerizzante), dalla polimerizzazione naturale, ecc. [1].
I componenti di base dei prodotti fotopolimerizzanti comprendono oligomeri, diluenti reattivi, fotoiniziatori, additivi e così via. Gli oligomeri sono il corpo principale dei prodotti fotopolimerizzati e le loro prestazioni determinano fondamentalmente le principali proprietà del materiale polimerizzato; pertanto, la selezione e la progettazione degli oligomeri è senza dubbio una parte importante della formulazione dei prodotti fotopolimerizzati.
Il denominatore comune di questi oligomeri è che tutti hanno "
" resina a doppio legame insaturo, in base al tasso di reazione di polimerizzazione a radicale libero in ordine di velocità : acriloxy> metacriloxy> vinile> allile.
Pertanto, la fotopolimerizzazione a radicali liberi che utilizza oligomeri è costituita principalmente da vari tipi di resine acriliche, come l'acrilato epossidico, l'acrilato di uretano, l'acrilato di poliestere, l'acrilato di polietere, la resina acrilata o la resina vinilica, ecc. Le applicazioni più pratiche sono la resina epossidica, la resina uretanica e la resina poliestere. Queste tre resine sono brevemente presentate di seguito.
Acrilato epossidico
Il valore epossiacrilico è attualmente il più utilizzato, la maggior quantità di oligomero fotopolimerizzabile, è ottenuto dalla resina epossidica e dall'esterificazione (metacrilica). L'acrilato epossidico può essere suddiviso in acrilato epossidico di bisfenolo A, acrilato epossidico fenolico, acrilato epossidico modificato e acrilato epossidico in base al tipo di struttura; l'acrilato epossidico di bisfenolo A è il più utilizzato.
Il bisfenolo A epossiacrilato nell'oligomero è il più veloce tasso di polimerizzazione della luce, film di polimerizzazione con durezza, alta lucentezza, eccellente resistenza chimica, buona resistenza al calore e proprietà elettriche, più bisfenolo A per l'ossigeno acrilato formula della materia prima è semplice, a buon mercato, in modo da comunemente usato nella luce di polimerizzazione carta, legno, plastica, rivestimenti metallici della resina principale, ma anche per la luce di polimerizzazione inchiostri, adesivi di polimerizzazione della resina principale.
Acrilato di poliuretano
L'acrilato di poliuretano (PUA) è un altro importante oligomero fotopolimerizzante. Viene sintetizzato mediante reazione in due fasi con poliisocianato, diolo a catena lunga e idrossiacrilato. Poiché le strutture multiple dei poliisocianati e dei dioli a catena lunga possono essere selezionate per sintetizzare oligomeri con proprietà prestabilite mediante progettazione molecolare, è l'oligomero con il maggior numero di gradi di prodotto ed è ampiamente utilizzato nei rivestimenti, negli inchiostri e negli adesivi fotopolimerizzabili.
Acrilati di poliestere
Anche l'acrilato di poliestere (PEA) è un oligomero comune, prodotto dall'esterificazione di dioli di poliestere a basso peso molecolare con acido acrilico. Il prezzo contenuto e la bassa viscosità dell'acrilato di poliestere sono le caratteristiche più importanti. Grazie alla bassa viscosità , l'acrilato di poliestere può essere utilizzato sia come oligomero che come diluente reattivo. Inoltre, gli acrilati di poliestere hanno per lo più un basso odore, una bassa irritazione, una buona flessibilità e proprietà di bagnatura dei pigmenti, adatte a vernici e inchiostri colorati. Per migliorare l'elevata velocità di polimerizzazione, è possibile preparare acrilati di poliestere con funzionalità multiple; l'uso di acrilati di poliestere modificati con ammine può non solo ridurre l'effetto di blocco dell'ossigeno, migliorare la velocità di polimerizzazione, ma anche migliorare l'adesione, la brillantezza e la resistenza all'abrasione.
I diluenti reattivi contengono solitamente gruppi reattivi, che svolgono un ruolo di solubilizzazione e diluizione degli oligomeri e giocano un ruolo importante nel processo di fotopolimerizzazione e nelle proprietà del film di rivestimento. In base al numero di gruppi reattivi contenuti, i diluenti reattivi monofunzionali includono comunemente l'acrilato di isodecile, l'acrilato di laurile, l'idrossietil metacrilato, il glicidil metacrilato, ecc.; i diluenti reattivi bifunzionali includono la serie di diacrilati di polietilenglicole, il diacrilato di classe dipropilenglicole, il diacrilato di neopentile, ecc.
L'iniziatore ha un impatto importante sulla velocità di polimerizzazione dei prodotti fotopolimerizzati e la quantità di fotoiniziatore aggiunta nei prodotti fotopolimerizzati è generalmente compresa tra 3% e 5%. Inoltre, anche i pigmenti e gli additivi di riempimento hanno un impatto importante sulle prestazioni finali dei prodotti fotopolimerizzati.
Tecnologia di fotopolimerizzazione in diversi campi d'applicazione
I prodotti fotopolimerizzabili, grazie alla rapidità di polimerizzazione, al risparmio energetico e alla tutela dell'ambiente, hanno un'ampia gamma di applicazioni; all'inizio sono stati utilizzati principalmente nel campo della verniciatura del legno. Negli ultimi anni, con lo sviluppo di nuovi iniziatori, diluenti attivi e oligomeri fotosensibili, l'applicazione dei rivestimenti fotopolimerizzanti si è gradualmente estesa a carta, plastica, metalli, tessuti, parti di automobili e altri settori. Di seguito verranno brevemente presentate alcune tecnologie di fotopolimerizzazione in diversi campi di applicazione.
Stampa 3D fotopolimerizzante
La stampa 3D fotopolimerizzata è una delle tecnologie di produzione additiva più precise e disponibili in commercio. Ha molti vantaggi, come il basso consumo energetico, il basso costo, l'alta precisione, la superficie liscia e la ripetibilità , e ha iniziato a essere ampiamente utilizzata nei settori aerospaziale, automobilistico, della costruzione di stampi, del design di gioielli e medico.
Ad esempio, stampando un prototipo di motore a razzo con una struttura complessa e analizzando il modello di flusso dei gas, si può progettare un motore a razzo con una struttura più compatta e una maggiore efficienza di combustione, che può migliorare efficacemente l'efficienza dello sviluppo di parti di ricambio complesse e abbreviare il ciclo di sviluppo delle automobili; si possono anche stampare direttamente stampi o stampi rovesciati, in modo da realizzare rapidamente stampi e così via.
La tecnologia di stampa 3D fotopolimerizzante ha sviluppato la stereolitografia (SLA), la tecnologia di proiezione digitale (DLP) e la formazione tridimensionale a getto d'inchiostro (3DP), la crescita liquida continua (CLIP) e altre tecnologie [3]. Come i materiali di stampa, anche le resine fotosensibili per la stampa 3D fotopolimerizzante hanno fatto grandi progressi e si sono sviluppate verso la funzionalizzazione in base alle esigenze delle applicazioni.
Prodotti polimerizzabili con luce UV per l'imballaggio elettronico
L'innovazione della tecnologia dell'imballaggio ha portato alla transizione dei materiali di imballaggio dal metallo e dalla ceramica all'imballaggio in plastica. L'incapsulamento plastico e la resina epossidica sono i più utilizzati, le eccellenti proprietà meccaniche, la resistenza al calore e all'umidità sono la premessa di un imballaggio di alta qualità e determinano le prestazioni della resina epossidica, oltre alla struttura della resina epossidica principale, anche l'impatto dell'agente indurente è un fattore molto importante.
Rispetto alla resina epossidica convenzionale utilizzata nel metodo di polimerizzazione termica, la polimerizzazione UV cationica non solo presenta una migliore stabilità chimica del fotoiniziatore, ma anche una maggiore velocità di polimerizzazione del sistema, che completa la polimerizzazione nel giro di decine di secondi, un'efficienza molto elevata, l'assenza di aggregazione bloccante dell'ossigeno e la possibilità di polimerizzare in profondità ; questi vantaggi evidenziano l'importanza della tecnologia di polimerizzazione UV cationica nel campo del packaging elettronico.
Con il rapido sviluppo della tecnologia dei semiconduttori, i componenti elettronici tendono ad essere sempre più altamente integrati, la direzione della miniaturizzazione, la leggerezza, l'alta resistenza, la buona resistenza al calore, le eccellenti proprietà dielettriche, ecc. saranno lo sviluppo di nuovi materiali di imballaggio epossidici ad alte prestazioni, la tecnologia di polimerizzazione della luce nello sviluppo dell'industria dell'imballaggio elettronico giocherà un ruolo più importante.
Inchiostro da stampa
Nel campo della stampa di imballaggi, la tecnologia di stampa flessografica è sempre più utilizzata per rappresentare una percentuale crescente, è diventata la tecnologia mainstream della stampa e dell'imballaggio e rappresenta la tendenza inevitabile dello sviluppo futuro.
Gli inchiostri flessografici sono di diversi tipi, tra cui le seguenti categorie: inchiostri a base d'acqua, inchiostri a base di solventi e inchiostri polimerizzabili con raggi ultravioletti (UV). Gli inchiostri a base solvente sono utilizzati principalmente per la stampa di film plastici non assorbenti; gli inchiostri a base acqua sono utilizzati principalmente per la stampa di materiali come giornali, cartone ondulato e cartoncino; gli inchiostri UV sono più diffusi e sono più efficaci per la stampa su film plastici, carta e fogli metallici [4].
L'inchiostro UV ha caratteristiche di ecocompatibilità , alta efficienza, buona qualità di stampa, adattabilità e altre caratteristiche, è attualmente molto popolare e l'attenzione per il nuovo inchiostro ecologico, le prospettive di sviluppo sono molto buone.
La stampa di imballaggi con inchiostro Flexo UV è utilizzata in un'ampia gamma di applicazioni. L'inchiostro UV flessografico presenta i seguenti vantaggi [5].
(1) Inchiostro Flexo UV senza emissioni di solventi, l'uso di sicuro e affidabile, alto punto di fusione, non inquinante, in modo che è adatto per la produzione di materiali di imballaggio sicuro e non tossico richiedono cibo alta, farmaci, bevande e altri imballaggi.
(2) le proprietà fisiche dell'inchiostro rimangono inalterate durante la stampa e non c'è solvente volatile, la viscosità rimane inalterata, non provoca danni alla lastra di stampa in modo che si verifichino fenomeni di incollaggio della lastra, di ammassamento della lastra e altri fenomeni; nell'uso di inchiostri a più alta viscosità , l'effetto di stampa è ancora migliore.
(3) velocità di asciugatura dell'inchiostro, efficienza di stampa del prodotto, può essere ampiamente utilizzato in una varietà di metodi di stampa, in plastica, carta, film e altri substrati.
Con la nuova struttura degli oligomeri, lo sviluppo di diluenti e iniziatori attivi, le future aree di applicazione dei prodotti fotopolimerizzanti sono incommensurabili, lo spazio di sviluppo del mercato è illimitato.
| Politiolo/Polimerocaptano | ||
| DMES Monomero | Solfuro di bis(2-mercaptoetile) | 3570-55-6 |
| DMPT Monomero | TIOCURA DMPT | 131538-00-6 |
| Monomero PETMP | PENTAERITRITOLO TETRA(3-MERCAPTOPROPIONATO) | 7575-23-7 |
| PM839 Monomero | Poliossi (metil-1,2-etanediile) | 72244-98-5 |
| Monomero monofunzionale | ||
| Monomero HEMA | Metacrilato di 2-idrossietile | 868-77-9 |
| Monomero HPMA | Metacrilato di 2-idrossipropile | 27813-02-1 |
| Monomero THFA | Acrilato di tetraidrofurfurile | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomero | Acrilato di diciclopentenile idrogenato | 79637-74-4 |
| Monomero DCPMA | Metacrilato di diidrodiclopentadienile | 30798-39-1 |
| Monomero DCPA | Acrilato di diidrodiclopentadienile | 12542-30-2 |
| Monomero DCPEMA | Metacrilato di diciclopentenilossietile | 68586-19-6 |
| Monomero DCPEOA | Acrilato diciclopentenilico di etile | 65983-31-5 |
| Monomero NP-4EA | (4) nonilfenolo etossilato | 50974-47-5 |
| LA Monomero | Acrilato di laurile / Acrilato di dodecile | 2156-97-0 |
| Monomero THFMA | Metacrilato di tetraidrofurfurile | 2455-24-5 |
| Monomero PHEA | ACRILATO DI 2-FENOSSIETILE | 48145-04-6 |
| Monomero LMA | Metacrilato di laurile | 142-90-5 |
| Monomero IDA | Acrilato di isodecile | 1330-61-6 |
| Monomero IBOMA | Metacrilato di isoborile | 7534-94-3 |
| Monomero IBOA | Acrilato di isoborile | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomero | Acrilato di 2-(2-etossi)etile | 7328-17-8 |
| Monomero multifunzionale | ||
| Monomero DPHA | Dipentaeritritolo esaacrilato | 29570-58-9 |
| Monomero DI-TMPTA | TETRAACRILATO DI(TRIMETILOLPROPANO) | 94108-97-1 |
| Acrilammide monomero | ||
| ACMO Monomero | 4-acrilomorfolina | 5117-12-4 |
| Monomero di-funzionale | ||
| PEGDMA Monomero | Poli(etilenglicole) dimetacrilato | 25852-47-5 |
| Monomero TPGDA | Tripropilene glicole diacrilato | 42978-66-5 |
| TEGDMA Monomero | Dimetacrilato di trietilene e glicole | 109-16-0 |
| PO2-NPGDA Monomero | Diacrilato di neopentilene glicole propoxilato | 84170-74-1 |
| PEGDA Monomero | Diacrilato di polietilene e glicole | 26570-48-9 |
| Monomero PDDA | Ftalato dietilenglicole diacrilato | |
| Monomero NPGDA | Diacrilato di neopentile e glicole | 2223-82-7 |
| Monomero HDDA | Esametilene diacrilato | 13048-33-4 |
| EO4-BPADA Monomero | BISFENOLO A DIACRILATO ETOSSILATO (4) | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomero | BISFENOLO A DIACRILATO ETOSSILATO (10) | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomero | Dimetacrilato di glicole etilenico | 97-90-5 |
| Monomero DPGDA | Dienoato di glicole dipropilenico | 57472-68-1 |
| Bis-GMA monomero | Bisfenolo A Glicidilmetacrilato | 1565-94-2 |
| Monomero trifunzionale | ||
| TMPTMA Monomero | Trimetilolpropano trimetacrilato | 3290-92-4 |
| TMPTA Monomero | Trimetilolpropano triacrilato | 15625-89-5 |
| Monomero PETA | Pentaeritritolo triacrilato | 3524-68-3 |
| GPTA ( G3POTA ) Monomero | TRIACRILATO PROPOXY DI GLICERILE | 52408-84-1 |
| EO3-TMPTA Monomero | Triacrilato di trimetilpropano etossilato | 28961-43-5 |
| Monomero fotoresistente | ||
| IPAMA Monomero | 2-isopropil-2-adamantile metacrilato | 297156-50-4 |
| Monomero ECPMA | Metacrilato di 1 etilciclopentile | 266308-58-1 |
| ADAMA Monomero | Metacrilato di 1-Adamantile | 16887-36-8 |
| Metacrilati monomero | ||
| TBAEMA Monomero | 2-(Tert-butilammino)metacrilato di etile | 3775-90-4 |
| NBMA Monomero | Metacrilato di n-butile | 97-88-1 |
| MEMA Monomero | Metacrilato di 2-metossietile | 6976-93-8 |
| Monomero i-BMA | Metacrilato di isobutile | 97-86-9 |
| Monomero EHMA | Metacrilato di 2-etilesile | 688-84-6 |
| EGDMP Monomero | Glicole etilenico Bis(3-mercaptopropionato) | 22504-50-3 |
| Monomero EEMA | 2-etossietil 2-metilprop-2-enoato | 2370-63-0 |
| DMAEMA Monomero | N,M-Dimetilaminoetil metacrilato | 2867-47-2 |
| Monomero DEAM | Metacrilato di dietilamminoetile | 105-16-8 |
| CHMA Monomero | Metacrilato di cicloesile | 101-43-9 |
| BZMA Monomero | Metacrilato di benzile | 2495-37-6 |
| BDDMP Monomero | 1,4-Butandiolo Di(3-mercaptopropionato) | 92140-97-1 |
| BDDMA Monomero | 1,4-butandioldimetacrilato | 2082-81-7 |
| Monomero AMA | Metacrilato di allile | 96-05-9 |
| AAEM Monomero | Metacrilato di acetilacetile | 21282-97-3 |
| Acrilati monomero | ||
| IBA Monomero | Acrilato di isobutile | 106-63-8 |
| Monomero EMA | Metacrilato di etile | 97-63-2 |
| Monomero DMAEA | Acrilato di dimetilamminoetile | 2439-35-2 |
| Monomero DEAEA | 2-(dietilammino)etilprop-2-enoato | 2426-54-2 |
| CHA Monomero | prop-2-enoato di cicloesile | 3066-71-5 |
| BZA Monomero | prop-2-enoato di benzile | 2495-35-4 |
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