Revestimento UV Formulação: Como selecionar eficientemente oligômeros (resinas)

A função dos oligômeros nos revestimentos UV

Oligômero: Os oligômeros, também conhecidos como pré-polímeros, são usados em revestimentos fotopolimerizáveis. Nos anos anteriores, eles eram traduzidos como oligômeros. Suas principais características são: peso molecular pequeno, grupo de polimerização característico e alta viscosidade. Os oligômeros são o corpo principal e o esqueleto dos revestimentos fotopolimerizáveis (muitas das propriedades físicas e químicas do filme de revestimento).

Características da reação de cura UV

A cura por UV é uma reação de polimerização de adição entre moléculas insaturadas. De acordo com o mecanismo de iniciação do iniciador, há polimerização de radical livre e polimerização catiônica. No entanto, a polimerização que mais estudamos é a polimerização de radical livre (esta aula é baseada na polimerização de radical livre). Essa estrutura com ligações cruzadas C-C na extremidade é uma ligação cruzada rígida.

Mecanismo de polimerização

A polimerização radical tem as seguintes características: reação rápida; grande encolhimento; pequena alteração no grau de polimerização; e um alto grau de influência dos inibidores de polimerização (0,01-0,1% do inibidor pode interromper a reação).

O efeito mais prejudicial aos revestimentos é o encolhimento. De acordo com a pesquisa de W.J. Bailey e outros, se o tempo entre a despolimerização das ligações duplas for longo e a polimerização ocorrer para formar ligações covalentes, o espaçamento será reduzido, causando uma diminuição no volume. O encolhimento de todas as ligações duplas polimerizadas insaturadas é tão alto quanto 11%.

A complexidade das formulações de revestimentos UV

1. Há muitos tipos de monômeros

2. Há muitos tipos de oligômeros básicos (resinas). Atualmente, eles são classificados de acordo com os grupos funcionais durante a síntese: PE à base de poliéster insaturado, EA à base de epóxi, PUA à base de poliuretano, PEA à base de poliéster, à base de amino, à base de poliéter, à base de silicone, à base de fosfato e tipos híbridos.

Uma breve introdução às resinas comumente usadas em revestimentos UV, classificadas de acordo com suas funções

Resinas duras - alta Tg

alta dureza, boa resistência química e velocidade de cura rápida para a maioria dos

1. Bisfenol A padrão tipo EA;

2. PUA de alta função e 2fPUA de pequeno peso molecular;

3. Aminoacrilato de alta função;

4. Oligômero de metacrilato.

Resina macia - Tg pequena

boa flexibilidade, baixa velocidade de cura e baixa densidade de reticulação.

1. Epóxi modificado - epóxi acrilato de óleo de soja, etc;

2. Acrilato de poliéster de cadeia longa;

3. PUA com uma estrutura de cadeia linear e uma fração de massa superior a 1200;

4. Alguns oligômeros de acrilato puro

Resinas polares

Oligômeros que contêm hidrogênio ativo ou que formam facilmente ligações de hidrogênio, alterando a polaridade ou a tensão superficial

1. Acrilato de éster de fosfato

2. Oligômeros de silicone - especialmente

3. oligômeros de acrilato de carboxila

Oligômeros UV à base de água

Tipo de emulsão, tipo dispersível em água, tipo solúvel em água

1. tipo de poliuretano - o tipo principal;

2. Tipo epóxi acrilato;

3. Tipo de acrilato de poliéster.

Aplicação de resinas sem reticulação em UV

Efeito de preenchimento, melhorando a densidade da ligação cruzada, aumentando a adesão, alterando a flexibilidade, melhorando a molhabilidade e outros efeitos auxiliares

1. resinas alquídicas de óleo longo;

2. resinas termoplásticas de acrilato;

3. resinas de aldeído-cetona;

4. resinas de petróleo, etc.

Como projetar uma fórmula de revestimento UV Como escolher uma resina

Antes de criar uma fórmula de revestimento, você deve ter clareza sobre

1. os tipos de revestimentos no processo de revestimento - identificar primers, topcoats e tintas;

2. compreender as propriedades básicas do material a ser revestido - polaridade (tensão superficial), cristalinidade, termoplástico ou termofixo;

Seleção da resina de primer

1. Requisitos de adesão: Essa é a propriedade geral das resinas de primer. Em termos relativos, a adesão mais difícil atualmente inclui

A. Vidro - escolha oligômeros de metacrilato e resinas não formadoras de filme e algumas resinas polares especiais - sistemas de mercapto siloxano (mas a resistência à água é atualmente uma barreira para a formulação);

B. Metal: Faça a distinção entre os tipos de metal. No setor de tintas, o método básico para melhorar a adesão ao metal é destruir as ligações cruzadas. O padrão internacional é a fosfatização. O método UV mais comum é a combinação de fosfatos com alguns acrílicos.

C. Plásticos (incluindo papel plastificado e outros tipos de acabamentos de pintura), que atualmente é uma categoria relativamente grande e particularmente complexa, principalmente devido à estrutura complexa dos plásticos, às várias formas cristalinas e às diferentes tensões superficiais, o que torna relativamente difícil trabalhar com plásticos como BMC, PET e PP. Não existe uma fórmula unificada que possa ser usada para todos. De modo geral, uma combinação de PUA macio, acrílico puro e algumas resinas não formadoras de filme e resinas polares pode ter um certo efeito. No entanto, deve-se prestar atenção à resistência química e à água ao combinar as resinas relevantes.

D. Produtos de madeira oleosa: Atualmente, são principalmente alguns tipos de sândalo duro, como kronox, sândalo vermelho, amoreira de caule verde e madeira de okapi, etc. A adesão do óleo de madeira é relativamente difícil. Há poucos casos de UV puro no mercado que podem selar o óleo. Você pode primeiro selá-lo com PU e depois aplicar um primer de adesão UV. A adesão pode ser obtida principalmente com o uso de algumas resinas polares ou monômeros e resinas de enchimento.

2. Umedecimento: A umectação do pigmento e da carga e a umectação do substrato são duas funções diferentes, pois não é possível garantir que a tensão superficial do substrato seja exatamente a mesma do pigmento e da carga.

A. O umedecimento do pigmento e da carga pode garantir a estabilidade de armazenamento da tinta e a transparência da compatibilidade do filme; por exemplo, alguns PUAs, PEAs e acrilatos de óleo de soja epóxi têm esse efeito;

B. O umedecimento do substrato, como resinas amino e PEA, tem um efeito melhor.

3. Flexibilidade: relacionada à capacidade de lixar e à adesão entre camadas.

Em geral, o EA padrão, alguns PEA e alguns monômeros são usados para coordenar a flexibilidade, ajustando, assim, a capacidade de lixar e a adesão entre camadas.

Atualmente, o mercado também conta com primers de endurecimento que enfatizam a dureza - preste atenção à cura da resina dura e à quantidade de revestimento aplicado, caso contrário, a película de tinta poderá estourar;

O mercado também exige os chamados primers flexíveis - use resinas mais flexíveis, de preferência PUAs à base de poliéster. As resinas à base de poliéter não são muito flexíveis e têm módulo mecânico insuficiente.

Seleção de resinas de acabamento

1. plenitude e nivelamento

Para isso, é preciso escolher uma resina e um monômero com boa compatibilidade, melhorar a umectação e o nivelamento com o primer, aumentar adequadamente o grau de reticulação e usar uma resina com índice de refração mais alto.

Geralmente, são usados PUAs altamente funcionais e resinas amino, com o EA padrão como a resina principal.

2. Resistência (dureza e resistência ao desgaste):

Essas duas propriedades do filme estão intimamente relacionadas, mas não são necessariamente idênticas.

Dureza: Além do trabalho tradicional em madeira com uma película espessa de 80-120Unm e alguns revestimentos espessos em spray, grande parte da dureza, nesse caso, não vem da película em si, mas de outras fontes. Deve-se dar atenção suficiente a parte dessa dureza aparente, como o substrato, o primer, a sensação da superfície etc. Um exemplo típico é o acabamento do rolo e a pulverização fina, que podem ser melhorados com o uso de algumas resinas de silicone ou aditivos de silicone, além das resinas de alto nível mencionadas anteriormente.

Resistência ao desgaste: Em geral, o PUA é melhor do que outras resinas. As ligações de hidrogênio proporcionam alguma tenacidade para aumentar a resistência ao desgaste. Entretanto, a resistência ao desgaste de revestimentos finos não pode ser resolvida por resinas.

3. Adesão entre camadas

Resolva os problemas de umedecimento, nivelamento e correspondência de polaridade da resina, e a adesão entre camadas pode ser resolvida. Em casos especiais, algumas resinas de metacrilato podem ser selecionadas.

4. Resistência química

O EA e o PUA (poliéster) têm boa resistência química, enquanto o PE e o poliéter são menos resistentes

5, resistência ao amarelamento

Em geral, acredita-se atualmente que o PUA alifático, o poliéter acrilato puro, o acrílico puro e os grupos amino têm uma resistência ao amarelamento muito boa. O primeiro tipo é o mais comumente usado, mas a resistência ao amarelamento não é a melhor. Os dois últimos tipos são menos usados porque não têm certas propriedades, mas o grupo amino tem a melhor resistência geral ao amarelamento.

6. Tipo fosco

Atualmente, algumas resinas com peso molecular um pouco menor ou até mesmo grandes são eficazes, e alguns poliuretanos também são muito eficazes (atualmente, há um poliuretano bifuncional com boa dureza no mercado que é competitivo).