Quais são os elementos na seleção de oligômeros UV para formulações de revestimentos fotopolimerizáveis?
Resposta rápida: Na maioria dos sistemas UV, os fotoiniciadores são selecionados equilibrando a adequação do comprimento de onda, a cura completa, o controle de cor e a velocidade da linha. Os compradores geralmente comparam um pacote com vários fotoiniciadores em vez de um produto isolado.
Os revestimentos de cura por luz também são conhecidos como revestimentos de cura por UV, que usam a luz UV como fonte de energia para curar o revestimento. Eles podem ser curados rapidamente em substratos como papel, plástico, couro e madeira sem a necessidade de calor. Os revestimentos fotopolimerizáveis são compostos principalmente de resinas fotopolimerizáveis (oligômeros), fotoiniciadores (fotossensibilizadores), diluentes e aditivos. As resinas fotopolimerizáveis são geralmente resinas de baixo peso molecular com ligações insaturadas, como poliésteres insaturados, oligômeros acrílicos, etc. Este artigo discute os elementos de seleção da resina fotopolimerizável (oligômero) nas formulações de tintas fotopolimerizáveis.
I. Viscosidade.
A escolha de resina de baixa viscosidade pode reduzir a quantidade de diluente ativo. No entanto, a resina de baixa viscosidade geralmente tem baixa massa molecular relativa, o que afeta as propriedades físicas e mecânicas do filme curado.
Segundo, a taxa de cura da luz.
De modo geral, quanto maior o grau funcional da resina fotopolimerizável, mais rápida é a taxa de fotopolimerização, a taxa de fotopolimerização do epóxi acrilato é rápida, a taxa de fotopolimerização do oligômero modificado com amina também é rápida. É uma condição muito importante escolher uma resina com taxa de fotopolimerização rápida, que pode não só reduzir a quantidade de fotoiniciador, mas também atender aos requisitos de cura rápida da linha de revestimento de fotopolimerização.
Terceiro, propriedades físicas e mecânicas.
As propriedades físicas e mecânicas do filme de tinta fotopolimerizável são determinadas principalmente pelo desempenho do filme de cura da resina fotopolimerizável, e as propriedades físicas e mecânicas de diferentes variedades de requisitos de tinta fotopolimerizável são diferentes, e a escolha da resina fotopolimerizável também é diferente. As propriedades físicas e mecânicas do filme de tinta são principalmente os seguintes indicadores.
Dureza, acrilato de epóxi e poliéster insaturado com dureza geral, oligômero contendo estrutura de anel de benzeno também contribui para melhorar a dureza. Alta funcionalidade, alta densidade de reticulação, alta Tg e alta dureza.
Flexibilidade: acrílicos de uretano, acrílicos de poliéster, acrílicos de poliéter e acrílicos puros geralmente são mais flexíveis. Os oligômeros contêm estruturas alifáticas de cadeia de carbono longa e são flexíveis. Quanto maior a massa molecular relativa, melhor a flexibilidade. Baixa densidade de crosslink, boa flexibilidade. Baixa Tg, bom corte flexível.
Resistência à abrasão, a resina acrílica de uretano tem boa resistência à abrasão. Boa resistência à abrasão para oligômeros com fácil formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas. Alta densidade de ligações cruzadas, boa resistência à abrasão.
Resistência à tração, acrilatos epóxi e poliésteres insaturados têm alta resistência à tração, geralmente maior massa molecular relativa, maior polaridade, menor flexibilidade e oligômeros com maior reticulação têm maior resistência à tração.
Resistência ao impacto, resinas acrílicas de uretano, resinas acrílicas de poliéster, resinas acrílicas de poliéter e acrílicos puros têm melhor resistência ao impacto. Baixa Tg, oligômeros flexíveis com boa resistência ao impacto em geral.
Adesão, oligômeros com baixo encolhimento, boa adesão a substratos; oligômeros contendo grupos como -OH e -COOH têm boa adesão a metais. Oligômeros com baixa tensão superficial, boa umectação e espalhamento para substratos, bons para adesão.
Resistência ao amarelamento: as resinas acrílicas de poliuretano alifático, as resinas acrílicas de poliéter e os acrílicos puros têm boa resistência ao amarelamento. A adição de agentes antiamarelamento adequados à formulação pode, com frequência, melhorar efetivamente a resistência ao amarelamento de revestimentos fotopolimerizáveis.
Resistência química: os acrilatos epóxi, os acrílicos de poliuretano e os acrílicos de poliéster têm boa resistência química, mas os acrílicos de poliéster são menos resistentes a álcalis; o aumento da densidade de reticulação durante a cura aumenta a resistência química do produto.
Brilho, acrilatos de epóxi e poliésteres insaturados têm alto brilho, a densidade de reticulação aumenta, o brilho aumenta. Alta Tg, alto índice de refração dos oligômeros, bom brilho.
Molhabilidade do pigmento, oligômeros modificados com ácidos graxos em geral e modificados com amina têm melhor molhabilidade dos pigmentos, e oligômeros contendo -OH e -COOH também têm melhor molhabilidade do pigmento.
Quarto, o encolhimento da cura da resina fotopolimerizável (oligômero).
O baixo encolhimento da cura favorece a melhoria da adesão do filme curado ao substrato; as funcionalidades do oligômero aumentam, a densidade de reticulação aumenta e o encolhimento da cura também aumenta.
Em quinto lugar, a temperatura de transição vítrea do oligômero Tg.
Oligômero de alta Tg, geralmente de alta dureza, bom brilho; oligômero de baixa Tg, boa flexibilidade, resistência ao impacto ou.
Sexto, toxicidade e irritação.
O oligômero, devido à massa molecular relativa, é maior, a maior parte da resina viscosa, não é volátil, não é inflamável nem explosiva, sua toxicidade também é baixa e a irritação da pele também é baixa.
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Uma rota de seleção prática para projetos relacionados a fotoiniciadores
Ao avaliar fotoiniciadores, os compradores técnicos ou formuladores geralmente consideram a qualidade da cura e a adequação à aplicação: qual embalagem cura de forma confiável, mantém uma aparência aceitável e ainda funciona sob as condições da lâmpada, espessura do filme e substrato do processo real.
- Primeiro, compare a embalagem com a lâmpada: Lâmpadas de mercúrio, LEDs UV e sistemas de luz visível podem classificar os mesmos fotoiniciadores de maneiras muito diferentes.
- Verifique a cura em profundidade e a cura superficial separadamente: Uma película que parece seca na superfície ainda pode estar frágil por baixo.
- Equilibre o amarelamento com a reatividade: O método de cura profunda mais eficaz nem sempre é a melhor opção comercial se o risco de migração ou alteração da cor se tornar inaceitável.
- Utilize a fórmula final como referência: A quantidade de pigmento, o pacote de monômeros e a espessura do filme podem alterar a classificação aparente do mesmo iniciador.
Referências de produtos recomendadas
- CHLUMICRYL IBOA: Um monômero de baixa viscosidade forte como referência quando a dureza e um bom fluxo são importantes.
- CHLUMICRYL TMPTA: Um monômero reativo padrão de referência quando é necessária uma densidade de reticulação maior.
- CHLUMICRYL TPGDA: A practical reactive-diluent benchmark in many UV monomer and inkjet systems.
- CHLUMICRYL THFA: Useful when monomer polarity and flexibility balance are part of the formulation screen.
FAQ para compradores e formuladores
Por que os pacotes de fotoiniciadores misturados são tão comuns?
Como um produto pode controlar o amarelamento ou o encaixe da lâmpada, enquanto outro melhora a profundidade de cura ou o desempenho da velocidade da linha, o pacote completo costuma ser mais eficaz do que qualquer produto individual.
A cura incompleta deve sempre ser resolvida adicionando mais iniciador?
Não automaticamente. A verdadeira limitação pode estar na lâmpada, na espessura do filme, na tonalidade do pigmento ou no restante do sistema reativo, e não simplesmente em uma subdosagem.