Su bazlı UV reçine nedir?
1960'ların sonunda, ultraviyole (UV) kürleme teknolojisi geliştirildi ve yeni bir yeşil teknoloji türü olarak kaplama reçinesi endüstrisine uygulandı. En eski UV ile kürlenebilen kaplamalar Almanya'nın Bayer kentinde doğdu. 1970'lerde foto-kürlenebilen kaplamalar alanına girmeye başlayan ülkem, son yıllarda hızla gelişti ve uygulandı. UV reçinesi, ışıkla kürleme sisteminin ana bileşenidir. Ultraviyole ışıkla ışınlandıktan sonra kısa bir süre içinde fiziksel ve kimyasal değişikliklere uğrayabilen, hızla çapraz bağlanan ve kürlenen bir oligomerdir. UV kaplama kürlendikten sonra, kaplama filminin temel özellikleri büyük ölçüde ana film oluşturucu malzemesi olan UV reçineye bağlıdır ve UV reçinenin özellikleri reçineyi oluşturan makromoleküler polimer, polimerin moleküler yapısı, moleküler ağırlığı ve moleküler ağırlığı tarafından belirlenir. Çift bağ yoğunluğu ve camsı geçiş sıcaklığı reçinenin özelliklerini etkileyecektir. Geleneksel yağ bazlı UV reçineler büyük molekül ağırlığına ve yüksek viskoziteye sahiptir ve kaplama işleminde ve boya filmi performans kontrolünde yetersizdir. Akrilat reaktif seyrelticiler doymamış çift bağlar içerir ve düşük viskoziteye sahiptir. UV kürleme sistemlerine eklendiğinde, reçinenin viskozitesini azaltabilir, reçinenin çapraz bağlanma yoğunluğunu artırabilir ve reçinenin film özelliklerini iyileştirebilirler, bu nedenle yaygın olarak kullanılırlar. Bununla birlikte, çoğu aktif seyreltici toksiktir ve insan cildi, mukoza zarları ve gözleri için tahriş edicidir. Buna ek olarak, seyrelticilerin UV ışınlaması sırasında tamamen reaksiyona girmesi zordur ve artık monomerler kürlenmiş filmin uzun vadeli performansını doğrudan etkileyecektir. performans, gıda hijyen ürünleri için ambalaj malzemelerinde uygulanmasını sınırlar.
Su bazlı UV reçinesi, hem geleneksel UV kaplamaların hem de su bazlı kaplamaların özelliklerini miras alır ve geliştirir ve güvenlik ve çevre koruma, enerji tasarrufu ve yüksek verimlilik, ayarlanabilir viskozite, ince kaplama ve düşük maliyet avantajlarına sahiptir. Özellikle, su bazlı UV reçinesi, viskozitesi su ile ayarlanabilen yüksek moleküler ağırlıklı su bazlı bir dispersiyondur, böylece reaktif seyrelticilerin zararını önler ve geleneksel UV kaplamaların sertliği ve esnekliği arasındaki çelişkiyi çözer. Son on yılda, bu tür kaplamalar hızla gelişmiş ve kaplama gelişiminin ana yönü haline gelmiştir.
1. Su bazlı UV türleri
Su bazlı UV reçineleri, suda çözünebilen veya dağılabilen ve molekülde belirli miktarda karboksil, hidroksil, amino, eter veya amid grupları gibi hidrofilik grupların yanı sıra akril, metakriloil veya alken grupları içeren UV reçinelerini ifade eder. Propil gibi doymamış gruplar. Şu anda, su bazlı UV reçineleri esas olarak su bazlı poliakrilat, su bazlı polyester akrilat, su bazlı epoksi akrilat ve su bazlı poliüretan akrilat içerir.
①Su bazlı poliakrilat
Su bazlı poliakrilat ucuzdur, iyi sararma direncine sahiptir ve çeşitli alt tabakalara iyi yapışır, ancak düşük mekanik mukavemete ve sertliğe ve zayıf asit ve alkali direncine sahiptir. Bu nedenle, su bazlı poliakrilat genellikle pratik uygulamalarda ana reçine olarak kullanılmaz ve sadece fotoküre edilebilir kaplamaların ve mürekkeplerin bazı özelliklerini iyileştirmek için kombinasyon halinde kullanılır. Su bazlı poliakrilatlar genellikle önce akrilik asit ve çeşitli akrilatlar ile polimerize edilir ve akrilik asit tarafından eklenen karboksil gruplarının bir kısmı hidroksietil akrilatın hidroksil grupları veya glisidil metakrilatın epoksi grupları ile reaksiyona girerek fotoaktif karbon-karbon bikarbonat bağı oluşturur ve ardından karboksil grubunu organik bir amin ile tuzlandırır.
②Su bazlı polyester akrilat
Su bazlı polyester akrilatın hazırlanması kolaydır, ucuzdur ve tam bir boya filmi, iyi parlaklık, iyi yumuşaklık, ancak zayıf sararma direncine sahiptir. Genellikle diol ve trimellitik anhidrit (veya piromellitik dianhidrit) kullanılır. Reaksiyon, akrilik asit ile esterleşme reaksiyonu, karboksil grubunun eklenmesi ve bir tuz oluşturmak için amin ile nötralizasyon.
③Su bazlı epoksi akrilat
Su bazlı epoksi akrilat, düşük fiyat, yüksek kaplama filmi sertliği, iyi yapışma, yüksek parlaklık ve iyi kimyasal direnç avantajlarına sahiptir, ancak aynı zamanda kırılganlık ve zayıf sararma direnci gibi geleneksel bisfenol A epoksi reçinesinin eksikliklerine de sahiptir. . Birçok bilim adamı, reçinelerin genel performansını büyük ölçüde artıran su bazlı UV epoksi akrilatların matrisi olarak geleneksel bisfenol A epoksi reçinelerinin yerini almak için mükemmel fiziksel ve mekanik özelliklere ve mükemmel sararma önleyici özelliklere sahip alifatik epoksi reçinelerini seçmektedir. Genel olarak, epoksi akrilat (EA) elde etmek için epoksi reçineyi esterleştirmek için akrilik asit kullanılır ve epoksi akrilattaki hidroksil grubu, hidrofilik grup eklemek için asit anhidrit (maleik anhidrit, trimellitik anhidrit vb.) ile reaksiyona sokulur ve daha sonra organik amin ile nötralize edilir Su bazlı epoksi akrilat reçinesi (EB) elde edin,
④Su bazlı üretan akrilat
Su bazlı poliüretan akrilat ışıkla sertleşen sistem, iyi aşınma direnci, kimyasal direnci, düşük sıcaklık direnci ve esnekliği nedeniyle çok dikkat çekmiştir. Şu anda en çok araştırılan ve ticarileştirilen su bazlı UV reçinesidir. Tablo 1'e bakınız. Son yıllarda, Bayer, AKZONOBEL, BASF gibi bazı yabancı şirketler, su bazlı UV üretan akrilatların performans iyileştirmesinde büyük atılımlar yapmıştır. Otomotiv astarları, son katlar ve bitiş vernikleri gibi.
Hammadde olarak diizosiyanat, yumuşak segment zincir genişletici olarak polyester veya polieter diol, hidrofilik zincir genişletici olarak karboksil içeren diol (dimetilol propiyonik asit gibi), uç kapama maddesi olarak hidroksi akrilat kullanarak, Çok aşamalı polikondensasyon yoluyla kürlenebilir üretan akrilat üretebilir ve daha sonra su bazlı UV üretan akrilat (WPUA) elde etmek için bir tuz oluşturmak üzere amonyak veya organik amin ile nötralize edebilir.
2. Su bazlı UV reçinede yeni gelişmeler
①Hiper dallı sistem
Yeni bir polimer türü olan hiper dallanmış polimer, çok sayıda aktif uç gruba sahip küresel bir yapıya sahiptir ve moleküler zincirler birbirine dolanmamıştır. Hiper dallı polimerler kolay çözünürlük, düşük erime noktası, düşük viskozite ve yüksek reaktivite avantajlarına sahiptir. Bu nedenle, su bazlı UV reçinelerinin hazırlanması için yeni bir yol açan su bazlı fotokürlenebilir oligomerleri sentezlemek için akril grupları ve hidrofilik gruplar eklenebilir.
Asif ve arkadaşları, terminal hidroksil grupları bakımından zengin hiper dallı polyester BoltornTMHn'yi süksinik anhidrit ve IPDI-HEA ön polimeri ile reaksiyona sokmak için kullanmış ve daha sonra Şekil 3'te gösterildiği gibi UV ile kürlenebilen su bazlı hiper dallı polyester (WHPUA) elde etmek için bir tuz oluşturmak üzere organik amin ile nötralize etmiştir. Araştırma, reçinenin hızlı bir fotokürleşme oranına ve iyi fiziksel özelliklere sahip olduğunu göstermektedir. Sert segment (IPDIHEA) içeriğinin artmasıyla, reçinenin camsı geçiş sıcaklığı artar ve sertlik ve çekme mukavemeti de artar, ancak kopma uzaması azalır.
Su Lin ve arkadaşları ilk olarak hiper dallı polyesterleri hazırlamak için hammadde olarak polibazik asit anhidritleri ve monofonksiyonel epoksitler kullanmış, bunlar ayrıca glisidil metakrilat (GMA) eklenerek hiper dallı polimerlerin terminal hidroksil ve karboksil grupları ile reaksiyona sokulmuş ve ardından trigliseritler eklenmiştir. Etilamin (TEA), UV ile kürlenebilen su bazlı hiper dallı polyester elde etmek için bir tuza nötralize edilir. Sonuçlar, su bazlı hiper dallı reçinede ne kadar çok terminal karboksil grubu olursa, suda çözünürlüğün o kadar iyi olduğunu; terminal çift bağların artmasıyla reçinenin kürlenme oranının arttığını göstermektedir.
②Organik/inorganik hibrit sistem
Su bazlı UV ışığı ile kürlenebilen organik/inorganik hibrit sistem, su bazlı UV reçinesi ve inorganik malzemelerin etkili bir bileşimidir. İnorganik malzemelerin yüksek aşınma direnci ve yüksek hava koşullarına dayanıklılık avantajları, kürlenmiş filmin kapsamlı performansını artırmak için reçineye eklenir. Nano-SiO2 veya montmorillonit gibi inorganik partiküllerin doğrudan dispersiyon yöntemi, sol-jel yöntemi veya interkalasyon yöntemi ile UV kürleme sistemine dahil edilmesiyle, fotokürlenebilir organik/inorganik hibrit sistem hazırlanabilir. Monomerler, sulu UV oligomerlerinin moleküler zincirlerine dahil edilir.
Zhan Chuyin ve arkadaşları, polisiloksan gruplarını poliüretanın yumuşak segmentine eklemek için di-hidroksibütil polidimetilsiloksan (PDMS) kullanmış ve organik/inorganik hibrit emülsiyon (Si- PUA) elde etmek için bunları akrilik monomerlerle uygun şekilde seyreltmiştir. Reçine ile yapılan kaplama kürlendikten sonra, boya filmi iyi fiziksel özelliklere, yüksek temas açısına ve su direncine sahiptir.
Liang Hongbo ve arkadaşları, hiper dallı hibrit poliüretan hazırlamak ve ışıkla kürlemek için hammadde olarak kendi yaptıkları polihidroksi hiper dallı poliüretan, süksinik anhidrit, silan bağlama maddesi KH560, glisidil metakrilat (GMA) ve hidroksietil metakrilat kullanmışlardır. Hiper dallı poliüretan daha sonra farklı oranlarda etil ortosilikat ve n-bütil titanat ile hidrolize edilerek SiO2/TiO2 organik-inorganik hibrit sol fotokürlenebilir hiper dallı poliüretan hazırlanmıştır. Sonuçlar, inorganik içeriğin artmasıyla hibrit kaplamanın sarkaç sertliğinin arttığını, yüzey pürüzlülüğünün arttığını ve SiO2 hibrit kaplamanın yüzey kalitesinin TiO2 hibrit kaplamadan daha iyi olduğunu göstermektedir.
③Çift kürleme sistemi
Su bazlı UV reçinelerin zor üç boyutlu kürlenmesi ve kalın kaplamaların ve renkli sistemlerin zor kürlenmesinin eksikliklerini çözmek ve kaplama filminin genel performansını iyileştirmek için araştırmacılar, ışıkla kürleme ve diğer kürleme sistemlerini birleştiren bir çift kürleme sistemi geliştirdiler. Işıkla kürleme/termal kürleme, fotokürleme/redoks kürleme, serbest radikal fotokürleme/katyonik fotokürleme ve fotokürleme/nemle kürleme yaygın çift kürleme sistemleridir ve UV elektronik koruyucu yapıştırıcı gibi bazı sistemler uygulanmıştır. ışıkla kürleme/redoks veya ışıkla kürleme/nemle kürleme çift kürleme sistemi.
Zeng Fanchu ve arkadaşları, poliakrilik asit emülsiyonuna fonksiyonel monomer asetoasetoksietil metakrilat (AMME) katmış ve termal kürleme/UV kürleme su bazlı poliakrilat sentezlemek için düşük sıcaklıkta Michael ekleme reaksiyonu yoluyla fotokürlenebilir grup katmıştır. Sabit 60 °C sıcaklıkta kurutun, 2 × 5. Bir 6 kW yüksek basınçlı cıva lambasının ışınlaması altında, film oluşumundan sonra reçinenin sertliği 3H'ye ulaşır, alkol silme direnci 158 kata kadar ve alkali direnci 24 saate kadardır.
④Epoksi akrilat/üretan akrilat kompozit sistem
Epoksi akrilat kaplama yüksek sertlik, iyi yapışma, yüksek parlaklık ve iyi kimyasal direnç avantajlarına sahiptir, ancak zayıf esnekliğe ve yüksek kırılganlığa sahiptir. Su bazlı poliüretan akrilat iyi aşınma direnci ve esneklik özelliklerine sahiptir, ancak hava koşullarına karşı direnci zayıftır. İki reçinenin kimyasal modifikasyon, fiziksel harmanlama veya hibridizasyon yoluyla etkili bir şekilde birleştirilmesi, tek bir reçinenin performansını artırabilir ve her ikisinin de avantajlarından tam olarak yararlanabilir, böylece her ikisinin avantajlarını birleştiren yüksek performanslı bir fotokürleme sistemi geliştirebilir.
Wang Cundong ve ark. ilk olarak EA elde etmek için epoksi reçine E44'teki epoksi grubunu esterleştirmek için akrilik asit kullanmış; daha sonra su bazlı UV üretan akrilat sentezlemek için TDI, politetrahidrofuran diol (PTMG), DMPA ve HEMA kullanmış; farklı oranlarda karıştırarak, başlatıcı olarak su/etanol, emülgatör olarak su bazlı poliüretan anyonik su bazlı poliüretan akrilat, UV ile kürlenebilen epoksi akrilat/poliüretan akrilat kompozit emülsiyonu emülsifikasyon yoluyla elde edilmiştir. Sonuçlar, modifikasyonun kaplama filminin esnekliğini büyük ölçüde artırdığını, ancak diğer özellikler üzerinde çok az etkisi olduğunu göstermektedir.
⑤ Makromoleküler veya polimerize edilebilir fotobaşlatıcı
Çoğu fotobaşlatıcı, ışıkla kürlemeden sonra tamamen ayrışamayan küçük aril alkil keton molekülleridir ve kalan küçük moleküller veya fotoliz ürünleri kaplamanın yüzeyine geçerek sararmaya veya kokuya neden olur, kürlenmiş filmin performansını ve uygulamasını etkiler. . Araştırmacılar, küçük moleküler fotobaşlatıcıların dezavantajlarının üstesinden gelmek için hiper dallı polimerlere fotobaşlatıcı gruplar, akril grupları ve hidrofilik gruplar ekleyerek su bazlı makromoleküler polimerize edilebilir fotobaşlatıcıları sentezledi. Anhui Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Wang Zhansi, AB2 tipi bir monomer MB sentezlemek üzere reaksiyona girmek için hammadde olarak önce metil akrilat ve dietanolamin kullandı ve ardından hidroksil sonlu hiper dallı poliüretan sentezlemek için çekirdek olarak trimetilolpropan (TMP) ile reaksiyona girdi, ve ardından Maleik anhidrit, terminal karboksil grupları içeren hiper dallı poliüretana modifiye edildi ve Z'den sonra fotobaşlatıcı 1173, iki polimerize edilebilir hiper dallı makromoleküler fotobaşlatıcı HPAE-1- MA-1173 ve HPAE-2-MA-1173 hazırlamak için terminal karboksil hiper dallı poliüretanı modifiye etmek için kullanıldı. Araştırma sonuçları, ürünün UV absorpsiyonunun 1173 ile karşılaştırıldığında maksimum absorpsiyonda kırmızı bir kaymaya sahip olduğunu, ancak fotobaşlatıcı oranının moleküler fotobaşlatıcı 1173'ünkinden daha düşük olduğunu göstermektedir.
3. Su bazlı UV reçine uygulaması
İnsanların çevre koruma bilincinin gelişmesiyle birlikte, su bazlı fotokürlenebilir sistemler son yıllarda giderek daha fazla ilgi görmüştür, ancak uygulamaları hakkında çok az araştırma vardır. Şu anda, su bazlı UV reçineleri esas olarak su bazlı UV kağıt verniği, su bazlı UV ahşap boyası, su bazlı UV metal boyası, su bazlı UV flekso baskı mürekkebi, su bazlı UV gravür mürekkebi, su bazlı serigrafi mürekkebi vb. dahil olmak üzere UV kaplamalarda ve UV mürekkeplerinde kullanılmaktadır. Su bazlı UV vernik ve su bazlı UV astarı içeren su bazlı UV kağıt verniği, 90'ın üzerinde bir parlaklık ile uygulanan en eski su bazlı UV kaplamadır. Su bazlı UV kaplamaların ahşap kaplama endüstrisindeki uygulama değeri, özellikle şekillendirilmiş ahşap ve kontrplak kaplamasında çok yüksektir. Bu nedenle, su bazlı UV ahşap kaplamalar şu anda en yaygın kullanılan su bazlı UV kaplamalardır. Şu anda, birkaç gelişmiş ülke tarafından geliştirilen bazı su bazlı UV reçine ürünleri, otomotiv kaplamalarının gereksinimlerini karşılamakta ve otomotiv astarları, son katlar ve vernikler gibi çeşitli otomotiv kaplamalarında da kullanılmaktadır. Su bazlı fotokürlenebilir sistemlerin derinlemesine incelenmesiyle, daha fazla su bazlı UV reçine türü ortaya çıkacak ve uygulama alanları genişlemeye devam edecektir.
4. Sonuç ve Genel Bakış
Su bazlı UV reçinesi hala araştırma ve geliştirme aşamasındadır. Konuyla ilgili birçok literatür raporu olmasına rağmen, çok az ürün piyasaya sürülmüştür. Bunlar çoğunlukla UCB, ICI, CYTEC, BASF ve diğer şirketler gibi Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri gibi gelişmiş ülkeler tarafından üretilmektedir. Su bazlı UV reçinesi çevre koruma, enerji tasarrufu, yüksek verimlilik, kontrol edilebilir viskozite ve mükemmel film performansı avantajlarına sahiptir. Kürlenmiş filmin sertliğini ve esnekliğini hesaba katabilir ve son derece yüksek uygulama değerine ve geniş pazar beklentilerine sahiptir. Bununla birlikte, su bazlı UV reçineleri, alt tabakalara karşı zayıf ıslanabilirlik, zayıf su direnci, zayıf yıkama direnci ve zayıf depolama kararlılığı gibi kusurların yanı sıra, daha fazla iyileştirilmesi gereken fotokürleme işlemi sırasında kalan küçük moleküllü fotobaşlatıcılar ve fotoliz ürünleri gibi kusurlara sahiptir. Bu nedenle, su bazlı UV reçinenin mevcut eksikliklerinin üstesinden gelmek ve daha iyi performansa ve daha geniş uygulamaya sahip su bazlı bir fotokürleme sistemi geliştirmek için su bazlı UV reçine teknolojisinin geliştirilmesi zorunludur.
Şimdi Bize Ulaşın!
Fiyata ihtiyacınız varsa, lütfen aşağıdaki forma iletişim bilgilerinizi doldurun, genellikle 24 saat içinde sizinle iletişime geçeceğiz. Bana e-posta da gönderebilirsiniz info@longchangchemical.com Çalışma saatleri içinde (8:30 - 6:00 UTC+8 Pzt.~Sat.) veya hızlı yanıt almak için web sitesi canlı sohbetini kullanın.