光固化涂料配方中紫外线低聚物的选择要素是什么?
快速回答: 在大多数紫外光固化体系中,光引发剂的选择需要平衡波长匹配、固化深度、颜色控制和线速度。买家通常会比较混合配方包,而不是单一的产品。
光固化涂料也称为紫外线固化涂料,它使用紫外线作为固化涂料的能源。它们可以在纸张、塑料、皮革和木材等基材上快速固化,无需加热。光固化涂料主要由光固化树脂(低聚物)、光引发剂(光敏剂)、稀释剂和添加剂组成。光固化树脂一般是具有不饱和键的低分子量树脂,如不饱和聚酯、丙烯酸低聚物等。本文将讨论光固化涂料配方中光固化树脂(低聚物)的选择要素。
I.粘度。
选用低粘度树脂,可以减少活性稀释剂的用量。但低粘度树脂往往相对分子质量较低,会影响固化薄膜的物理和机械性能。
第二,光固化率。
一般来说,光固化树脂官能度越高,光固化速率越快,环氧丙烯酸酯光固化速率快,胺改性低聚物光固化速率也快。选择光固化速率快的树脂是一个非常重要的条件,它既能减少光引发剂的用量,又能满足光固化涂料生产线快速固化的要求。
第三,物理和机械特性。
光固化漆膜的物理机械性能主要由光固化树脂固化漆膜的性能决定,不同品种的光固化漆物理机械性能要求不同,选用的光固化树脂也不同。漆膜的物理机械性能主要有以下几个指标。
硬度方面,环氧丙烯酸酯和不饱和聚酯硬度一般,含苯环结构的低聚物也有利于提高硬度。高官能度、高交联密度、高 Tg 和高硬度。
柔韧性方面,聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和纯丙烯酸酯一般柔韧性较好。低聚物含有脂肪族长碳链结构,具有柔韧性。相对分子质量越高,柔韧性越好。交联密度低,柔韧性好。
耐磨性,聚氨酯丙烯酸树脂具有良好的耐磨性。分子间容易形成氢键,低聚物具有良好的耐磨性。交联密度高,耐磨性好。
拉伸强度,环氧丙烯酸酯和不饱和聚酯具有较高的拉伸强度,一般相对分子质量较高,极性较大,柔韧性较差,交联度较高的低聚物具有较高的拉伸强度。
耐冲击性,聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂和纯丙烯酸树脂具有较好的耐冲击性。一般来说,低 Tg、柔性低聚物具有良好的抗冲击性。
粘附性,低聚物收缩率低,对基材有良好的粘附性;含有 -OH 和 -COOH 等基团的低聚物对金属有良好的粘附性。低聚物表面张力低,对基材具有良好的润湿性和铺展性,具有良好的粘附性。
耐黄变性能 脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂和纯丙烯酸树脂具有良好的耐黄变性能。在配方中添加适当的抗黄变剂通常可以有效提高光固化涂料的抗黄变性能。
耐化学性:环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯都具有良好的耐化学性,但聚酯丙烯酸酯的耐碱性较差;在固化过程中增加交联密度可提高产品的耐化学性。
光泽度,环氧丙烯酸酯和不饱和聚酯光泽度高,交联密度增加,光泽度增加。
颜料润湿性,一般脂肪酸改性和胺改性低聚物对颜料的润湿性更好,含有 -OH 和 -COOH 的低聚物对颜料的润湿性也更好。
第四,光固化树脂(低聚物)的固化收缩。
低固化收缩率有利于提高固化薄膜与基材的粘附性,低聚物官能度增加,交联密度增加,固化收缩率也会增加。
第五,低聚物的玻璃转化温度 Tg。
低聚物 Tg 高,一般硬度高,光泽度好;低聚物 Tg 低,柔韧性好,耐冲击或。
第六,毒性和刺激性。
低聚物由于相对分子质量较大,大部分为粘性树脂,不易挥发,不属于易燃易爆物品,其毒性也较低,对皮肤的刺激性也较低。
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光引发剂相关项目的实用选择路线
当技术买家或配方师筛选光引发剂时,最有用的决策框架通常是固化质量加上应用契合度:哪种包装能够可靠固化,保持可接受的外观,并且在实际工艺的灯光、膜厚和基材条件下仍然有效。
- 先将包装盒与灯匹配: 汞灯、紫外LED和可见光系统可能对同一种光引发剂的排序差异很大。
- 分别检查深度固化和表面固化: 表面感觉干涩的电影,内里可能仍然很虚弱。
- 平衡发黄与反应性: 最强的深度固化路线并非总是最佳的商业选择,如果颜色或迁移风险变得不可接受。
- 将最终公式作为基准: 颜料含量、单体包装和成膜厚度都会改变同一种引发剂的表观排名。
推荐的产品参考
- CHLUMICRYL IBOA: 硬度和良好的流动性都重要的首选低粘度单体。
- 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯: 当需要更强的交联密度时,标准的反应性单体基准。
- 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.
买家和配方师的常见问题解答
为什么混合光引发剂组分如此常见?
因为一个产品可能能很好地控制发黄或灯具配合,而另一个产品可能改善固化深度或线速度性能,所以全面的配套方案通常比任何单一等级的产品都要好。
不完全固化是否总是需要通过增加引发剂来解决?
不一定。真正的限制可能是灯、薄膜厚度、颜料着色或其余的反应体系,而不是简单的剂量不足。