ภาพรวมขององค์ประกอบของสารเคลือบ UV curable

ส่วนประกอบหลักของสารเคลือบ UV curable โดยทั่วไปได้แก่ oligomers, photoinitiators, Active diluents และสารเติมแต่ง ต่อไปนี้อธิบายสั้นๆลักษณะองค์ประกอบและประสิทธิภาพของสารเคลือบ UV curable.

Oligomers ในสารเคลือบ UV curable เทียบเท่ากับเรซินในการเคลือบธรรมดาและเป็นสารที่สร้างฟิล์มที่มีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของการเคลือบ

โครงสร้าง oligomers ต้องมีกลุ่ม photocurable เช่นพันธบัตรคู่ไม่อิ่มตัวหรือกลุ่มอีพ็อกซี่และเป็นของเรซินแสง การเลือก oligomers เป็นขั้นตอนสำคัญในการออกแบบสูตรของสารเคลือบ UV curable

Oligomers ที่ใช้ในการเคลือบแสงที่รุนแรงฟรีส่วนใหญ่เป็นเรซินอะคริลิคต่างๆเช่นอีพ็อกซี่อะคริลิคเรซินโพลียูรีเทนอะคริลิคเรซินโพลีเอสเตอร์อะคริลิคเรซินฯลฯที่ใช้กันมากที่สุดคืออีพ็อกซี่อะคริลิคเรซินและโพลียูรีเทนอะคริลิคเรซิน

Oligomers ที่ใช้ใน cationic photocurable เคลือบมีอีพ็อกซี่หรือไวนิล Ether กลุ่มเช่นอีพ็อกซี่เรซิ่นและไวนิล Ether เรซิ่น

การเลือก oligomers ในเคลือบ UV ประจุบวกควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้อย่างครอบคลุม: ความหนืดต่ำอัตราการบ่ม UV อย่างรวดเร็วคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่ดีอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของแก้วอัตราการหดตัวของการบ่มความเป็นพิษต่ำและการระคายเคืองต่ำ

โดยทั่วไปจะใช้โพลีเอสเตอร์ที่ไม่อิ่มตัวสำหรับการเคลือบไม้ที่บ่มด้วยรังสียูวีโดยมีค่าใช้จ่ายต่ำกว่าและเกือบจะเทียบเท่ากับการเคลือบตัวทำละลายแบบดั้งเดิม ด้วยการลดลงอย่างต่อเนื่องในราคาของโอลิโกเมอร์ประเภทอื่นๆประสิทธิภาพของพวกเขาสูงกว่าระบบโพลีเอสเตอร์ไม่อิ่มตัวและส่วนแบ่งการตลาดของพวกเขาค่อยๆลดลง

การสังเคราะห์อีพ็อกซี่อะคริเลตค่อนข้างง่ายและราคาของมันได้ค่อยๆใกล้เคียงระดับของโพลีเอสเตอร์ไม่อิ่มตัว มันมีประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมในอัตราการบ่ม, บ่มฟิล์มความแข็ง, ความต้านทานตัวทำละลาย, ความต้านทานการกัดกร่อน, ความต้านทานแรงดึงและการยึดเกาะประสิทธิภาพส่วนใหญ่พื้นผิว มันมีอัตราส่วนประสิทธิภาพค่าใช้จ่ายสูงและได้กลายเป็นวัตถุดิบที่ต้องการสำหรับสูตรเคลือบ UV curable ในปัจจุบัน

ข้อบกพร่องของอีพ็อกซี่อะคริเลตคือผลิตภัณฑ์บ่มของมันแข็งและเปราะมักจะใช้ร่วมกับอะคริเลต isooctyl เจือจางที่ใช้งานใหม่ของอะคริเลตหรือเรซินที่มีความยืดหยุ่นที่ดี

ยูรีเทนอะคริเลตสามารถได้รับทั้งความแข็งสูงบ่มฟิล์มและเคลือบที่มีความยืดหยุ่นที่ดีขึ้นอยู่กับลักษณะโครงสร้างของมัน โดยทั่วไปโครงสร้างอะคริเลตโพลียูรีเทนที่มีส่วนอ่อนยาวกว่าจะใช้กับสารเคลือบ ลักษณะหลักของโพลียูรีเทนอะคริเลตคือฟิล์มบ่มมีความยืดหยุ่นที่ดีเยี่ยมการยึดเกาะกับพื้นผิวส่วนใหญ่และความต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตามค่าใช้จ่ายในการสังเคราะห์โดยรวมสูง นอกจากนี้อัตราการบ่มด้วยรังสียูวียังต่ำกว่าอีพ็อกซี่อะคริเลตเล็กน้อย

ยูรีเทนอะคริเลตมักจะผสมกับอีพ็อกซี่อะคริเลตและมัลติฟังก์ชั่อะคริเลตที่ใช้งานเจือจาง

โพลีเอสเตอร์อะคริเลตมีความหนืดต่ำต้นทุนต่ำและอัตราการบ่ม UV เฉลี่ย การใช้อะคริเลตโพลีเอสเตอร์ที่ใช้งานได้สูงสามารถปรับปรุงอัตราการบ่มด้วยรังสียูวีได้ โพลีเอสเตอร์อะคริเลตที่มี alkanes โซ่ยาวหรือส่วนมีคุณสมบัติเปียกที่ดีสำหรับเม็ดสีและสามารถใช้ในสีหาย UV โพลีเอสเตอร์อะคริเลตน้อยกว่าที่ใช้กันทั่วไปเพียงอย่างเดียวในการเคลือบ UV curable และมักใช้ร่วมกับเรซินหลักที่ใช้กันทั่วไปเช่นอีพ็อกซี่อะคริเลตและโพลียูรีเทนอะคริเลต

อีพอกซีเรซินอีพ็อกซี่Oligomers ยังใช้กันน้อยเพียงอย่างเดียวในอุตสาหกรรมการเคลือบผิวด้วยรังสียูวีเนื่องจากน้ำหนักโมเลกุลขนาดใหญ่และความหนืดสูง อย่างไรก็ตามแม้ว่าโอลิกอเมอร์อะคริลิกเรซินที่มีกลุ่มอะคริลิคค็มีอัตราการบ่มด้วยรังสียูวีต่ำอัตราการหดตัวของการบ่มต่ำซึ่งช่วยปรับปรุงการยึดเกาะของฟิล์มบ่ม คาร์บอกซิลอะคริลิคเรซินโอลิโกเมอร์ดัดแปลงสามารถมีบทบาทในการรักษาเสถียรภาพและกระจายตัวในระบบระบายสีเม็ดสี ดังนั้น oligomers เหล่านี้สามารถใช้เป็นเรซินเสริมการทำงานในสูตรเคลือบ UV บ่มตามความเหมาะสม

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเพื่อตอบสนองความต้องการของสารเคลือบพิเศษโอลิโกเมอร์ที่มีโครงสร้างใหม่บางตัวได้ค่อยๆได้รับการพัฒนาและใช้งานเช่นเรซินอะคริลิก organosilicon, waterborne UV oligomers, hyperแตกแขนง oligomers, โอลิโกเมอร์ที่บ่มเป็นสองเท่า, โอลิโกเมอร์เริ่มต้นด้วยตนเอง, อะคริเลตอีพ็อกซี่อะคริเลต aliphatic และ alicyclic, โอลิเมอร์ความหนืดต่ำ, Oligomers สำหรับเคลือบผง UV หาย, oligomers ไฮบริดฯลฯ

Photoinitiator ในการเคลือบแสงเทียบเท่ากับตัวเร่งปฏิกิริยาในการเคลือบธรรมดา เคลือบแสงดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตผ่าน photoinitiator และผลิตอนุมูลอิสระหรือ cations ซึ่งเรียกพอลิเมอไรเซชันและปฏิกิริยาเชื่อมโยงข้ามระหว่าง oligomers และเจือจางที่ใช้งาน, สร้างฟิล์มเคลือบที่มีโครงสร้างเครือข่าย แม้ว่าสัดส่วนของโพธิ์Toinitiators ในสูตรของสารเคลือบ UV curable มีขนาดเล็ก (เพียง3% -5%) บทบาทของพวกเขาเป็นสิ่งสำคัญ

Photoinitiators สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: photoinitiators Radical ฟรีและ photoinitiators ประจุบวกเนื่องจากตัวกลางที่ใช้งานแตกต่างกันที่ผลิต

ฟรี photoinitiators รุนแรงสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: แตก photoinitiators และไฮโดรเจน withdrawing photoinitiators เนื่องจากกลไกที่แตกต่างกันของการสร้างอนุมูลอิสระ

ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบอัลคิลคีโตนที่มีกลิ่นหอมส่วนใหญ่รวมถึงเบนโซอินและอนุพันธ์ของเบนโซอิลและอนุพันธ์ของอะซีโตฟีโนนและอนุพันธ์อัลฟาคีโตนอัลฟาฟอสฟีนออกไซด์ฯลฯ

ไฮโดรเจน withdrawing photoinitiators รวมถึง Benzophenone หรือ heterocyclic อะโรมาติกคีโตนส่วนใหญ่รวมถึง Benzophenone และอนุพันธ์ของมัน

ร่วมเริ่มต้นที่ใช้ร่วมกับไฮโดรเจน withdrawing photoinitiators เป็น tertiary amine สารประกอบเช่น aliphatic tertiary amines, ethanolamine tertiary amines, tertiary amine benzoates, amines ที่ใช้งานฯลฯ

Photoinitiators ประจุบวกส่วนใหญ่ประกอบด้วยเกลือ aryl diazonium เกลือ diaryl iodonium เกลือ triaryl thioonium เกลือ aryl Iron onium ฯลฯนอกจากนี้โฟโตอินดิเอเตอร์ไฮบริดโฟโตเมอร์แบบน้ำโฟโตอิพีเอเตอร์แสงที่มองเห็นได้และโฟโตเอไมด์ไวนิลอีเธอร์โฟโตเมอร์ยังเป็นฮอตสปอตการวิจัยใหม่ในโฟโตอิเอเตอร์

สารเจือจางที่ใช้งานอยู่ในสารเคลือบ UV หายเทียบเท่ากับตัวทำละลายในสารเคลือบธรรมดาแต่ไม่เพียงแต่มีผลเจือจางและปรับความหนืดของระบบ, แต่ยังมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการบ่ม UV, ส่งผลต่ออัตราการบ่ม UV ของการเคลือบผิวและคุณสมบัติทางกลของฟิล์มเคลือบ โครงสร้างเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีกลุ่มการบ่มด้วยรังสียูวี

โดยปกติ oligomers ในสารเคลือบ UV curable จะกำหนดคุณสมบัติหลักของฟิล์มบ่มแต่ความหนืดของ oligomers มักจะสูงโดยมีบางส่วนถึง10Pa · s ที่อุณหภูมิห้องทำให้ยากที่จะใช้และต้องเจือจางที่ใช้งานเพื่อปรับความหนืดของพวกเขา การเลือกเจือจางที่ใช้งานอยู่ควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้อย่างครอบคลุม: ความหนืดต่ำ, ความเป็นพิษต่ำ, การระคายเคืองต่ำ, ความผันผวนต่ำ, การหดตัวในปริมาณต่ำ, ปฏิกิริยาสูง, ความเข้ากันได้กับเรซินและ photoinitiators, ความบริสุทธิ์สูง, อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านกระจกสูงของผลิตภัณฑ์ที่บ่มเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีและราคาไม่แพง

ปัจจัยที่โดดเด่นที่สุดสองประการในหมู่ตัวบ่งชี้ข้างต้นคือกิจกรรมปฏิกิริยาและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ที่บ่ม อย่างไรก็ตามหากใช้ในสูตรเคลือบที่เน้นสุขอนามัยและความปลอดภัยควรคำนึงถึงความระคายเคืองทางสรีรวิทยาและความเป็นพิษของสารเจือจางด้วยการพิจารณาพิเศษและควรมีเกณฑ์การคัดกรองที่เข้มงวดยิ่งขึ้น

อะคริเลตโมโนเมอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเจือจางที่ใช้งานเนื่องจากการทำซ้ำสูงของพวกเขารวมทั้งเจือจางที่ใช้งาน monofunctional, เจือจางที่ใช้งานสองประการและเจือจางที่ใช้งานมัลติฟังก์ชั่

อะคริเลตที่ดัดแปลงโดย ethoxylation หรือ propionation เป็นสารเจือจางอะคริลิกชนิดใหม่ พวกเขาได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงการระคายเคืองผิวความเป็นพิษสูงและการหดตัวในการบ่มสูงของสารเจือจางอะคริลิกรุ่นแรกในขณะที่ยังคงรักษาอัตราการบ่มอย่างรวดเร็ว

ไวนิล ethers เป็นชนิดใหม่ของเจือจางที่ใช้งานที่มีเอทิลีนหรือโพรพิลีนอีเธอร์โครงสร้างมีปฏิกิริยาสูงและสามารถนำมาใช้ในฟรี Radical บ่มระบบ cationic บ่มระบบและฟรี Radical และ cationic ระบบไฮบริด

(Methacrylate) ที่มีกลุ่มปลาย methoxy เป็นเจือจางที่ใช้งานรุ่นที่สามซึ่งไม่เพียงแต่มีการหดตัวต่ำและอัตราการแปลงสูงเป็นเจือจางที่ใช้งาน monofunctional, แต่ยังมี reactivity สูง

นอกจากนี้เจือจางที่ใช้งานที่มีฟังก์ชั่นพิเศษไม่เพียงแต่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการบ่มยูวีแต่ยังมีฟังก์ชั่นเช่นการปรับปรุงการยึดเกาะและอัตราการบ่ม UV กับพื้นผิว (โลหะพลาสติกฯลฯ), และปรับปรุงการกระจายเม็ดสี

สารเติมแต่งที่ใช้ในสารเคลือบ UV ที่บ่มโดยทั่วไปจะเหมือนกับที่ใช้ในการเคลือบธรรมดาซึ่งต้องใช้เม็ดสีสารตัวเติมและสารเติมแต่งต่างๆ อย่างไรก็ตามสารเติมแต่งที่ใช้ในสารเคลือบ UV cured ควรลดการดูดซึมแสงอัลตราไวโอเลตเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อความคืบหน้าของปฏิกิริยาการบ่มด้วยรังสียูวี

ฟิลเลอร์อนินทรีย์มักจะถูกเพิ่มลงในสารเคลือบ UV curable เพื่อลดการหดตัวของปริมาตรที่เกิดจาก oligomers และสารเจือจางที่ใช้งาน photopolymerization ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการปรับปรุงการยึดเกาะและเพิ่มความแข็ง, ความต้านทานการสึกหรอ, ความต้านทานความร้อน, ฯลฯของฟิล์มที่บ่ม

ในสถานการณ์ที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอเช่นการเคลือบพื้น UV curable ฟิลเลอร์เช่นแป้งฝุ่นและควันซิลิกามักจะถูกเพิ่มเข้ามา การเพิ่มสารตัวเติมอนินทรีย์อาจทำให้ความยืดหยุ่นของการเคลือบที่บ่มลดลง ในสถานการณ์ที่ต้องการความยืดหยุ่นในการเคลือบสูงควรใช้ความระมัดระวังเมื่อใช้พวกเขา การเพิ่มฟิลเลอร์อนินทรีย์มักจะนำไปสู่ความหนืดของสารเคลือบเพิ่มขึ้นอย่างมากและฟองอากาศจำนวนมากที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการกวนและการกระจายตัวนั้นยากต่อการกำจัดด้วยตัวเองอย่างรวดเร็ว จำเป็นต้องเพิ่ม defoamers

ในเวลาเดียวกันจะต้องมีการเพิ่มสารยับยั้งพอลิเมอไรเซชันจำนวนหนึ่งลงในการเคลือบผิวด้วยรังสียูวีเพื่อให้มั่นใจถึงความมั่นคงของการเคลือบผิวในระหว่างการผลิตการจัดเก็บการขนส่งและการก่อสร้าง