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辐射固化涂料-快速固化技术的终极

辐射固化涂料提供了一种高速光固化工艺,与常规固化工艺相比具有许多优点. 多个优势包括 高速, 较低的能量需求, 小或挥发, 更少的生产空间, 减少灰尘收集, 高质量的完成, 快速加工以及一些UV光技术的即时开关也加快了生产和节能. 电子和紫外线 可治愈的 自20世纪60年代以来,油漆面材就已经存在了,其基础是聚合反应,包括自由基和阳离子引发的链生长聚合. As the majority of 涂料 for UV cure 涂层 utilize free radical polymerization (>90% of market), 这篇文章将主要集中在自由基聚合引起的 的光 (图. 1):

UV固化聚合-辐射固化涂料

- UV/EB固化涂料中使用的不饱和类型见表一, 到目前为止最大的类型是 丙烯酸酯.

表I - UV/EB固化中使用的不饱和类型

的光 主要考虑光引发剂吸收曲线的两种不同特性. 第一个, 被PI和秒吸收的光的最大波长(λ Max)是多少, 这种吸收的强度(摩尔消光系数). 的光 用于固化的着色膜在300 nm至450 nm之间的较长波长上通常有更高的摩尔消光系数比固化清晰的配方. 最大限度地提高治疗和效率, PI的吸光度必须与灯的输出光相匹配,因为不同的灯有不同的光谱输出(见表I). 更长的波长的光也是必不可少的,以提高固化较厚的涂层. 除了透明涂料,较新的PI也使着色涂料的配方成为可能. 颜色对一般治疗的影响, 聚氯乙烯, 颜料粒径和膜厚如图所示. 2:

影响治疗行为的因素-放射治疗
图2 - UV固化的注意事项. 图片:汽巴-盖基文学

自由基主要有两种类型 光引发剂,类型I和类型II. I型的光 在辐射作用下发生裂解形成两个自由基. 正常情况下,这些自由基中只有一种是活泼的,从而引发聚合. 1-羟基环己基苯基酮是一种应用广泛的I型PI. II型的光 在辐射作用下形成激发态,并从供体分子中提取一个原子或电子(增效剂). 供体分子反过来引发聚合. 广泛应用的II型光引发剂的一个例子是 苯甲酮. 三级  当它们与二苯甲酮反应时通常用作增效剂吗, 并能延缓氧对聚合的抑制作用. 丙烯酸叔胺 当涉及到气味和可提取物时,就使用化合物. Oxygen can also inhibit cure especially in thin films; to counteract oxygen inhibition, 涂料可以使用胺类增效剂, 在氮气环境下固化, 加入蜡, 高引发剂浓度, 更强的紫外线, 和/或表面活性的发起者.

其他决定UV固化配方性能的关键成分包括UV固化单体和低聚体. 图3展示了典型的 单体 与性能特性一起使用.

单体。辐射固化涂料

表二世. 总体性能与单体

整体性能与单体相比-辐射固化涂料
图3. 典型单体及性能特点

有几种紫外光固化 低聚物 根据需要的性能类型,可提供的类型,请参见图. 4列出了一些常见的寡聚物类型以及性能特征概述.

电子束固化涂料可用于丙烯酸酯功能涂料的固化. 由于使用的能量(150 - 300kev)远高于紫外线固化, 光引发剂是不必要的. 与UV相比,EB固化的其他优点是颜料不会对固化产生不利影响. 所使用的载具系统基本上与UV固化(丙烯酸酯)和UV阳离子固化载具相同. EB固化的缺点包括设备成本高,固化必须在惰性环境中进行. 涂层树脂一旦照射形成一个自由基阳离子和一个二级电子,激发态CR*就可以均裂解形成自由基并引发聚合.

辐射固化涂料
低聚物类型。辐射固化涂料
图4 - UV固化低聚物类型/特性

除了100%固体液体UV涂料,其他UV类型包括水性UV和粉末UV. 水性光固化 与传统UV固化相比有优势,因为不需要活性稀释剂来控制粘度. 也, 而不是传统的UV固化配方, 涂层的粘度与涂层的分子量无关 树脂 并适用于喷雾应用粘度, 通过添加水而不是低粘度的反应单体来调整固体. 除了, 因为需要固化的双键更少, 收缩率较低,从而可以提高附着力. 主要的缺点是,在UV固化之前,水需要通过大约80°C的烤箱来去除. 在粉末UV固化涂料中,部件是静电喷涂的. 建议使用自动枪而不是手动枪,以确保均匀, 应用一致的膜厚. 接下来,应用的涂层在对流、红外或烤箱中烘烤,使粉末熔化和流动. 这一步是在一个更低的温度和更短的时间(175-280°F几秒钟而不是320-390°F 5到20分钟)的传统粉末涂层. 一旦粉末熔化流动, 零件进入紫外线固化室,在几秒内而不是几分钟内固化涂层, 与传统的热粉一样.

阳离子UV固化涂料具有以下优点:

  • 低收缩
  • 优异的附着力
  • 不受氧气抑制
  • 黑暗疗法允许高水平的转化
  • 改进的物理性质

阳离子固化涂料的典型光引发剂是强酸类的铵盐 碘鎓 而且 锍盐 六氟锑酸和六氟磷酸. 一旦暴露在200 - 360nm范围内的适当辐照度下,强Bronsted酸被激活,成为环氧乙烷官能团在反应物上均聚的催化剂. 通常使用环脂肪族环氧化合物,因为它们的反应速度比芳香族环氧化合物快

反应性增加-辐射固化涂料

四氟苯基硼酸盐阴离子在上述组中速度最快(亲核性最低). 添加光敏剂如 thioxanthones苯甲酮 而蒽可以将光谱响应增强到中可见能量范围,从而提高反应效率. 从车辆的角度来看, 阳离子UV固化涂料使用环脂肪族环氧树脂,因为它们比使用基于BPA的芳香族环氧树脂反应更快. 络合阳离子的盐 也可作为自由基-阳离子杂化聚合的光引发剂. 混合自由基-阳离子涂层的使用 脂环族的环氧树脂 除了反应物如 乙烯基醚苯乙烯, 4-alkoxy苯乙烯. 水分在阳离子固化中起链转移剂的作用, 超过50% R后,固化速度急剧下降.H. 阳离子光引发剂活化后,聚合反应由热驱动. 这说明了一个高的转化率,特别是在存在热碰撞.

任何关于UV-LED固化涂料的讨论都是疏忽,至少要对UV-LED灯泡以及每种类型的特性进行简短的概述. 如表三所示.

UV LED灯泡的类型。辐射固化涂料
表三- UV-LED灯泡的种类及其特性

对UV固化涂料的最后一个要考虑的是,它们通常是不入视线的. 换句话说, 对于复杂的三维曲面, 哪里没有光, 涂层固化不了. 也, 大多数UV固化技术使用聚焦光在二维表面上提供最佳的均匀固化. 与传统的UV固化技术相比,LED固化具有多种优势,比如低发热. 这是理想的固化热敏基板. 除了, LED提供了一个无臭氧环境, 能源效率, 超长的灯泡寿命和稳定的光谱输出意味着稳定的质量.

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