Свойства для УФ/ЭП-технологии отверждения ЛКМ  ICQ:600452697 | рус eng | (4852) 66-02-01, 66-02-12
 
Мир ЛКМ > Справочная информация > Обзоры продукции > Свойства для УФ/ЭП-технологии отверждения ЛКМ
Карта сайта


Пользовательское соглашение
 

Наиболее важные свойства для УФ/ЭП-технологии отверждения лакокрасочных материалов

10.11.2014

Коммерческое применение технологии отверждения лакокрасочных материалов (ЛКМ) с использованием ультрафиолетового излучения (УФ, UV) и пучка ускоренных электронов (ЭП, EB) началось в 1960-е гг. Когда промышленности стало известно о преимуществах УФ/ЭП-технологии, спрос на УФ/ЭП отверждаемые ЛКМ вырос. В настоящее время УФ/ЭП отверждаемые ЛКМ используются во всем мире во многих сферах.

Ниже представлены преимущества, которыми обладают УФ/ЭП отверждаемые ЛКМ по сравнению с традиционно отверждаемыми ЛКМ:

  • отверждение за счет энергии источника излучения УФ/ЭП происходит за доли секунды;
  • снижение производственных площадей — оборудование для УФ/ЭП-отверждения намного более компактно, чем традиционные сушильные печи; композиции, которые не содержат растворителей, требуют меньших площадей для хранения, чем органо- и водорастворимые ЛКМ, для получения сопоставимого веса сухой пленки;
  • подходит для теплочувствительных подложек — при УФ/ЭП-отверждении ЛКМ достигаются более высокие скорости линии, а отсутствие теплового отверждения в результате дает относительно холодный процесс, который может быть использован для теплочувствительных подложек: пластиков, древесины, бумаги;
  • снижение единиц оборудования в процессе — технология УФ/ЭП-отверждения ЛКМ может заменить многостадийный производственный процесс термоотверждения ЛКМ/печатных красок одностадийным процессом;
  • снижение стоимости страхования и уменьшение опасности работы — безрастворительные УФ/ЭП отверждаемые ЛКМ рассматриваются как негорючие жидкости, а это ведет к снижению расходов на страхование, менее жестким требованиям по хранению и снижению опасности работы по сравнению с воспламеняемыми органорастворимыми ЛКМ;
  • благоприятная технология — мировые регулирующие организации признают, что УФ/ЭП отверждаемые ЛКМ обладают многими преимуществами по соответствию требованиям по ЛОС и веществам, опасным для воздушной среды;
  • снижение энергозатрат — ряд исследований показывает значительное снижение стоимости потребления энергии, достигаемое за счет перехода от обычных термоотверждаемых ЛКМ к УФ/ЭП отверждаемым ЛКМ.

Как было показано выше, технология УФ/ЭП-отверждения ЛКМ имеет много преимуществ по сравнению с ЛКМ, отверждаемыми традиционными методами. Однако при использовании УФ/ЭП отверждаемых ЛКМ существует ряд проблем. Чтобы очертить круг проблем, с которыми специалисты сталкиваются на практике, Special Chem задал вопрос: «Какое свойство для вас наиболее важно при выборе технологии УФ/ЭП-отверждения ЛКМ?». Ниже
приведены результаты голосования 229 участников опроса.

Смолы с пониженной усадкой отвержденной пленки, получив 22,3% голосов, заняли первое место среди наиболее важных свойств при выборе технологии УФ/ЭП-отверждения. Химия акрилатов преобладает на рынке УФ/ЭП отверждаемых ЛКМ. Однако известно, что пленки акрилатов также претерпевают значительную усадку при отверждении. Чрезмерная усадка в результате плохого отверждения может вызвать проблемы адгезии, особенно для непористых оснований. Ниже в таблице сравнивается усадка пленки для различных функциональных акриловых мономеров.

Снижение усадки пленки различных функциональных акриловых мономеров

Акриловый разбавитель

Молекулярная масса

Усадка, %

Моноакрилат 

Изоборнилакрилат

208

5,2

Оксиэтилированый фенолакрилат

236

6,8

Диакрилат

Трициклодекандиолдиакрилат

304

5,9

Гександиолдиакрилат

226

19,0

Триакрилат

Триметилолпропанэтокситриакрилат

428

14,1

Триметилолпропантриакрилат

296

25,1

Тетраакрилат

Алкоксилированный пентаэритрит тетраакрилат

571

8,7

Дитриметилолпропантетраакрилат

438

10,0

Методы, которые могут быть использованы для снижения усадки отвержденной пленки, включают:

  • уменьшение концентрации многофункциональных акриловых мономеров;
  • использование составов на основе катионной или тиоленной химии — катионные и тиоленные мономеры претерпевают меньшую усадку, чем акриловые мономеры;
  • комбинированные акриловые составы с катионным или тиоленным компонентом;
  • использование водно-дисперсионных УФ/ЭП отвержденных высокомолекулярных полиуретановых дисперсий (PUDs).

Возможность отверждения на поверхностях, закрытых от прямого воздействия УФ/ЭП-энергии, заняла второе место, получив 20,5% голосов среди наиболее важных свойств при выборе УФ/ЭП-технологии. Один из методов, которые может исключить проблему отверждения ЛКМ на поверхностях, закрытых от УФ/ЭП-излучения, состоит во включении в состав постотверждающих компонентов.

Примеры постотверждающих компонентов:

  • использование катионной технологии — кислота, образующаяся в катионных покрытиях, остается активной после воздействия УФ/ЭП-излучения, что приводит к постотверждению;
  • использование катион-акриловой гибридной композиции — катионная часть состава может продолжить полимеризацию после УФ/ЭП-воздействия;
  • присоединение реакционных силикон/силоксановых компонентов к акриловому мономеру/олигомеру — силикон/силоксановые компоненты постотверждаются в присутствии влаги;
  • присоединение реакционного компонента, например изоцианатной (NCO) группы, к акриловому мономеру/олигомеру — изоцианатная группа будет отверждаться в присутствии влаги.

Возможность полного отверждения толстых слоев ЛКМ получила третье место с 16,6% голосов среди наиболее важных свойств при выборе УФ/ЭП-технологии. Отверждать толстые пленки УФ-светом весьма не просто, поскольку проникновение УФ-излучения экспоненциально снижается по толщине покрытия. В то же время ЭП-отверждение более равномерно, чем УФ-отверждение, так как проникновение ЭП-излучения зависит от плотности покрытия. Толстые покрытия могут быть отверждены радиацией ЭП за счет подбора и увеличения напряжения, подходящего для толщины покрытия. Методы, которые можно применять при отверждении толстых пленок УФ-облучением включают:

  • применение мультислоев для отверждения, чтобы поддерживать поверхность каждого нанесенного слоя частично отвержденной. Неотвержденная поверхность может затем вступить в сополимеризацию со следующим наносимым жидким слоем;
  • использование УФА отверждающей системы — УФА абсорбционные фотоинициаторы имеют низкий коэффициент экстинкции, который позволяет УФ-излучению глубже проникать в материал;
  • использование источника УФ-излучения с высоким пиковым излучением;
  • использование низкой концентрации фотоинициатора;
  • принятие преимуществ постотверждения катионных систем;
  • включение постреакционного компонента, такого как изоцианат.

Улучшенные свойства атмосферостойкости получили четвертое место с 16% голосов среди важнейших свойств при выборе УФ/ЭП-технологии. Каждый УФ-отвержденный ЛКМ требует фотоинициатора, который сорбирует УФ-излучение. Для типичного прозрачного УФ отвержденного состава нужно от 3 до 5% инициатора. Во время процесса отверждения разлагается менее 1% фотоинициатора. Остаточный фотоинициатор, остающийся в отвержденной пленке, сорбирует внешний солнечный свет, который привносит свой вклад в ухудшение атмосферостойкости покрытия.

Методы, используемые для повышения атмосферостойкости:

  • использование технологии отверждения ЭП — эта технология не требует применения фотоинициаторов;
  • исключение ароматических групп или других компонентов, которые сорбируют УФ- и/или видимое излучение;
  • избегать применения фотоинициаторов, которые требуют аминного синергетика. Амины, как правило, влияют на ухудшение атмосферостойкости покрытия;
  • использование пространственно-затрудненных аминных светостабилизаторов (HALS), чтобы убрать и удалить свободные радикалы, образующиеся в покрытии со временем;
  • добавление небольших количеств органических соединений, которые сорбируют УФ- и видимое излучение и рассеивают сорбированное излучение за счет проведения внутримолекулярной обратимой химической реакции без деструкции. Она включает 2-гидроксибензофеноны, 2-гидроксифенилтиразины и 2-гидроксифенилбензотриазолы.

Мономеры, имеющие пониженные риски для здоровья, занимают пятое место, получив 13,1% голосов, при выборе УФ/ЭП-технологии. Акриловые лакокрасочные композиции предлагают широкий выбор мономеров и олигомеров для УФ/ЭП отвержденных ЛКМ, что позволяет разработчикам создавать УФ/ЭП отверждаемые ЛКМ для широкой сферы применения по сравнению с другими доступными химикатами. Однако одна из проблем при использовании ЛКМ на основе акрилатов — их опасность для здоровья. Акрилаты известны как вещества, раздражающие и сенсибилизирующие кожу. Поэтому, как и с другими жидкими химикатами, необходимо защищать глаза и кожу во время работы с УФ/ЭП отверждаемыми ЛКМ. Раздражающее действие на кожу и глаза и повышенная опасность устраняются сразу после полного отверждения акрилатов.

Улучшенная технология трехмерного (3D-) отверждения получила шестое место и 11,8% голосов среди важнейших свойств технологии УФ/ЭП-отверждения. ЛКМ УФ/ЭП-отверждения традиционно применяются на плоских поверхностях. Производители изделий сложной формы, таких как мебель, тесно сотрудничают с изготовителями оборудования для УФ/ЭП-отверждения по разработке производственных линий для трехмерного (3D) отверждения.

Наиболее сложный барьер 3D-отверждения — подача энергии излучения одинаковой плотности на всю поверхность. Этого можно добиться при использовании УФ-излучения, но, к сожалению, этого невозможно достичь при отверждении потоком электронов. Контроль количества УФ-облучения может достигаться путем: 1) вращения изделия при прохождении через камеру УФ-отверждения, 2) продуманного расположения источников УФ-света и отражателей УФ-излучения в камере, чтобы гарантировать, что на всю поверхность изделия подается излучение энергии одинаковой плотности.

Преимущества, которые дает технология УФ/ЭП-отверждения ЛКМ, обеспечивают коммерциализацию новых технологий. Например, высокая скорость полимеризации УФ-отверждаемых покрытий внесла существенный вклад в коммерциализацию оптических волокон низкой стоимости, используемых для высокоскоростной связи. УФ/ЭП отверждаемые ЛКМ позволяют создавать новые технологии и в то же время удовлетворяют все время ужесточающимся правительственным правилам по содержанию летучих органических соединений и вредных веществ в атмосфере.

Дж. Пастернак, Special Chem

См. также:

Защита стальных поверхностей водного транспорта

30.07.2014 - Противокоррозионная защита стальных поверхностей водного транспорта

Для получения надежного противокоррозионного ЛКП с улучшенными свойствами на поверхностях металла при эксплуатации в морской воде необходимо использовать ЛКМ с определенным комплексом требований, технологичностью при нанесении, высокой адгезией и прочностью полученных покрытий, сохраняющих декоративность на протяжении длительного времени.

Самовосстанавливающиеся ЛКМ

23.04.2014 - Самовосстанавливающиеся лакокрасочные покрытия и прочие «умные» виды ЛКМ

Интерес к интеллектуальным (smart) ЛКМ среди членов Special Chem в последнее время вырос многократно. В октябре 2013 г. Special Chem задал вопрос: «Какую основную функциональность/эффект вы хотите получить при создании «умных» ЛКМ?» На заданный вопрос было получено 364 отклика по сравнению со 143, полученными на этот же вопрос в октябре 2011 г.

Грунтовки на основе силанов Dynasylan

15.08.2013 - Грунтовки на основе силанов «Dynasylan»

Органофункциональные силаны Dynasylan в течение многих лет успешно применяются в покрытиях в качестве промоутеров адгезии для подложек различного рода. Их использование обычно сводится к двум способам. Первый способ — в качестве добавки в лакокрасочную систему, второй способ — предварительное грунтование подложки силаном.

Страницы: следующая
№ 1 2 3 4 5 6 7
 

Лакокрасочные материалы

Эмали (86), Краски (10), Лаки (26), Шпатлевки (11), Грунтовки (21), Прочие ЛКМ (16)

Огнезащитные материалы

Краски (18), Лаки (7), Покрытия (5), Составы (22), Антипирены (10), Компауды (0), Прочие ОГМ (8)
 
ЛКМ и огнезащита
от производителя!


Специальные цены на следующую продукцию:
Рейтинг@Mail.ru

Партнеры