Descripción general de la composición de los recubrimientos curables UV

Los componentes principales de los revestimientos curables por UV incluyen generalmente oligómeros, fotoiniciadores, diluyentes activos y aditivos. Lo siguiente describe brevemente la composición y las características de rendimiento de los revestimientos curables por UV.

Los oligómeros en los recubrimientos curables por UV son equivalentes a las resinas en los recubrimientos ordinarios, y son sustancias formadoras de película que desempeñan un papel importante en el rendimiento de los recubrimientos.

Estructuralmente, los oligómeros deben tener grupos fotocurables, como dobles enlaces insaturados o grupos epoxi, y pertenecer a resinas fotosensibles. La Selección de oligómeros es un paso importante en el diseño de la formulación de revestimientos curables por UV.

Los oligómeros utilizados en los recubrimientos fotocurables por radicales libres son principalmente Varias resinas acrílicas, como resina acrílica epoxi, resina acrílica de poliuretano, resina acrílica de poliéster, resina acrílica de poliéter, resina de éster acrílico, etc. Los más comúnmente utilizados son resina acrílica epoxi y resina acrílica de poliuretano.

Los oligómeros utilizados en revestimientos catiónicos fotocurables tienen grupos epoxi o vinil éter, tales como resina epoxi y resina de vinil éter.

La Selección de oligómeros enRevestimiento UV catiónicoDebe considerar exhaustivamente los siguientes factores: baja viscosidad, velocidad de curado UV rápida, buenas propiedades físicas y mecánicas, temperatura de transición vítrea, tasa de contracción de curado, baja toxicidad y baja irritación.

El poliéster insaturado se usa generalmente para recubrimientos de madera curados con rayos UV, con costos más bajos y casi equivalente a los recubrimientos tradicionales a base de solventes. Con la continua disminución de los precios de otros tipos de oligómeros, su rendimiento es mucho más alto que el de los sistemas de poliéster insaturado, y su cuota de mercado ha disminuido gradualmente.

La síntesis de acrilato de epoxi es relativamente fácil, y su precio se ha acercado gradualmente al nivel de poliéster insaturado. Tiene un excelente rendimiento en velocidad de curado, dureza de la película de curado, resistencia a los disolventes, resistencia a la corrosión, resistencia a la tracción y rendimiento de adhesión a la mayoría de los sustratos. Tiene una relación de rendimiento de alto costo y se ha convertido en la materia prima preferida para las formulaciones de recubrimiento curables por UV actuales.

El defecto del Acrilato epoxi es que su producto de curado es duro y quebradizo, generalmente utilizado en combinación con acrilato de isooctilo, nuevos diluyentes activos de acrilato o resinas con buena flexibilidad.

El acrilato de poliuretano puede obtener tanto películas de curado de alta dureza como revestimientos con buena flexibilidad en función de sus características estructurales. Generalmente, las estructuras de acrilato de poliuretano con segmentos blandos más largos se utilizan en revestimientos. La principal característica del Acrilato de poliuretano es que la película de curado tiene una excelente flexibilidad, adherencia a la mayoría de los sustratos y resistencia a la corrosión. Sin embargo, su costo total de síntesis es alto. Además, la velocidad de curado UV es ligeramente inferior a la del Acrilato epoxi.

El acrilato de poliuretano generalmente se mezcla con acrilato epoxi y diluyentes activos de acrilato multifuncional.

El acrilato de poliéster tiene baja viscosidad, bajo costo y tasa de curado UV promedio. El Uso de acrilato de poliéster de alta funcionalidad puede mejorar la velocidad de curado UV. El acrilato de poliéster que contiene alcanos o segmentos de cadena larga tiene buenas propiedades humectantes para los pigmentos y se puede utilizar en pinturas curadas con UV. El acrilato de poliéster se usa con menos frecuencia solo en revestimientos curables por UV y a menudo se usa en combinación con resinas principales de uso común, como el acrilato de epoxi y el acrilato de poliuretano.

Resina epoxi alicíclicaLos oligómeros también se usan con menos frecuencia solos en la industria de recubrimiento de curado UV debido a su gran peso molecular y alta viscosidad. Sin embargo, aunque los oligómeros de resina acrílica que contienen grupos acriloxi tienen una baja velocidad de curado UV, su tasa de contracción de curado es baja, lo que ayuda a mejorar la adhesión de las películas de curado. Los oligómeros de resina acrílica modificados con carboxilo pueden desempeñar un papel estabilizador y dispersante en los sistemas de coloración de pigmentos. Por lo tanto, estos oligómeros pueden usarse como resinas auxiliares funcionales en formulaciones de revestimiento de curado UV según sea apropiado.

En los últimos años, para satisfacer las necesidades de recubrimientos especiales, algunos oligómeros estructurados nuevos se han desarrollado y aplicado gradualmente, como resina acrílica de organosilicio, oligómeros UV a base de agua, oligómeros hiperramificados, oligómeros de doble curado, oligómeros autoiniciados, acrilatos epoxi alifáticos y alicíclicos, oligómeros de baja viscosidad, Oligómeros para recubrimientos en polvo curados con UV, oligómeros híbridos, etc.

El fotoiniciador en revestimientos fotocurables es equivalente al catalizador en revestimientos ordinarios. Los recubrimientos fotocurables absorben luz ultravioleta a través del fotoiniciador y producen radicales libres o cationes, que desencadenan reacciones de polimerización y reticulación entre oligómeros y diluyentes activos, formando una película de recubrimiento con una estructura de red. Aunque la proporción de PhoLos toiniciadores en la formulación de recubrimientos curables por UV son pequeños (Solo 3% -5%), su papel es crucial.

Los fotoiniciadores se pueden dividir en dos tipos: fotoiniciadores de radicales libres y fotoiniciadores catiónicos debido a los diferentes intermedios activos producidos.

Los fotoiniciadores de radicales libres se pueden dividir en dos tipos: fotoiniciadores de craqueo y fotoiniciadores de extracción de hidrógeno debido a sus diferentes mecanismos de generación de radicales libres.

Los fotoiniciadores de radicales libres agrietantes son en su mayoría compuestos de alquil cetona aromáticos, que incluyen principalmente benzoina y sus derivados, benzoilo y sus derivados, y sus derivados acetofenona, Alfa hidroxialquilacetofenona, Alfa aminoalquilacetofenona, óxidos de Acil fosfina, etc.

Los fotoiniciadores que extraen hidrógeno incluyen Benzofenona o compuestos de cetona aromática heterocíclica, que incluyen principalmente Benzofenona y sus derivados, tioantraquinona, antraquinona, etc.

Los coiniciadores utilizados en combinación con fotoiniciadores de extracción de hidrógeno son compuestos de amina terciaria, tales como aminas terciarias alifáticas, aminas terciarias de etanolamina, benzoatos de amina terciaria, aminas activas, etc.

Los fotoiniciadores catiónicos incluyen principalmente sales de arilo diazonio, sales de diarilo yodonio, sales de triarilo tioonio, sales de arilo hierro onio, etc. Además, Los fotoiniciadores híbridos, Los fotoiniciadores a base de agua, los fotoiniciadores de luz visible y los fotoiniciadores maleimida de vinil éter también son nuevos puntos críticos de investigación en los fotoiniciadores.

El diluyente activo en los recubrimientos Curados con UV es equivalente a un disolvente en los recubrimientos ordinarios, pero no solo tiene un efecto diluyente y ajusta la viscosidad del sistema, sino que también participa en las reacciones de curado UV. que afecta a la velocidad de curado UV del revestimiento y las propiedades mecánicas de la película de revestimiento. Estructuralmente, es un compuesto orgánico con grupos de curado UV.

Por lo general, los oligómeros en los recubrimientos curables por UV determinan las principales propiedades de la película de curado, pero la viscosidad de los oligómeros es a menudo alta, y algunos alcanzan hasta 10Pa · s a temperatura ambiente, haciendo difícil su aplicación y requiriendo diluyentes activos para ajustar su viscosidad. La Selección de diluyentes activos debe considerar de manera integral los siguientes factores: baja viscosidad, baja toxicidad, baja irritación, baja volatilidad, bajo volumen de contracción, alta reactividad, compatibilidad con resinas y fotoiniciadores, alta pureza, alta temperatura de transición vítrea de productos curados, buena estabilidad térmica y precio asequible.

Los dos factores más destacados entre los indicadores anteriores son la actividad de reacción y el rendimiento de los productos curados. Sin embargo, si se usa en formulaciones de recubrimiento que enfatizan la higiene y la seguridad, se debe prestar especial atención a la irritabilidad fisiológica y la toxicidad de los diluyentes, y los criterios de detección deben ser más estrictos.

Los monómeros de acrilato se utilizan ampliamente como diluyentes activos debido a su alta reactividad, incluidos diluyentes activos monofuncionales, diluyentes activos bifuncionales y diluyentes activos multifuncionales.

Los acrilatos modificados por etoxilación o propionación son un nuevo tipo de diluyente activo acrílico. Están diseñados para mejorar la irritación de la piel, la alta toxicidad y la alta contracción de curado de la primera generación de diluyentes activos acrílicos, manteniendo una velocidad de curado rápida.

Los viniléteres son un nuevo tipo de diluyentes activos que contienen estructuras de etileno o éter de propileno, tienen una alta reactividad y se pueden utilizar en sistemas de curado por radicales libres, sistemas de curado catiónico, y sistemas híbridos catiónicos y radicales libres.

(Metacrilato) que contiene grupos terminales metoxi es un diluyente activo de tercera generación, que no solo tiene una baja contracción y una alta tasa de conversión como diluyente activo monofuncional, sino que también tiene una alta reactividad.

Además, los diluyentes activos con funciones especiales no solo participan en las reacciones de curado UV, sino que también tienen funciones como mejorar la adherencia y la velocidad de curado UV a los sustratos (metales, plásticos, etc.), y mejorar la dispersión del pigmento.

Los aditivos utilizados en los revestimientos curados con UV son generalmente los mismos que los utilizados en los revestimientos ordinarios, requiriendo pigmentos, cargas y diversos aditivos. Sin embargo, los aditivos utilizados en los revestimientos curados por UV deben minimizar su absorción de luz ultravioleta para evitar afectar el progreso de la reacción de curado por UV.

Los rellenos inorgánicos a menudo se agregan a los recubrimientos curables por UV para reducir la contracción del volumen causada por la fotopolimerización de oligómeros y diluyentes activos, lo que es beneficioso para mejorar la adherencia y mejorar la dureza, resistencia al desgaste, resistencia al calor, etc. de la película curada.

En situaciones en las que se requiere resistencia al desgaste, tales como revestimientos para suelos curables por UV, a menudo se añaden cargas tales como polvo de talco y humo de sílice. La adición de cargas inorgánicas puede conducir a una disminución en la flexibilidad del revestimiento curado. En situaciones en las que se requieren altos requisitos para la flexibilidad del revestimiento, se debe tener precauciónAl usarlos. La adición de cargas inorgánicas a menudo conduce a un aumento significativo en la viscosidad de los revestimientos, y el gran número de burbujas generadas durante el proceso de agitación y dispersión son difíciles de eliminar rápidamente por sí mismas. Es necesario agregar desespumantes.

Al mismo tiempo, se debe agregar una cierta cantidad de inhibidor de polimerización al recubrimiento curado UV para garantizar la estabilidad del recubrimiento durante la producción, almacenamiento, transporte y construcción.