¿Cómo aplicar la resina epoxi alicíclica en recubrimientos curables con luz UV?
La tecnología de curado UV se divide a grandes rasgos en sistemas UV de radicales libres y sistemas UV catiónicos. Los recubrimientos UV catiónicos, con excelentes propiedades de procesamiento en latas metálicas, acero laminado y la industria del embalaje flexible, se utilizan ampliamente, y su principal mercado se encuentra actualmente en Europa y Estados Unidos.
Los materiales catiónicos UV y radicales libres UV son muy diferentes, pero su composición general es similar. Los sistemas catiónicos están dominados por materiales epoxi, pero el epoxi de tipo bisfenol A común reacciona lentamente, con más aplicaciones de materiales de tipo epoxi alicíclico/oxetano; los sistemas radicales libres están ahora muy maduros comercialmente, con materiales acrilatos modificados con epoxi/poliéster/poliuretano que ofrecen más opciones de soluciones.
El sistema catiónico UV puede elegir menos tipos de materias primas en comparación con el sistema de radicales libres, y el polímero es principalmente resina epoxi alicíclica de baja viscosidad. Tomemos como ejemplo las resinas epoxi alicíclicas.
El TTA21, con diversas especificaciones de pureza, es el producto más dominante en la industria de los recubrimientos UV. A medida que la aplicación de recubrimientos UV catiónicos sigue creciendo de forma significativa, se espera que aumente la cantidad de resinas epoxi alicíclicas representadas por el TTA21.
En la aplicación específica de tintas/recubrimientos, además de que ambos necesitan luz UV para proporcionar la energía de curado, los dos sistemas muestran diferencias importantes en cuanto a rendimiento y características de reacción.
1. Efecto bloqueador del oxígeno
El sistema catiónico UV no tiene efecto bloqueador del oxígeno, pero es más sensible al agua, ya que la humedad afecta a la eficacia del curado del sistema catiónico; los radicales libres UV son todo lo contrario y se ven más afectados por el bloqueo del oxígeno.
2. Adhesión al sustrato
Por lo general, en las superficies más difíciles de adherir, como el vidrio, el metal o el plástico de alta densidad, el catiónico UV tiene un mejor rendimiento de adhesión que el UV de base libre.
3. Índice de contracción volumétrica
El índice de contracción por curado de la formulación del sistema de radicales libres UV es generalmente superior al 10 %, mientras que el sistema catiónico UV puede controlar el índice de contracción entre el 1 y el 3 %, lo que lo convierte en una buena solución para resolver la contracción volumétrica.
4. Características de curado en la oscuridad
El sistema catiónico UV puede seguir reaccionando en la capa interna después de detener la irradiación de la fuente de luz, para completar el material después del curado. Esta es la característica de curado en la oscuridad, muy adecuada para aplicaciones de recubrimientos gruesos. Calentar el catión después del curado ayuda significativamente a acelerar el proceso. El radical UV es un sistema de reacción de parada y arranque.
5. Seguridad en contacto
El grado de reacción del sistema catiónico UV es cercano al 100 %, su seguridad cuenta con la certificación REACH/FDA y puede utilizarse en envases alimentarios y otros campos relacionados.
6. Velocidad de curado por luz
En general, la velocidad de curado del sistema de radicales libres UV es superior a la del sistema catiónico. Aunque el secado de la superficie catiónica es más rápido debido a los productos bloqueadores de oxígeno, la velocidad de secado real no es tan rápida como la de los radicales libres. Se puede acelerar la reacción mediante calentamiento y, finalmente, se puede alcanzar un grado de curado muy bueno.
Notas sobre la formulación
El sistema catiónico UV se puede mezclar con el sistema de radicales libres UV en cualquier proporción, lo que se denomina sistema híbrido UV, y puede mejorar la velocidad de curado relativa de la contracción de los radicales libres UV y catiónicos UV, afectados por la barrera de oxígeno y otras deficiencias. La diferencia de energía de curado del sistema con el mismo espesor de película no es grande.
El sistema catiónico UV se basa en el iniciador generado por el ácido fuerte de Lewis para realizar el punto activo de la reacción de apertura del anillo. La fórmula que suele afectar a la actividad del iniciador del material es principalmente los pigmentos orgánicos azoicos (que pueden modificarse para realizar la protección) y los radicales libres mezclados con TPO/819/907 y otras estructuras que contienen P, S y otros elementos del iniciador, y similares a la amina multinivel 115.
La humedad tiene un mayor impacto en el curado del sistema catiónico UV, por lo que es adecuado controlar la humedad ambiental por debajo del 50 %; mientras que el calentamiento acelerará la velocidad de reacción.
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