Apa saja monómero y resina akrilat yang digunakan dalam pelapis logam UV?
Respuesta rápida: Para trabajos prácticos de formulación, la detección del fotoiniciador comienza con la fuente de luz y la formación de la película, luego verifica el amarilleo, la adhesión y la integridad del curado en condiciones de producción reales.
Aplikasi pelapis UV untuk logam (DTM) memerlukan resin dengan keseimbangan sifat elastisitas dan ketangguhan untuk memastikan bahwa artikel dapat menahan kondisi yang menuntut kemampuan bentuk pasca-proses, termasuk goresan dan abrasi.
Selain itu, lapisan akhir harus sesuai untuk berbagai jenis logam yang mungkin memiliki kontaminasi permukaan yang dapat membuat adhesi menjadi sulit.
Presentasi
Pekerjaan ini akan menyelidiki hasil kinerja monomer and oligomer akrilat ketika diuji melalui aplikasi penggunaan akhir yang khas, terutama mengukur fleksibilitas dan karakteristik adhesi pelapis.
El zwitterion dengan sifat yang mempromosikan adhesi akan diuji sendiri atau dikombinasikan dengan adhesi fungsional monómero asam untuk menentukan jenis zwitterion terbaik untuk substrat tertentu. Tingkat penambahan promotor adhesi yang tepat juga akan ditentukan untuk mendapatkan hasil performa terbaik. Selain itu, ketahanan kelembaban dalam kaitannya dengan jenis oligomer akan dieksplorasi.
Perkembangan signifikan lainnya dalam industri pembuatan kaleng adalah penghapusan Bisfenol A (BPA) dari pelapis yang digunakan dalam kmasan makanan. Keunggulan kinerja oligomer poliester akrilat dibandingkan BPA epoksi akrilat sangat luar diagonala. Las fórmulas más utilizadas son las que se utilizan para evitar el uso de BPA.
experimento
Para pelapis yang dapat disembuhkan dengan radiasi untuk logam, diperlukan kriteria ketahanan gores dan abrasi yangbiasa. Namun demikian, tugas ini menantang, karena pelapis ini perlu diaplikasikan pada berbagai substrat logam dengan sifat permukaan yang berbeda yang dapat memengaruhi adhesi. Selain itu, jika pelapis ini digunakan untuk kaleng dan kemasan yang kaku, tidak hanya diperlukan daya rekat, tetapi juga diperlukan tingkat fleksibilitas untuk menahan proses ketat yang terlibat dalam pembuatan wadah logam jadi. Ketahanan panas dan kelembaban juga merupakan faktor ketika mempertimbangkan proses distilasi yang terkait dengan kemasan makanan atau jika pipa yang dilapisi akan digunakan di luar ruangan.
Untuk memenuhi persyaratan yang sulit ini, dua jenis produk telah dikembangkan. Yang pertama adalah serangkaian monómero éster fosfat, yang digunakan sebagai aditif. Mereka berkisar dalam kelompok fungsional dari mono hingga tri-fungsional dan memiliki nilai asam yang berbeda.Para mantener el disco, simplemente digambarkan sebagai monomer fungsional asam atau AFM.. Kelompok kedua paling baik digambarkan sebagai zwitterion akrilik fungsional berbobot molekul tinggi yang memiliki promotor adhesi yang bereaksi dengan rantai utama. Oligómero bersifat bifungsional dan untuk adhesi optima, komposisi akhir harus 30-50%. Para memudahkan diskusi, desarankan agar komponen ini disebut sebagai adhesi yang mempromosikan oligómero atau APO. Daftar komponen ini disediakan pada Gambar 1.
Condiciones de aplicación y curado
Las condiciones elegidas aquí representan las utilizadas comúnmente en la industria de la decoración de metales. El espesor de película ideal debe mantenerse a un costo mínimo, pero al mismo tiempo debe ser lo suficientemente grueso como para que el rendimiento no se vea comprometido. Esto se logra con los espesores de película nominales que se enumeran a continuación. Además, las condiciones de curado citadas son bastante comunes para estas aplicaciones, ya que la aplicación de finas capas transparentes no requiere fuentes de luz especiales. También se informa el tipo de radiómetro y los resultados obtenidos para evitar cualquier variación en las condiciones que pudieran afectar las propiedades de la película, asegurando así la coherencia de los resultados de las pruebas de uso final. La Figura 2 muestra las condiciones de curado de la aplicación.
Opciones de formulación sin bisfenol A
El bisfenol A (BPA) es una materia prima importante utilizada principalmente en la fabricación de resinas epoxi. Con excelentes propiedades de tenacidad, adhesión, moldeabilidad y químicas, los epoxi acrilatos de BPA han sido un oligómero importante para la industria de recubrimientos durante muchos años. Un estudio reciente realizado por el Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental expresó preocupación por los efectos a largo plazo sobre la salud de la exposición al BPA. Como resultado, los fabricantes de latas y formuladores de la industria del envasado de alimentos están avanzando hacia un sistema libre de BPA. Los oligómeros que cumplen los criterios de ausencia de BPA son los acrilatos de poliéster (PEA). La siguiente tabla proporciona una comparación de las propiedades físicas de los PEA y los epoxis y destaca los beneficios de utilizar alternativas sin BPA.
Además de no contener BPA, los PEA tienen los siguientes beneficios.
1) Curado más rápido, cuatro funciones en comparación con dos funciones
2) Manipulación más sencilla debido a la viscosidad significativamente menor de los PEA
3) Más libertad en la formulación ya que se pueden usar más PEA en la formulación final sin afectar negativamente a la viscosidad
4) Los PEA son tan resistentes y más flexibles como las resinas epoxi.
Los PEA tienen mejor resistencia al amarillamiento que los oligómeros a base de BPA.
La formulación utilizada para este estudio.
Como se demostró anteriormente con ventajas obvias, se eligió PEA como componente principal de esta formulación.Los monómeros seleccionados para este estudio incluyen diacrilato de tripropilenglicol (TPGDA), diacrilato de dipropilenglicol (DPGDA) y triacrilato de 3-etoxitrimetilolpropano (3EO-TMPTA). TPGDA es un monómero de baja volatilidad y baja viscosidad que se usa ampliamente en la polimerización de radicales libres por razones de costo. DPGDA también es un diacrilato de hexanodiol económicamente sustituible (HDDA) como monómero reactivo. Tiene buenas propiedades reductoras de la viscosidad, es más fácil de usar y tiene un índice de irritación importante (PII) de 2 en comparación con el 5 de HDDA. También se seleccionó el TMPTA etoxilado por su baja irritación de la piel, pero ofrece el beneficio adicional de una mayor reticulación y un curado superficial mejorado. El fotoiniciador utilizado para estas formulaciones fue alfa-hidroxifenilcetona polimerizada mezclada con 2-hidroxi-2-metil-1-fenil-1acetona. Se utilizan tensioactivos para garantizar una humectación adecuada del sustrato. La viscosidad de la formulación base es 300 cps a 25°C.
Sustratos utilizados y pruebas de uso final.
Todos los paneles de prueba metálicos utilizados son de QPanel. Antes del recubrimiento, los paneles se limpian con un solvente (MEK) para eliminar la contaminación de la superficie. Los sustratos que normalmente se utilizan para las pruebas incluyen aluminio (Alumbre), acero estañado (TPS) y acero laminado en frío (CRS). Las pruebas realizadas sobre la película curada son las siguientes. Se elige la adhesión cruzada porque está relacionada con la afinidad de un recubrimiento determinado con el sustrato. El impacto inverso es interesante porque no está relacionado con la adhesión del recubrimiento sino con la flexibilidad del recubrimiento y proporciona una indicación de la capacidad de formación. La resistencia MEK brinda una indicación rápida del grado de curado del recubrimiento. Las referencias de los números ASTM se dan a continuación.
1) Enlace cruzado: ASTM D 3359
2) Resistencia al impacto inverso-ASTM D 2794
3) Resistencia a los disolventes: ASTM D 5402
Descripción de los monómeros funcionales ácidos (AFM)
Como familia, estos productos pueden describirse como ésteres ácidos. CD9050 (ahora SR9050) es un monómero adherente de función única que proporciona una excelente adhesión sobre sustratos metálicos. CD9051 (SR9051) y CD9053 (SR9053) son versiones de tres funciones de CD9050. Proporcionan la misma adherencia. Sin embargo, al ser triple oficial, ofrecen una respuesta de curado más rápida y mayor dureza. No se recomienda el uso de estos productos en ácidos grasos que contienen aminas terciarias debido a sus altos valores de acidez. El nivel de uso recomendado es del 3% al 7%. Los valores de acidez oscilan entre 120 y 195 mg de KOH/g. La siguiente tabla ilustra las propiedades físicas de los monómeros.
Cómo los formuladores suelen evaluar este tema del fotoiniciador
Cuando los compradores técnicos o los formuladores analizan los fotoiniciadores, el marco de decisión más útil suele ser la calidad del curado más el ajuste de la aplicación: qué paquete cura de manera confiable, mantiene una apariencia aceptable y aún funciona bajo la lámpara, el espesor de la película y las condiciones del sustrato del proceso real.
- Primero haga coincidir el paquete con la lámpara: las lámparas de mercurio, los LED UV y los sistemas de luz visible pueden clasificar los mismos fotoiniciadores de manera muy diferente.
- Compruebe el curado en profundidad y el curado en superficie por separado: una película que se siente seca en la parte superior aún puede estar débil en la parte inferior.
- Equilibrar el amarilleo con la reactividad: la ruta de curado profundo más fuerte no siempre es la mejor opción comercial si el riesgo de color o migración se vuelve inaceptable.
- Utilice la fórmula final como punto de referencia: la carga de pigmento, el paquete de monómero y el espesor de la película pueden cambiar la clasificación aparente del mismo iniciador.
Referencias de productos recomendados
- CHLUMINIT 819: Útil cuando una formulación necesita una absorción más fuerte y un soporte de curado más profundo.
- CHLUMINIT 1173: Un punto de comparación práctico para la iniciación UV de onda corta clásica.
- CHLUMINIT ITX: Una útil ruta de soporte de onda larga en muchos paquetes de tintas de impresión.
- CHLUMINIT CQ: Una referencia directa para debates sobre curado sensible al color y luz visible.
Preguntas frecuentes para compradores y formuladores
¿Por qué son tan comunes los paquetes de fotoiniciadores combinados?
Debido a que un producto puede controlar el amarilleo o el ajuste de la lámpara mientras que otro mejora la profundidad de curado o el rendimiento de la velocidad de la línea, el paquete completo suele ser más fuerte que cualquier grado individual.
¿La curación incompleta siempre debe resolverse agregando más iniciador?
No automáticamente. La verdadera limitación puede ser la lámpara, el espesor de la película, el tono del pigmento o el resto del sistema reactivo en lugar de una simple dosis insuficiente.
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