Formulación de lacas UV: Cómo seleccionar eficazmente los oligómeros (resinas)

El papel de los oligómeros en las lacas UV

Oligómero: Los oligómeros, también conocidos como prepolímeros, se utilizan en revestimientos fotopolimerizables. En años anteriores, se traducían como oligómeros. Sus características más destacadas son: peso molecular pequeño, grupo de polimerización característico y alta viscosidad. Los oligómeros son el cuerpo principal y el esqueleto de los revestimientos fotopolimerizables (muchas de las propiedades físicas y químicas de la película de revestimiento).

Características de la reacción de curado UV

El curado UV es una reacción de polimerización por adición entre moléculas insaturadas. Según el mecanismo de iniciación del iniciador, existen la polimerización por radicales libres y la polimerización catiónica. Sin embargo, la polimerización que más hemos estudiado es la polimerización por radicales libres (esta conferencia se basa en la polimerización por radicales libres). Esta estructura con enlaces cruzados C-C en el extremo es un enlace cruzado rígido.

Mecanismo de polimerización

La polimerización radical tiene las siguientes características: reacción rápida; gran contracción; pequeño cambio en el grado de polimerización; y un alto grado de influencia de los inhibidores de la polimerización (0,01-0,1% del inhibidor puede detener la reacción).

El efecto más perjudicial para los revestimientos es la contracción. Según las investigaciones de W.J. Bailey y otros, si el tiempo entre la despolimerización de los dobles enlaces es largo, y una vez que se produce la polimerización para formar enlaces covalentes, el espaciado se acorta, provocando una disminución del volumen. La contracción de todos los dobles enlaces polimerizados insaturados alcanza el 11%.

La complejidad de las fórmulas de las lacas UV

1. Existen muchos tipos de monómeros

2. Existen muchos tipos de oligómeros básicos (resinas). Actualmente, se clasifican según los grupos funcionales durante la síntesis: PE a base de poliéster insaturado, EA a base de epoxi, PUA a base de poliuretano, PEA a base de poliéster, a base de aminoácidos, a base de poliéter, a base de silicona, a base de fosfato y tipos híbridos.

Una breve introducción a las resinas más utilizadas en los recubrimientos UV, clasificadas según sus funciones

Resinas duras-alta Tg

alta dureza, buena resistencia química y rápida velocidad de curado para la mayoría de

1. Estándar de bisfenol A tipo EA;

2. PUA de alta función y 2fPUA de peso molecular pequeño;

3. 3. Aminoacrilato de alta función;

4. Oligómero de metacrilato.

Resina blanda-pequeña Tg

buena flexibilidad, baja velocidad de curado y baja densidad de reticulación.

1. Epoxi modificado – epoxi acrilato de aceite de soja, etc.;

2. Acrilato de poliéster de cadena larga;

3. PUA con una estructura de cadena recta y una fracción de masa superior a 1200;

4. Algunos oligómeros de acrilato puro

Resinas polares

Oligómeros que contienen hidrógeno activo o que forman fácilmente enlaces de hidrógeno, cambiando la polaridad o la tensión superficial.

1. Acrilato de éster de fosfato

2. Oligómeros de silicona – especialmente

3. Oligómeros de acrilato de carboxilo

Oligómeros UV de base acuosa

Tipo emulsión, tipo dispersable en agua, tipo soluble en agua

1. Tipo poliuretano: el tipo principal;

2. Tipo acrilato epoxi;

3. Tipo acrilato de poliéster.

Aplicación de resinas no reticulantes en UV

Efecto de relleno, mejora de la densidad de reticulación, aumento de la adherencia, modificación de la flexibilidad, mejora de la humectabilidad y otros efectos auxiliares.

1. Resinas alquídicas de aceite largo;

2. Resinas de acrilato termoplástico;

3. Resinas de aldehído-cetona;

4. resinas de petróleo, etc.

Diseñar una fórmula de laca UV Cómo elegir una resina

Antes de diseñar una fórmula de revestimiento, debe tener claro

1. Los tipos de revestimientos en el proceso de revestimiento: identificar imprimaciones, capas de acabado y pinturas;

2. conocer las propiedades básicas del material que se va a recubrir: polaridad (tensión superficial), cristalinidad, termoplástico o termoestable;

Selección de la resina de imprimación

1. Requisitos de adherencia: Esta es la propiedad general de las resinas de imprimación. En términos relativos, la adherencia más difícil actualmente incluye

A. vidrio – elija oligómeros de metacrilato y resinas no formadoras de película y algunas resinas polares especiales – sistemas de mercapto siloxano (pero la resistencia al agua es actualmente una barrera para la formulación);

B. Metal: Distinguir entre los tipos de metal. En la industria de la pintura, el método básico para mejorar la adherencia al metal es destruir los enlaces cruzados. La norma internacional es el fosfatado. El método UV más común consiste en combinar fosfatos con algunos acrílicos.

C. Plásticos (incluido el papel plastificado y otros tipos de acabados de pintura), que actualmente es una categoría relativamente grande y particularmente compleja, principalmente debido a la compleja estructura de los plásticos, las diversas formas cristalinas y las diferentes tensiones superficiales, lo que hace relativamente difícil trabajar con plásticos como el BMC, el PET y el PP. No existe una fórmula unificada que sirva para todos. En general, una combinación de PUA blando, acrílico puro y algunas resinas no filmógenas y resinas polares puede tener cierto efecto. Sin embargo, debe prestarse atención a la resistencia química y al agua a la hora de combinar las resinas pertinentes.

D. Productos de madera aceitosa: En la actualidad, se trata principalmente de algunas maderas duras de sándalo, como el kronox, el sándalo rojo, la morera de tallo verde y la madera de okapi, etc. La adherencia del aceite de madera es relativamente difícil. Hay pocos casos de UV puro en el mercado que puedan sellar el aceite. Primero se puede sellar con PU y después aplicar una imprimación de adherencia UV. La adhesión se puede lograr principalmente mediante el uso de algunas resinas polares o monómeros y resinas de relleno.

2. Humectación: La humectación del pigmento y el relleno y la humectación del sustrato son dos funciones diferentes, ya que no se puede garantizar que la tensión superficial del sustrato sea exactamente la misma que la del pigmento y el relleno.

A. La humectación del pigmento y el relleno puede garantizar la estabilidad de almacenamiento de la pintura y la transparencia de la compatibilidad de la película; por ejemplo, algunos PUA, PEA y acrilatos epoxídicos de aceite de soja tienen este efecto;

B. La humectación del sustrato, como las resinas amino y PEA, tienen un mejor efecto.

3. Flexibilidad: relacionada con la lijabilidad y la adhesión entre capas.

Generalmente, se utilizan EA estándar y algunos PEA y algunos monómeros para coordinar la flexibilidad, ajustando así la lijabilidad y la adhesión entre capas.

En la actualidad, el mercado también dispone de imprimaciones endurecedoras que hacen hincapié en la dureza: hay que prestar atención al curado de la resina dura y a la cantidad de capa aplicada, ya que, de lo contrario, es probable que la película de pintura reviente;

El mercado también requiere las llamadas imprimaciones flexibles -utilizar resinas más flexibles, preferiblemente PUAs con base de poliéster. Las resinas a base de poliéter no son muy flexibles y tienen un módulo mecánico insuficiente.

Selección de resinas de acabado

1. plenitud y nivelación

Para conseguirlo, hay que elegir una resina y un monómero con buena compatibilidad, mejorar la humectación y la nivelación con la imprimación, aumentar adecuadamente el grado de reticulación y utilizar una resina con un índice de refracción más alto.

Generalmente, se utilizan PUAs de alta funcionalidad y amino resinas, con EA estándar como resina principal.

2. Dureza (dureza y resistencia al desgaste):

Estas dos propiedades de la película están estrechamente relacionadas, pero no son necesariamente idénticas.

Dureza: Aparte de la carpintería tradicional con una película gruesa de 80-120Unm y algunos recubrimientos gruesos por pulverización, una gran parte de la dureza en este caso no procede de la propia película, sino de otras fuentes. Hay que prestar suficiente atención a algunas de estas durezas aparentes, como el sustrato, la imprimación, el tacto de la superficie, etc. Un ejemplo típico es el acabado con rodillo y la pulverización fina, que puede mejorarse utilizando algunas resinas de silicona o aditivos de silicona además de las resinas de alto rango antes mencionadas.

Resistencia al desgaste: En general, la PUA es mejor que otras resinas. Los enlaces de hidrógeno proporcionan cierta tenacidad para aumentar la resistencia al desgaste. Sin embargo, la resistencia al desgaste de los recubrimientos finos no puede resolverse con resinas.

3. Adherencia entre capas

Si se resuelven los problemas de humectación, nivelación y coincidencia de polaridad de la resina, se puede solucionar la adhesión entre capas. En casos especiales, se pueden seleccionar algunas resinas de metacrilato.

4. Resistencia química

EA y PUA (poliéster) tienen buena resistencia química, mientras que PE y poliéter lo son menos

5. Resistencia al amarilleamiento

En general, actualmente se considera que la PUA alifática, el acrilato de poliéter puro, el acrílico puro y los grupos amino tienen muy buena resistencia al amarilleamiento. El primer tipo es el más utilizado, pero la resistencia al amarilleamiento no es la mejor. Los dos últimos tipos se utilizan menos porque carecen de ciertas propiedades, pero el grupo amino tiene la mejor resistencia general al amarilleamiento.

6. Tipo mate

Actualmente, algunas resinas con un peso molecular ligeramente inferior o incluso enorme son eficaces, y algunos poliuretanos también son muy eficaces (actualmente, existe en el mercado un poliuretano bifuncional con buena dureza que es competitivo).