¿Cómo seleccionar la resina de manera eficiente en la formulación de recubrimientos UV?
El papel del oligómero en los recubrimientos UV
Oligómero: Oligómero utilizado en recubrimientos fotopolimerizables, también conocido como prepolímero. En años anteriores, se traducía como zwitterión, con las siguientes características significativas: peso molecular pequeño, grupos de polimerización característicos y gran viscosidad. Es el cuerpo principal de los recubrimientos fotopolimerizables y desempeña un papel estructural (muchas propiedades físicas y químicas de la película de pintura).
Características de la reacción de curado UV
El curado UV es una reacción de polimerización entre moléculas insaturadas. Mediante un mecanismo de iniciación, se produce la polimerización radicalaria y la polimerización catiónica. Sin embargo, la polimerización que hemos estudiado más es la polimerización radicalaria (esta charla se basa en la polimerización radicalaria). Esta estructura final de enlaces cruzados C-C es un enlace cruzado rígido.
Mecanismo de polimerización
La polimerización radical libre tiene: reacción rápida; gran contracción; pequeño cambio en el grado de polimerización; gran efecto de bloqueo de la polimerización (0,01-0,1 % de agente bloqueante para evitar la reacción).
Según estudios extranjeros de W.J. Bailey y otros, lo más desfavorable para el recubrimiento es la contracción, ya que el doble enlace no se polimeriza en un tiempo prolongado y, una vez polimerizado, genera enlaces covalentes, lo que acorta el espaciado y provoca una reducción del volumen. Toda la polimerización insaturada del doble enlace se contrae hasta un 11 %.
La complejidad de la formulación del recubrimiento UV
1. Existen muchos tipos de monómeros
2、Los oligómeros básicos (resinas) de muchos tipos se dividen actualmente en poliéster insaturado PE, epoxi EA, poliuretano PUA, poliéster PEA, amino, poliéter, silicona, fosfato, mixtos, etc., según el grupo funcional en el momento de la síntesis.
Resinas comúnmente utilizadas en recubrimientos UV según su función
Resina dura – Tg alta
Alta dureza, buena resistencia química, mayor velocidad de curado
1、EA tipo bisfenol A estándar.
2、PUA con alto grupo funcional y 2fPUA de bajo peso molecular;
3, acrilato de amino con alto grupo funcional.
4、Oligómeros de metacrilato.
Resina blanda – Tg baja
Buena flexibilidad, baja velocidad de curado, baja densidad de reticulación.
1, epoxi modificado – acrilato de aceite de soja epoxi, etc.
2、Acrilatos de poliéster de cadena larga.
3、PUA con estructura de cadena lineal y masa fraccionada superior a 1200.
4、Parte de oligómeros de acrilato puro
Resinas polares
Oligómeros que contienen hidrógeno reactivo o que forman fácilmente enlaces de hidrógeno, cambiando la polaridad o la tensión superficial
1、Acrilato de fosfato
2、Oligómero de silicio orgánico especial
3、Oligómeros de acrilato de carboxilo
Oligómeros UV acuosos
Tipo emulsión, tipo dispersión en agua, tipo soluble en agua
1、Tipo poliuretano —- principalmente.
2、Clase acrilato epoxi.
3、Clase acrilato de poliéster.
Aplicación de resinas de clase no reticulable en UV
Función de relleno, mejora de la densidad de reticulación, aumento de la adhesión, cambio de la flexibilidad, mejora de la humectabilidad y otras funciones auxiliares
1、Resinas alquídicas de aceite largo.
2、Resinas acrilato termoplásticas.
3、Resinas de aldehídos y cetonas.
4、Resina de petróleo, etc.
Cómo elegir la resina para diseñar la fórmula del recubrimiento UV
Antes de diseñar la fórmula del recubrimiento, debe quedar claro lo siguiente.
1, el tipo de recubrimiento del proceso de construcción del recubrimiento —- aclarar la imprimación, la capa superior y la pintura de color.
2. Comprender las propiedades básicas del material a recubrir: tamaño de polaridad (tensión superficial), presencia o ausencia de cristalización, termoplástico termofijable.
Selección de la resina de imprimación
1, requisitos de adhesión: esta es la generalidad de la resina de imprimación, actualmente son relativamente difíciles de adherir principalmente.
A, vidrio: elegir oligómeros de metacrilato y resinas no filmógenas y algunas resinas polares especiales, como el sistema tiol-siloxano (pero la resistencia al agua es una barrera para la formulación actual).
B, metal: distinguir el tipo de metal, ya que la adhesión al metal en la industria de los recubrimientos se aplica básicamente para destruir el método de reticulación; el tratamiento más común a nivel internacional es el fosfato. Actualmente, el más común es el éster de fosfato combinado con algún método de C puro.
C, clase de plástico (incluido el papel plastificado y la clase de acabado de pintura), que actualmente es una clase relativamente grande y especialmente compleja, debido principalmente a la estructura compleja del plástico, las formas cristalinas varían, la tensión superficial varía, relativamente difícil BMC, PET, PP, etc. No existe una fórmula unificada que se pueda aplicar, en términos generales, con PUA blando, y el C puro y algunas resinas no filmógenas y resinas polares tienen ciertos efectos, pero hay que prestar atención a la resistencia química, la resistencia al agua y prestar especial atención a la resina correspondiente.
D, madera que contiene aceite: en la actualidad, principalmente algunas maderas duras como el sándalo, el palo de rosa, la morera verde, la madera de hipopótamo grande y otras maderas, la adhesión del aceite es relativamente difícil, para sellar el aceite en el mercado todavía hay muy pocos casos buenos de UV puro, se puede sellar primero con PU y luego aplicar una imprimación de adhesión UV. Principalmente con algunas resinas polares o monómeros y resinas de relleno se puede conseguir una buena adhesión.
2, humectabilidad: para la humectación de los rellenos de color y la humectación del sustrato, que son dos funciones diferentes, ya que no se puede garantizar que la tensión superficial del sustrato y los rellenos de color sea exactamente la misma.
A, para la humectación del relleno de color, se puede garantizar la estabilidad de almacenamiento de la pintura y el rendimiento de compatibilidad de la película de pintura en cuanto a la transparencia, como algunos PUA, PEA y acrilato de aceite de soja epoxi, que tienen este efecto.
B, para la humectación del sustrato, como la resina amino y el PEA, el efecto es mejor.
3、Flexibilidad: sobre la lijabilidad y la adhesión entre capas.
Por lo general, se elige EA estándar y algunos PEA y algunos monómeros para coordinar el tratamiento de la flexibilidad, con el fin de regular el lijado y la adhesión entre capas.
El mercado actual también hace hincapié en la dureza de la imprimación endurecida: hay que prestar atención al curado de la resina dura y a la cantidad de recubrimiento, ya que, de lo contrario, es fácil que la película de pintura se rompa.
El mercado también tiene requisitos para la denominada imprimación elástica: resina más flexible, preferiblemente con PUA de clase poliéster, ya que la clase poliéter no tiene muy buena tenacidad y el módulo mecánico no es suficiente.
La elección de la resina de la capa superior
1, riqueza, nivelación
Para cumplir este requisito, debemos elegir la resina y el monómero con buena compatibilidad, mejorar la humectación y la nivelación de la imprimación, y realizar una reticulación adecuada para mejorar el uso de un índice de refracción más alto de la resina.
Por lo general, se elige PUA de alto grupo funcional, resina amino y EA estándar como resina principal.
2, tenacidad (dureza y resistencia a la abrasión).
Estas dos propiedades de la película de pintura tienen muchas correlaciones inevitables, pero no necesariamente idénticas, y existen diferencias en su tratamiento.
Dureza: Además de los recubrimientos tradicionales para madera, que tienen una película de 80-120 Unm de espesor y algunos pulverizados gruesos, gran parte de la dureza en este caso proviene de la propia película, pero hay que prestar suficiente atención a la ilusión de dureza, como el sustrato, la imprimación, la sensación de la superficie, etc. La superficie laminada y la pulverización fina son ejemplos típicos. Se puede elegir la resina oficial de alta calidad mencionada anteriormente y también se pueden utilizar algunas resinas de silicona o aditivos de silicona para mejorar.
Resistencia al desgaste: en general, la PUA es mejor que otras opciones, principalmente por su enlace de hidrógeno, que proporciona cierta dureza para aumentar la resistencia al desgaste. Sin embargo, la resistencia al desgaste de los recubrimientos finos tampoco puede depender únicamente de la resina.
3. Adhesión entre capas
Resuelva el buen nivel de humectación y la polaridad de la resina, y se resolverá la adhesión entre capas. En casos especiales, puede elegir alguna resina de metacrilato.
4. Resistencia química
El EA y el PUA (clase poliéster) tienen buena resistencia química, mientras que el PE y la clase poliéter son pobres.
5. Resistencia al amarilleamiento
En general, el PUA alifático, el acrilato de poliéter puro, el propileno puro y la clase amino tienen buena resistencia al amarilleamiento. La primera categoría es la más apreciada, pero la resistencia al amarilleamiento no es la mejor. Las dos últimas categorías se utilizan menos porque hay pocos productos, pero la clase amino ofrece el mejor rendimiento global en cuanto a resistencia al amarilleamiento.
6、Clase mate
En la actualidad, son eficaces algunas resinas de peso molecular ligeramente inferior o muy elevado, además de algunos poliuretanos (actualmente hay en el mercado un poliuretano competitivo con buena dureza y doble función).
Monomero UV Productos de la misma serie
| Polythiol/Polymercaptan | ||
| DMES Monomer | Bis(2-mercaptoethyl) sulfide | 3570-55-6 |
| DMPT Monomer | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| PETMP Monomer | 7575-23-7 | |
| PM839 Monomer | Polyoxy(methyl-1,2-ethanediyl) | 72244-98-5 |
| Monofunctional Monomer | ||
| HEMA Monomer | 2-hydroxyethyl methacrylate | 868-77-9 |
| HPMA Monomer | 2-Hydroxypropyl methacrylate | 27813-02-1 |
| THFA Monomer | Tetrahydrofurfuryl acrylate | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomer | Hydrogenated dicyclopentenyl acrylate | 79637-74-4 |
| DCPMA Monomer | Dihydrodicyclopentadienyl methacrylate | 30798-39-1 |
| DCPA Monomer | Dihydrodicyclopentadienyl Acrylate | 12542-30-2 |
| DCPEMA Monomer | Dicyclopentenyloxyethyl Methacrylate | 68586-19-6 |
| DCPEOA Monomer | Dicyclopentenyloxyethyl Acrylate | 65983-31-5 |
| NP-4EA Monomer | (4) ethoxylated nonylphenol | 50974-47-5 |
| LA Monomer | Lauryl acrylate / Dodecyl acrylate | 2156-97-0 |
| THFMA Monomer | Tetrahydrofurfuryl methacrylate | 2455-24-5 |
| PHEA Monomer | 2-PHENOXYETHYL ACRYLATE | 48145-04-6 |
| LMA Monomer | Lauryl methacrylate | 142-90-5 |
| IDA Monomer | Isodecyl acrylate | 1330-61-6 |
| IBOMA Monomer | Isobornyl methacrylate | 7534-94-3 |
| IBOA Monomer | Isobornyl acrylate | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomer | 2-(2-Ethoxyethoxy)ethyl acrylate | 7328-17-8 |
| Multifunctional monomer | ||
| DPHA Monomer | 29570-58-9 | |
| DI-TMPTA Monomer | DI(TRIMETHYLOLPROPANE) TETRAACRYLATE | 94108-97-1 |
| Acrylamide monomer | ||
| ACMO Monomer | 4-acryloylmorpholine | 5117-12-4 |
| Di-functional Monomer | ||
| PEGDMA Monomer | Poly(ethylene glycol) dimethacrylate | 25852-47-5 |
| TPGDA Monomer | Tripropylene glycol diacrylate | 42978-66-5 |
| TEGDMA Monomer | Triethylene glycol dimethacrylate | 109-16-0 |
| PO2-NPGDA Monomer | Propoxylate neopentylene glycol diacrylate | 84170-74-1 |
| PEGDA Monomer | Polyethylene Glycol Diacrylate | 26570-48-9 |
| PDDA Monomer | Phthalate diethylene glycol diacrylate | |
| NPGDA Monomer | Neopentyl glycol diacrylate | 2223-82-7 |
| HDDA Monomer | Hexamethylene Diacrylate | 13048-33-4 |
| EO4-BPADA Monomer | ETHOXYLATED (4) BISPHENOL A DIACRYLATE | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomer | ETHOXYLATED (10) BISPHENOL A DIACRYLATE | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomer | Ethylene glycol dimethacrylate | 97-90-5 |
| DPGDA Monomer | Dipropylene Glycol Dienoate | 57472-68-1 |
| Bis-GMA Monomer | Bisphenol A Glycidyl Methacrylate | 1565-94-2 |
| Trifunctional Monomer | ||
| TMPTMA Monomer | Trimethylolpropane trimethacrylate | 3290-92-4 |
| TMPTA Monomer | Trimethylolpropane triacrylate | 15625-89-5 |
| PETA Monomer | 3524-68-3 | |
| GPTA ( G3POTA ) Monomer | GLYCERYL PROPOXY TRIACRYLATE | 52408-84-1 |
| EO3-TMPTA Monomer | Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate | 28961-43-5 |
| Photoresist Monomer | ||
| IPAMA Monomer | 2-isopropyl-2-adamantyl methacrylate | 297156-50-4 |
| ECPMA Monomer | 1-Ethylcyclopentyl Methacrylate | 266308-58-1 |
| ADAMA Monomer | 1-Adamantyl Methacrylate | 16887-36-8 |
| Methacrylates monomer | ||
| TBAEMA Monomer | 2-(Tert-butylamino)ethyl methacrylate | 3775-90-4 |
| NBMA Monomer | n-Butyl methacrylate | 97-88-1 |
| MEMA Monomer | 2-Methoxyethyl Methacrylate | 6976-93-8 |
| i-BMA Monomer | Isobutyl methacrylate | 97-86-9 |
| EHMA Monomer | 2-Ethylhexyl methacrylate | 688-84-6 |
| EGDMP Monomer | Ethylene glycol Bis(3-mercaptopropionate) | 22504-50-3 |
| EEMA Monomer | 2-ethoxyethyl 2-methylprop-2-enoate | 2370-63-0 |
| DMAEMA Monomer | N,M-Dimethylaminoethyl methacrylate | 2867-47-2 |
| DEAM Monomer | Diethylaminoethyl methacrylate | 105-16-8 |
| CHMA Monomer | Cyclohexyl methacrylate | 101-43-9 |
| BZMA Monomer | Benzyl methacrylate | 2495-37-6 |
| BDDMP Monomer | 1,4-Butanediol Di(3-mercaptopropionate) | 92140-97-1 |
| BDDMA Monomer | 1,4-Butanedioldimethacrylate | 2082-81-7 |
| AMA Monomer | Allyl methacrylate | 96-05-9 |
| AAEM Monomer | Acetylacetoxyethyl methacrylate | 21282-97-3 |
| Acrylates Monomer | ||
| IBA Monomer | Isobutyl acrylate | 106-63-8 |
| EMA Monomer | Ethyl methacrylate | 97-63-2 |
| DMAEA Monomer | Dimethylaminoethyl acrylate | 2439-35-2 |
| DEAEA Monomer | 2-(diethylamino)ethyl prop-2-enoate | 2426-54-2 |
| CHA Monomer | cyclohexyl prop-2-enoate | 3066-71-5 |
| BZA Monomer | benzyl prop-2-enoate | 2495-35-4 |