Tinta UV para vidrio – Monómero UV
Tanto el vidrio como la cerámica contienen silicatos como ingrediente principal. Son materiales duros y quebradizos con superficies polares. Por tanto, no requieren la flexibilidad de la tinta UV. La clave está en resolver el problema de adherencia con el sustrato.
El principal objetivo de las tintas de impresión sobre superficies de vidrio es la decoración y el embellecimiento. El vidrio impreso con motivos artísticos brillantes y coloridos se utiliza a menudo para decorar puertas y ventanas de edificios, muros cortina y techos. El material del vidrio es denso, y las tintas UV no pueden penetrar, lo que afecta a la adherencia. Sin embargo, la superficie del vidrio tiene una rica estructura de silanol, por lo que la adherencia entre las tintas UV y el vidrio puede mejorarse añadiendo un agente de acoplamiento de silano. Un agente de acoplamiento de silano utilizado habitualmente es el KH570, que es metacriloxi-γ-propiltrimetoxisilano y tiene una energía superficial baja (28×10-5N/cm). El grupo metacriloxi puede participar en la polimerización y la reticulación para formar parte de la red reticulada, y el grupo siloxano puede condensarse fácilmente con los grupos silanol de la superficie del vidrio para formar una fuerte estructura Si-O-Si, que mejora la adherencia de la tinta al vidrio.
Tintas para vidrio y tintas UV para vidrio
se utilizan cada vez más en la impresión de productos de vidrio. En la vida cotidiana, hay muchos productos de vidrio, como puertas correderas, juegos de té, marcos de fotos, armarios de desinfección, puertas de frigoríficos, muebles, etc., que se han decorado con procesos de serigrafía o impresión por chorro de tinta para darles belleza y colorido. No sólo añade valor al producto, sino que también embellece nuestras vidas. Pero, ¿cómo se consiguen estos efectos de color? El principal protagonista es, por supuesto, la tinta. En la serigrafía de productos de vidrio, las tintas que se utilizan actualmente pueden dividirse en cinco categorías: tintas monocomponentes a base de disolvente para horneado a baja temperatura, tintas al agua para horneado a baja temperatura, tintas bicomponentes de secado automático, tintas de sinterización (templado) a alta temperatura y tintas curables por UV. Entre los cinco tipos de tintas anteriores, las tintas para vidrio curables por UV son un nuevo tipo de tinta que se ha desarrollado con éxito en China en los últimos años. Presentan ventajas significativas sobre otros tipos de tintas en términos de ahorro de energía, protección del medio ambiente, eficacia y operatividad, por lo que son cada vez más populares entre los usuarios (véase la Tabla 3-45).
Tabla 3-45 Comparación de las tintas UV para vidrio y las tintas con base de disolvente para vidrio
La decoración de vidrio mediante el proceso de impresión por chorro de tinta tiene las ventajas de no requerir la fabricación de planchas, la impresión digital y la personalización, y en particular el uso de tintas de chorro de tinta UV respetuosas con el medio ambiente y de tintas de chorro de tinta UV-LED más ahorradoras de energía y respetuosas con el medio ambiente (véase la Tabla 3-46), que han recibido atención y se ha promovido su uso.
Tabla 3-46 Ventajas de las tintas de inyección de tinta UV para vidrio en la impresión de vidrio
Existen muchos tipos de tintas UV para vidrio, siendo las más comunes las tintas UV para vidrio de color, las tintas UV para vidrio de efecto especial, las tintas UV para vidrio de función especial, los barnices UV para vidrio funcionales, etc. Hay tintas UV de serigrafía de vidrio, tintas UV de tampografía de vidrio, tintas UV de impresión offset sin agua de vidrio, tintas UV de transferencia de agua de impresión de vidrio, tintas UV de inyección de tinta de vidrio, tintas UV-LED de inyección de tinta de vidrio, etc., en función del proceso de impresión; hay tintas UV de fotopolimerización de vidrio, tintas UV de sinterización a alta temperatura de vidrio, tintas UV de doble curado de vidrio, etc., en función del método de curado.
Preparación de tintas UV para vidrio
Las propiedades de las tintas UV para vidrio serigrafiadas se muestran en la Tabla 3-47.
Tabla 3-47 Propiedades de las tintas UV para vidrio serigrafiadas
Las tintas UV para vidrio también se componen de oligómeros, diluyentes reactivos, fotoiniciadores, pigmentos y aditivos. Los oligómeros comúnmente utilizados son los acrilatos epoxídicos o los acrilatos de uretano, los diluyentes reactivos son monómeros comúnmente utilizados como el TMPTA y el TPGDA, y los fotoiniciadores son principalmente el ITX y el 907. Cuando se preparan tintas UV para vidrio, se debe dar prioridad a las siguientes condiciones:
① Monómero UV: Elegir diluyentes reactivos con baja tensión superficial (≤28dyn/cm) para lograr el objetivo de humedecer y afinar la superficie del vidrio.
② Fotoiniciadores: De acuerdo con el rendimiento de transmisión de luz de ≥85% para el vidrio, elija un fotoiniciador con un pico de absorción de 320-380 nm para lograr la mejor eficiencia de fotoiniciación.
③ Oligómeros: Se seleccionan resinas acrílicas modificadas con silicona, ya que el componente de silicona puede sufrir una reacción de condensación con el componente de silicato del vidrio, y el componente acrílico puede sufrir una reacción de fotopolimerización.
Pigmentos: Se seleccionan pigmentos respetuosos con el medio ambiente, resistentes a la intemperie, no migratorios, no decolorantes y con buena resistencia al calor (200 °C x 60 min), en función de los diversos requisitos del proceso de impresión en vidrio, como el calentamiento y la fotopolimerización.
⑤ Promotor de adherencia: Como la superficie del vidrio es densa y la tinta no puede penetrar, es necesario añadir un aditivo adecuado o promotor de adherencia a la tinta para mejorar la adherencia. El método más común consiste en añadir entre un 0,5% y un 1% del agente de acoplamiento organosilano KH570. Se trata de un agente de acoplamiento de silano con un grupo metacriloxi, que puede participar en la fotopolimerización y la polimerización reticulada, y el agente de acoplamiento de silano puede condensarse con el vidrio. Además, la adición del éster trifuncional CD9051 (5% a 7%) también puede mejorar significativamente la adhesión de la película de recubrimiento al vidrio. Algunas resinas acrílicas puras también tienen un efecto en la mejora de la adherencia al vidrio.
Fórmula de referencia de la tinta UV para vidrio
(1) Fórmula de referencia de la tinta blanca UV para serigrafía de vidrio
PUA de baja viscosidad (CN987) 27,75
Oligómero de monoacrilato de baja viscosidad (CN131) 10.00
POEA 30,00
Fotoiniciador no migrante y no amarilleante (SR1113) 6,00
Agente humectante (SR022) 0,25
Agente de nivelación sin silicona (SR012) 1,00
(2) Fórmula de referencia de la tinta serigráfica UV negra para vidrio
Copolímero de acrilato de ácido aromático (SB520E35) 46,0
Oligómero de monoacrilato de baja viscosidad (CN131) 22,0
POEA 20,0
907 4.5
ITX 0,5
BP 2,0
Negro de humo (Raven 450) 4,0
Agente de nivelación sin silicona (SR012) 1,0
(3) Fórmula de referencia para la tinta blanca de vidrio para tampografía UV
PEA trifuncional 20
ACMO 8
LA 5
907 3
DETX 0,3
TPO 2
Coiniciador EHA 2
Dióxido de titanio R-706 20
Dióxido de titanio R-900 25
Antiespumante S43 0,5
Antiespumante Arix920 2
Agente nivelador RAD2200 0,3
(4) Fórmula de referencia para la tinta negra de vidrio para tampografía UV
PEA trifuncional 25
PEA bifuncional 15
ACMO 8
LA 10
907 3
DETX 1
OPC 2
Acelerador EDAB 1
Acelerador DMBI 1
Negro de humo 8
Antiespumante Arix920 3
Agente nivelador RAD2300 0,3
(5) Fórmula de referencia para la tinta roja de vidrio para tampografía UV
PEA trifuncional 25
PEA bisfuncional 15
ACMO 7
LA 10
907 3
DETX 1
184 3
Acelerador EDAB 1
Acelerador EHA 1
Magenta (57:1) 12
Antiespumante EFKA-4050 1
Antiespumante KS66 0,5
Agente nivelador BYK306 0,3
(6) Formulación de referencia para la tinta azul de vidrio para tampografía UV
PEA trifuncional 20
PEA bifuncional 10
ACMO 10
LA 10
907 4
DETX 0,3
TPO 2
Acelerador EHA 1
Azul de ftalocianina 15
Antiespumante Arix920 0,5
Agente nivelador BYK163 0,3
Propiedades de la tinta:
Velocidad de fotopolimerización (80W/cm2) 3-6s
Adherencia (método cruzado) 100/100
Resistencia al etanol (95% etanol) 100 veces
Resistencia a la acetona 50 veces
Resistencia ácida (5% ácido sulfúrico) 16h
Resistencia alcalina (5% NaOH) 12h
Resistencia al agua hirviendo (100°C de agua hirviendo) 1h Sin desprendimiento
(7) Fórmula de referencia de la tinta roja de vidrio para serigrafía UV
PEA trifuncional 25
PEA bifuncional 15
ACMO 27
LA 10
907 3
DETX 1
184 3
Iniciador EDAB 1
Iniciador EHA 1
Magenta (57:1) 12
Antiespumante EFKA-4050 1
Antiespumante KS66 0,5
Agente nivelador BYK306 0,3
(8) Fórmula de referencia para la tinta blanca de vidrio para serigrafía UV
PEA trifuncional 20
ACMO 23
LA 5
907 3
DETX 0,3
TPO 2
Coiniciador EHA 2
Dióxido de titanio R-706 20
Dióxido de titanio R-900 25
Antiespumante S43 0,5
Antiespumante Arix920 2
Agente nivelador RAD2200 0,3
(9) Fórmula de referencia para la tinta negra de vidrio para serigrafía UV
PEA trifuncional 25
PEA bifuncional 15
ACMO 28
LA 10
907 3
DETX 1
OPC 2
Acelerador EDAB 1
Acelerador DMBI 1
Negro de humo 8
Antiespumante Arix920 3
Agente nivelador RAD2300 0,3
(10) Fórmula de referencia para la tinta azul de vidrio para serigrafía UV
PEA trifuncional 20
PEA bisfuncional 10
ACMO 32
LA 10
907 4
DETX 0,3
TPO 2
Acelerador EHA 1
Azul de ftalocianina 15
Agente nivelador BYK-163 0,3
Antiespumante Arix920 0,5
Propiedades de la tinta: Velocidad de fotopolimerización (80W/cm2) 3-6s
Adherencia (método cruzado) 100/100
Resistencia al etanol (95% etanol) 100 veces
Resistencia a la acetona 50 veces
Resistencia ácida (5% ácido sulfúrico) 16h
Resistencia alcalina (5% NaOH) 12h
Resistencia al agua hirviendo (100°C de agua hirviendo) 1h Sin desprendimiento
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| 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 |