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水性UV涂料固化机理及影响要素浅析

发布日期:2018-11-28


一、水性UV涂料的固化枯燥机理

水性UV涂料主要是由预聚物(水基光固化树脂)、光引发剂、颜料、胺类物质、水、助溶剂和其它添加剂等配制而成。其枯燥固化结合了UV光固化和水性涂料渗透蒸发二种枯燥办法,详细说主要有两种枯燥办法:水性系统的预蒸发枯燥和紫外光固化。

1.预蒸发枯燥机理

预枯燥是光固化之前有必要有的一道工序,不进行预枯燥将导致光固化的终究成果不抱负。在水性UV涂料的制作进程中,水基光固化树脂经过添加一种碱或者酸使其变成羧酸盐才能溶于水,其间经过加氨水使其成盐的反响可示为:R-COOH+NH→R-COO+NH(水溶性)反过来输纸,在预枯燥进程中发作的反响是:

R-COO+NH→R-COOH(水不溶)+NH↑

2.光固化成膜机理

UV固化水性资料的固化是指在紫外光的照耀下,光引发剂吸收紫外光的辐射能后分裂成自在基,引发预聚物发作聚合、交联接枝反响,在很短的时刻内固化成三维的网状高分子聚合物,得到硬化膜发展史,实质是经过构成化学键完成化学枯燥。其固化进程一般可分为四个阶段:①光与光引发剂之间相互作用,它或许包含对光的吸收和光引发剂之间的相互作用;②光引发剂分子发作重排,构成自在基中间体;③自在基与齐聚物中的不饱和基团作用引发链或聚合反响;④聚合反响持续,液态的组分转变为固体聚合物。水性木器漆厂家


二、影响水性UV涂料固化枯燥的要素

影响水性UV涂料固化枯燥的要素很多,本文只对其主要的影响要素进行讨论泛论,这些要素有以下几方面:

1.水性系统的预枯燥对光固化的影响

固化前的枯燥条件对固化速度的影响很大,不枯燥或枯燥不完全时,固化速度较慢,且随曝光时刻的延长,胶凝率无明显进步。这是因为过度包装,虽然水对抑制氧的阻聚作用有必定的作用,可是这只能使墨膜外表敏捷固化,只到达表干,而不能到达实干。因为系统内含有很多的水,系统在必定温度下固化时标准及认证,跟着墨膜外表水分的敏捷蒸发,墨膜外表敏捷固化,膜层里边的水则难以逸出,很多的水残留在墨膜中,阻止了墨膜的进一步固化打样,固化速度下降。另外,UV照耀时的周围温度对UV涂料的固化有很大的影响。温度越高,固化性越好。因而施行预热的话,涂料的固化性会增强,附着性更好。

2.水性UV固化树脂对光固化的影响

水性UV固化树脂要进行自在基光固化软包装,这就要求树脂分子有必要带有不饱和基团,在紫外光的照耀下,分子中的不饱和基团相互交联,由液态涂层变成固态涂层。通常选用引进丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基醚或烯丙基的办法,使组成的树脂具有不饱和基团认证,然后可以在适宜的条件下进行固化,丙烯酸酯因为其反响活性高而经常被运用。关于自在基型紫外光固化系统,随分子中双键含量的添加,涂膜的交联速度会增大,固化速度将加速。而且不同结构的树脂对固化速度影响不同软包装,各种官能团的反响活性一般按以下顺序升高:乙烯基醚<烯丙基<甲基丙烯酰基<丙烯酰基。因而一般以引进丙烯酰基和甲基丙烯酰基为主,使树脂具有较快的固化速度。

3.颜料对水性UV涂料光固化的影响

作为水性UV固化涂料中非光敏性的组分,颜料与引发剂竞争吸收UV光,这在很大程度上影响到UV固化系统中系统的固化特色。因为颜料能够吸收一部分辐射能量,这将会影响到光引发剂关于光的吸收设备维护与保养,并进而影响到能够生成的自在基的浓度,成果会下降固化速度。各色颜料对不同波长的光线有不同的吸收率(透光率),颜料的吸收率越小,透光率越大,涂层的固化速度越快。炭黑的紫外线吸收能力较高出书,固化得最慢,白色颜料反光性强,也妨碍了固化。一般而言,对紫外光的吸收顺序为:黑色>紫色>蓝色>青色>绿色>黄色>赤色。

相同的颜料的配比浓度不同,对墨膜固化速度的影响是不同的。跟着颜料用量的添加出书动态,墨膜的固化速率均有不同程度的下降。其间黄色颜料的用量对墨膜的固化速率影响最大,其次为赤色颜料、绿色颜料。因为黑色对紫外光的吸收率最大,使得黑墨的透光率最低,所以其用量的改变对墨膜的固化速率反而没有明显的影响。当颜料的用量过大时,墨膜表层的固化速率虽快晒版,可是表层的颜料吸收很多紫外光,下降了紫外光的透光率,影响深层墨膜的固化,导致了墨膜表层固化而底层不固化,易发生“皱皮”现象。

4.光引发剂对水性UV光固化的影响

光引发剂的作用是在其吸收紫外光能后排版,经分化发生自在基,然后引发系统中不饱和键聚合,交联固化成一整体。光引发剂的功能是水性光固化系统能否顺畅聚合固化的关键。根据不同的引发剂有一个最大的吸收波长的原理,在挑选光固化引发剂的时分应该使得光引发剂的吸收紫外线的波长区正好在颜料非吸收区或是微吸收区(颜料有一个适于引发剂吸收的波长窗口),即颜料的最大透过的波长区应与自在基引发剂的吸收波长区能重合。另外光引发剂的吸收波峰应尽或许与光源发射的主波长相近。

光引发剂有必要具有与水性光固化系统必定的相溶性以及低的水蒸气蒸发度评奖,以使光引发剂得以发散,有利于得到满足的固化作用。否则,在枯燥的进程中,光引发剂会跟着水蒸气一同蒸发掉,下降引发剂的效率。不同的光引发剂烟草包装,具有不同的吸收波长,它们的合作运用可充分吸收不同波长的紫外线,进步紫外光辐射量的吸收,然后大大加速墨膜的固化速率。所以可以经过多种光引发剂的合作运用,并调整各种光引发剂的配比以获得固化速率快且功能优异的墨膜。系统中复合光引发剂的含量要适量显影,过低不利于同颜料的吸收竞争;过高光线不能顺畅地进入涂层。涂料的固化速度开始时跟着复合光引发剂的添加而添加,但当复合光引发剂量添加到必定值时,再添加其含量,固化速度反而会下降。

5.UV光源、辐照间隔和光固化时刻的影响

UV光源辐射的是一个波段内的光,且各波长光的能量散布是不一样的。其间波长为300nm~310nm模切烫印压痕,360nm~390nm的光的能量散布是较好的,波长位于UV-A区域约360nm作用最佳。为使固化系统到达最佳的组合,UV光源的挑选既要考虑系统所含颜料的UV光的吸收特性,一起又要兼顾到引发剂的UV吸收特性。

在水性UV涂料的枯燥固化进程中,辐照间隔和光固化时刻也会对光固化发生影响。辐照间隔越近秋山国际,光照越强,光引发剂生成自在基的速度越快,引起聚合的双键数目越多,树脂的交联程度也就越高,墨膜的固化速度就越快金属包装,反之越慢。水性UV涂料的光固化还有必要有一个适宜的光固化时刻,时刻太短,涂料的固化不完全,当到达一个适宜光固化时刻时,固化膜的拉伸强度到达最大惠普,持续添加光固化时刻,固化膜的拉伸强度反而下降,而且固化树脂呈现黄变现象。