2023 Полное руководство по отверждению в ультрафиолетовом свете: The Ultimate Guide

Технология светового отверждения — это высокоэффективная, экологически чистая, энергосберегающая, высококачественная технология обработки поверхности материалов, известная как новая технология для зеленой промышленности 21 века. С развитием науки и техники, светоотверждаемые технологии применяются от самых ранних печатных форм, фоторезистов до светоотверждаемых покрытий, красок, клеев, области применения продолжают расширяться, формируя новую индустрию.

 

 

 

Продукты светового отверждения чаще всего делятся на УФ-покрытия, УФ-чернила и УФ-клеи, их главной особенностью является быстрая скорость отверждения, как правило, от нескольких секунд до десятков секунд, самые быстрые могут быть отверждены за 0,05-0,1 с времени, в настоящее время является самым быстрым сушки и отверждения различных покрытий, чернил и клеев.

 

УФ-отверждение — это ультрафиолетовое отверждение, УФ — это аббревиатура ультрафиолетового света, отверждение относится к процессу преобразования веществ из низких молекул в высокие молекулы. УФ-отверждение обычно относится к необходимости УФ-отверждения покрытий (красок), чернил, клеев (клея) или других герметиков для отверждения условий или требований, которые отличаются от отверждения нагреванием, отверждения клеевого линкера (отвердителя), естественного отверждения и т.д. [1].

 

 

 

Основные компоненты светоотверждаемых продуктов включают олигомеры, реактивные разбавители, фотоинициаторы, аддитивные добавки и так далее. Олигомеры являются основной частью светоотверждаемых продуктов, и их характеристики в основном определяют основные свойства отвержденного материала, поэтому выбор и разработка олигомеров, несомненно, является важной частью рецептуры светоотверждаемых продуктов.

 

Общим знаменателем этих олигомеров является то, что все они имеют »

 

 

 

» ненасыщенные двойные связи смолы, в соответствии со скоростью реакции свободнорадикальной полимеризации в порядке убывания: акрилоилокси> метакрилоилокси> винил> аллил.

 

Таким образом, свободнорадикальная световая полимеризация с использованием олигомеров в основном представляет собой различные типы акриловых смол, таких как эпоксидный акрилат, уретановый акрилат, полиэфирный акрилат, полиэфирный акрилат, акрилатная акрилатная смола или виниловая смола и т.д. Наиболее практичными являются эпоксидная акрилатная смола, уретановая акрилатная смола и полиэфирная акрилатная смола. Ниже приводится краткое описание этих трех смол.

 

Эпоксидный акрилат

 

Эпокси-акрилат в настоящее время является наиболее широко используемым, самым большим количеством светоотверждаемого олигомера, он изготавливается из эпоксидной смолы и (мет)акриловой этерификации. Эпоксидный акрилат можно разделить на эпоксидный акрилат бисфенола А, фенольный эпоксидный акрилат, модифицированный эпоксидный акрилат и эпоксидный акрилат в зависимости от типа структуры, при этом эпоксидный акрилат бисфенола А является наиболее широко используемым.

 

Бисфенол А эпоксидный акрилат в олигомере является самой быстрой скоростью светового отверждения, отверждения пленки с твердостью, высокий блеск, отличная химическая стойкость, хорошая термостойкость и электрические свойства, плюс бисфенол А для кислорода акрилата формула сырья проста, дешева, поэтому в обычно используется в светлых отверждения бумаги, дерева, пластика, металлических покрытий основной смолы, но и для светлых отверждения чернил, светлых отверждения клея основной смолы.

 

Полиуретан акрилат

 

Полиуретан акрилат (PUA) — еще один важный светоотверждаемый олигомер. Он синтезируется путем двухстадийной реакции с полиизоцианатом, длинноцепочечным диолом и гидроксиакрилатом. Поскольку многочисленные структуры полиизоцианатов и длинноцепочечных диолов могут быть выбраны для синтеза олигомеров с заданными свойствами путем молекулярного дизайна, это олигомер с наибольшим количеством марок продукции и широко используется в светоотверждаемых покрытиях, красках и клеях.

 

Полиэфирные акрилаты

 

Полиэфирный акрилат (PEA) также является распространенным олигомером, который производится путем этерификации низкомолекулярных полиэфирных диолов акриловой кислотой. Наиболее важными характеристиками полиэфирного акрилата являются низкая цена и низкая вязкость. Благодаря низкой вязкости полиэфирный акрилат может использоваться как в качестве олигомера, так и в качестве реактивного разбавителя. Кроме того, полиэфирные акрилаты в большинстве случаев имеют слабый запах, низкую раздражающую способность, хорошую гибкость и смачиваемость пигментами, подходят для цветных красок и чернил. Для того чтобы улучшить высокую скорость отверждения, можно приготовить полиэфирный акрилат с несколькими функциональными свойствами; использование модифицированного амином полиэфирного акрилата может не только уменьшить эффект блокирования кислорода, улучшить скорость отверждения, но и повысить адгезию, блеск и стойкость к истиранию.

 

Реактивные разбавители обычно содержат реактивные группы, которые играют роль солюбилизатора и разбавителя для олигомеров и играют важную роль в процессе светового отверждения и свойствах пленки покрытия. В зависимости от количества содержащихся реактивных групп, монофункциональные реактивные разбавители обычно включают изодецилакрилат, лаурилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, глицидилметакрилат и т.д.; бифункциональные реактивные разбавители включают диакрилат серии полиэтиленгликоля, дипропиленгликоль класса диакрилат, диакрилат неопентилгликоля и т.д.; многофункциональные реактивные разбавители, такие как триметилолпропан триакрилат [2 ].

 

Инициатор оказывает важное влияние на скорость отверждения светоотверждаемых продуктов, и количество фотоинициатора, добавляемого в светоотверждаемые продукты, обычно составляет от 3 до 5 %. Кроме того, пигменты и наполнители также оказывают важное влияние на конечные характеристики светоотверждаемых продуктов.

 

Технология светового отверждения в различных областях применения】

 

Светоотверждаемые продукты благодаря быстрому отверждению, энергосбережению и защите окружающей среды имеют широкий спектр применения, первые в основном используются в области покрытия древесины. В последние годы, с разработкой новых инициаторов, активных разбавителей и светочувствительных олигомеров, применение светоотверждаемых покрытий постепенно расширяется на бумагу, пластик, металлы, ткани, автомобильные детали и другие области. Ниже мы кратко представим несколько технологий светоотверждения в различных областях применения.

 

 

 

Светоотверждаемая 3D-печать

 

Светоотверждаемая 3D-печать — одна из самых точных и коммерчески доступных технологий аддитивного производства. Она имеет множество преимуществ, таких как низкое энергопотребление, низкая стоимость, высокая точность, гладкая поверхность и повторяемость, и начала широко применяться в аэрокосмической, автомобильной, литейной, ювелирной и медицинской областях.

 

Например, печать прототипа ракетного двигателя со сложной структурой и анализ схемы потока газов помогают разработать ракетный двигатель с более компактной структурой и более высокой эффективностью сгорания, что может эффективно повысить эффективность разработки сложных запасных частей и сократить цикл разработки автомобилей; она также может напрямую печатать формы или перевернутые формы, чтобы быстро изготовить формы и так далее.

 

Технология светоотверждаемой 3D-печати развивает стереолитографию (SLA), цифровую проекционную технологию (DLP) и трехмерное струйное формирование (3DP), непрерывный жидкостный рост (CLIP) и другие технологии [3]. Как и материалы для печати, светочувствительные смолы для светоотверждаемой 3D-печати также достигли большого прогресса и развиваются в направлении функционализации в соответствии с потребностями приложений.

 

 

 

УФ-светоотверждаемые продукты для электронной упаковки

 

Инновации в упаковочных технологиях привели к переходу упаковочных материалов от металлической и керамической упаковки к пластиковой. Пластиковая упаковка и эпоксидная смола являются наиболее широко используемыми, отличные механические и механические свойства, тепло- и влагостойкость являются предпосылкой высококачественной упаковки, и определяют производительность эпоксидной смолы, в дополнение к структуре основной эпоксидной смолы, влияние отверждающего агента также является очень важным фактором.

 

По сравнению с обычной эпоксидной смолой, используемой в термическом методе отверждения, катионное УФ-отверждение не только фотоинициатор химическая стабильность лучше, скорость отверждения системы быстрее, в течение десятков секунд, чтобы завершить полимеризацию, эффективность очень высока, нет кислорода блокировки агрегации, может быть глубокое отверждение, эти преимущества подчеркивают важность катионного УФ-отверждения технологии в области электронной упаковки.

 

С быстрым развитием полупроводниковых технологий, электронные компоненты, как правило, все более и более высоко интегрированы, направление миниатюризации, легкий вес, высокая прочность, хорошая термостойкость, отличные диэлектрические свойства и т.д. будет развитие новых высокопроизводительных эпоксидных упаковочных материалов, свет технологии отверждения в развитии электронной упаковки промышленности будет играть более важную роль.

 

 

Печатная краска

 

В области печати упаковки, флексографическая технология печати все чаще используется для учета все большей доли, она стала основной технологией печати и упаковки, и является неизбежной тенденцией будущего развития.

 

Флексографические чернила бывают разных типов, включая следующие категории: чернила на водной основе, чернила на основе растворителя и чернила с ультрафиолетовым отверждением (УФ). Краски на основе растворителя в основном используются для печати на не впитывающих пластиковых пленках; краски на водной основе в основном используются для печати на таких материалах, как газеты, гофрокартон и картон; УФ-краски более широко используются, и они более эффективны при печати на пластиковой пленке, бумаге и металлической фольге [4].

 

УФ-чернила имеют экологически чистые, высокую эффективность, хорошее качество печати, адаптивность и другие характеристики, в настоящее время очень популярны и внимание к новым экологически чистым чернилам, перспективы развития очень хорошие.

 

Флексо УФ чернила упаковки печати в широком диапазоне приложений. Флексографические УФ-чернила имеют следующие преимущества [5].

 

(1) Флексо УФ чернила без растворителя выбросов, использование безопасных и надежных, высокая температура плавления, не загрязняющих, поэтому он подходит для производства безопасных и нетоксичных упаковочных материалов требуют высокой пищи, лекарств, напитков и других упаковок.

 

(2) физические свойства чернил остаются неизменными при печати, и нет летучих растворителей, вязкость остается неизменной, не приведет к повреждению печатной формы, так что это происходит паста пластины, ворс пластины и другие явления, в использовании более высокой вязкости чернил печати, эффект печати по-прежнему лучше.

 

(3) скорость высыхания чернил, эффективность печати продукта, может быть широко использован в различных методах печати, в пластике, бумаге, пленке и других субстратах.

 

 

 

С новой структурой олигомеров, развитием активных разбавителей и инициаторов, будущие области применения светоотверждаемых продуктов неизмеримы, пространство развития рынка неограниченно.