Los componentes que componen la tinta UV y sus efectos.
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Los componentes principales de la tinta UV son un prepolímero polimerizable, un monómero fotosensible, un fotoiniciador, un componente auxiliar, un pigmento colorante, una carga, un aditivo (agente de nivelación, un inhibidor de la polimerización), y similares.
1. prepolímero polimérico
El prepolímero polimerizable es un componente importante que determina el rendimiento del recubrimiento de barniz UV. Es el componente más básico en la tinta UV y es una sustancia formadora de película. El rendimiento juega un papel importante en el proceso de curado y en las propiedades de la película de tinta después del curado. Generalmente se clasifican de acuerdo a la estructura del esqueleto. La estructura del esqueleto afecta la dureza del recubrimiento, la resistencia a la abrasión, la adherencia, la resistencia a la luz, la resistencia química y la resistencia al agua.
El prepolímero es estructuralmente una resina de bajo peso molecular que contiene un doble enlace insaturado "C = C", como un grupo acriloilo, un grupo acrilato de metilo, un grupo vinilo, un grupo alilo o similares. Existen principalmente tipos de resinas, como la resina de acrilato epoxi, la resina de acrilato de uretano, la resina de acrilato de poliéster, la resina acrílica de poliéter, el acrilato de polipropilo y la resina de poliéster insaturado. En las mismas condiciones, la velocidad de fotocurado es la más rápida, por lo que los oligómeros son en su mayoría resinas acrílicas.
2. Monómero fotosensible (diluyente reactivo)
La tinta UV y el barniz UV necesitan tener la viscosidad de la máquina de recubrimiento al recubrir, generalmente agregando del 20% al 80% del monómero para reducir la viscosidad del prepolímero, y el monómero mismo se polimeriza para convertirse en una película curada. parte.
El diluyente reactivo, también conocido como monómero de reticulación, es un monómero funcional cuyo papel en la tinta es ajustar la viscosidad, la velocidad de curado y las propiedades de la película curada de la tinta. El diluyente reactivo también contiene estructuralmente un doble enlace insaturado "C = C" que puede ser un grupo acriloilo, un grupo metilpropil acilo, un grupo vinilo y un grupo alilo. En vista del hecho de que la velocidad de fotocurado del acriloilo es la más rápida, la mayoría de los diluyentes reactivos utilizados actualmente son monómeros de acrilato. Debido a las diferentes cantidades de grupos acriloilo, se pueden dividir en tres tipos: grupos monofuncionales y grupos difuncionales. El efecto de liberación y la velocidad de curado de varios diluyentes reactivos de grupos funcionales son diferentes. En general, cuanto mayor sea la funcionalidad, más rápida será la cura, pero peor será la dilución.
Los diluyentes reactivos tradicionales, como el estireno, los monómeros de acrilato de primera generación, etc., son altamente tóxicos, y algunos monómeros de acrilato tienen un fuerte efecto irritante en la piel. Con el fin de reducir la irritación de la piel de los diluyentes reactivos, generalmente existen dos métodos: uno es usar óxido de etileno, óxido de propileno y hexagonal polimerización de apertura del anillo para aumentar el peso molecular del monómero; el segundo es cambiar la estructura del éster monomérico; La especie es un cambio en el proceso de esterificación del alcohol utilizado anteriormente. Cuando se agrega alcohol al grupo acriloilo, la irritación de la piel del monómero polifuncional se reduce considerablemente. Por ejemplo, cuando el diacrilato de neopentilglicol se esterifica, el valor de pH (índice de irritación de la piel) es 4.96, y cuando se sintetiza, el pH baja a 0.3.
Recientemente, se han desarrollado algunos monómeros de buen rendimiento, tales como: acrilatos de alcoxilo, monoacrilatos de ácido carbónico, monoacrilatos de imidazolilo, monoacrilatos de carbonato cíclico, monómeros de silicona epoxi, acrílicos de silicona. Monómeros de éster y vinil éter. Al seleccionar un monómero, siga estas pautas:
A, baja viscosidad, buen efecto de dilución;
b, curado rápido;
c, buena adherencia sobre el material;
d, es menos irritante para la piel y menos tóxico;
e, se deja olor en el recubrimiento.
3, fotoiniciador
Un fotoiniciador es una sustancia que absorbe energía radiante y experimenta cambios químicos para producir un producto intermedio activo que tiene una capacidad de polimerización iniciadora, y también es un componente importante requerido para cualquier sistema de curado UV. Los fotoiniciadores se pueden dividir en tipo de extracción de hidrógeno y tipo de pirólisis; el tipo de extracción de hidrógeno necesita cooperar con un compuesto que contiene hidrógeno activo (generalmente llamado co-iniciador) para formar un radical libre mediante la reacción de extracción de hidrógeno, que es un fotoiniciador bimolecular. El tipo de escisión es un fotoiniciador de molécula única que se descompone en un radical en una molécula después de ser sometido a irradiación con láser.
(1) Tipo de extracción de hidrógeno: tomando como ejemplo la cetona de xileno (BP), cuando se usa benzofenona sola, el monómero olefínico no se puede fotopolimerizar y el requisito de que sea un fotoiniciador es diferente. El mecanismo de reacción es de diferentes grupos alquilo y arilo. Cuando se extraen átomos de hidrógeno de alcoholes y éteres, el oxígeno apaga fácilmente el estado excitado de la benzofenona. Cuando se extrae un átomo de hidrógeno de una amina, ya que la cetona forma un complejo de estado excitado con la amina inmediatamente después de que se forma el estado excitado, se evita la transferencia de energía a la molécula de oxígeno, por lo que el sistema de aminas no se detiene fácilmente con el oxígeno. En comparación con el sistema de alcohol éter. También reduce el posible tipo de transferencia de energía al monómero. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, se emplea generalmente un sistema de aminas. Además de la benzofenona, estos fotoiniciadores también son tioxantona terpenoides, como la 2-isopropil tioxantona, que se usa comúnmente en tintas UV.
(2) Tipo de pirólisis: tomando como ejemplo el benzoin éter, el fotoiniciador benzoin éter es el más utilizado, que se caracteriza por la descomposición directa del gramo del estado excitado en dos radicales libres totales. Todos los radicales resultantes pueden iniciar la polimerización de los monómeros. El benzoin éter tiene una vida corta y excitada, no se apaga fácilmente con el oxígeno y no se puede apagar con el estireno, por lo que se puede usar para la polimerización del estireno. Sin embargo, el benzoin éter tiene diferentes grados de descomposición térmica, incluso si no ve luz, y la estabilidad de almacenamiento no es buena. Generalmente, se añaden estabilizantes e inhibidores de la polimerización. En la actualidad, se utiliza comúnmente como benzoína.
Los principios a seguir al elegir un fotoiniciador:
Una, alta eficiencia de absorción de luz en el rango UV;
b, relativamente estable;
c, bajo costo.
4, otros aditivos
Los aditivos se utilizan principalmente para mejorar el rendimiento de las tintas. Los aditivos comúnmente utilizados en las tintas UV son estabilizantes, agentes de nivelación, desespumantes, dispersantes, ceras, etc.
(1) Estabilizador: el estabilizador se utiliza para reducir la polimerización térmica durante el almacenamiento y mejorar la estabilidad del almacenamiento de tinta. Hidroquinona, p-metoxifenol, p-benzoquinona, 2,6-di-terc-butil-cresol de uso común y similares.
(2) Agente de nivelación: el agente de nivelación se usa para mejorar la nivelación de la capa de tinta, evitar la aparición de agujeros de contracción, alisar la superficie de la película de tinta y también aumentar el brillo de la impresión de tinta.
(3) Agente antiespumante: el agente antiespumante se utiliza para mejorar la nivelación de la capa de tinta, evitar la aparición de cavidades de contracción, alisar la superficie de la película de tinta y también aumentar el brillo de la impresión de tinta.
(4) Agente dispersante: el agente dispersante puede hacer que el pigmento de la tinta se humedezca muy bien en el aglutinante, de modo que el pigmento tenga una buena capacidad de dispersión en la tinta, acorte el tiempo de molienda en la fabricación de la tinta y reduzca la absorción de aceite. del pigmento. Produciendo una alta concentración de tinta; Evitando la coagulación y precipitación de partículas de pigmento en la tinta. El agente dispersante es generalmente un tensioactivo.
(5) Cera: la función principal de la cera es cambiar la reología de la tinta, mejorar la resistencia al agua y el rendimiento de la impresión (como ajustar la viscosidad), reducir los defectos como las manchas y tirar del papel, y formar una superficie lisa. La superficie de la película de tinta seca. La película de cera 2 mejora la resistencia a la abrasión de la materia impresa y similares. En la tinta UV, la cera también bloquea el aire, reduce la inhibición del oxígeno y es beneficiosa para el curado de la superficie. Sin embargo, agregar una cantidad excesiva de cera y una cera incorrecta a la tinta reducirá el brillo de la tinta, destruirá el rendimiento de transferencia de tinta y prolongará el tiempo de secado.