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脂环族环氧树脂在UV光固化涂料的应用!
2022年10月13日    新闻来源:中网行业信息网    |  投稿

行业现状


根据专业预测,全球UV固化涂料市场预计将从2020年的65亿美元增长到2025年的114亿美元,复合年增长率为12%。UV涂料可提供高光泽的表面,环保、耐磨、快干,具有多种性能。环境法规持续出台驱动了绿色涂料在行业的日益普及,市场对UV固化涂料的需求也随之增加,但在COVID-19大流行期间,电子和工业涂料行业的销量下滑,影响了对UV固化涂料的需求涂料在线coatingol.com


由于日益严格的减排法规,UV固化涂料在欧洲和北美等地区的接受度更高,但在亚太和MEA(中东和非洲)地区还待进一步发展。UV光固化技术大体分为UV自由基和UV阳离子两种体系, UV阳离子涂料凭借优良的加工性能在金属罐听、卷钢以及软包装行业广泛应用,主要市场目前同样在欧美地区。

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体系差别


UV阳离子与UV自由基材料差别很大,但总体组成类似。阳离子体系以环氧类材料为主,但普通双酚A型环氧反应速度较慢,以脂环族环氧类/氧杂环丁烷类材料应用较多;自由基体系商业化现已非常成熟,以环氧/聚酯/聚氨酯改性的丙烯酸酯类材料可提供更多选择的解决方案。

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UV阳离子体系相对自由基体系可选用的原材料种类较少,聚合物以低粘度的脂环族环氧树脂为主。以脂环族环氧树脂为例:

在UV涂料行业中各纯度规格的TTA21是最主要的产品。随着阳离子UV涂料/的应用持续显著增长,可以预见到以TTA21为代表的脂环族环氧树脂的用量将越来越大。


性能差别


在油墨/涂料的具体产品应用中,除了都需要紫外光来提供固化能量,两种体系在性能表现和反应特性上体现出较大的差异:

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1.氧阻聚效应

UV阳离子体系没有氧阻聚的影响,但比较怕水,湿气会影响阳离子体系的固化效率;UV自由基则反之,受到氧阻聚影响较大。


2.基材附着力

通常在比较难附着的基材表面,如玻璃/金属/高密度塑胶,UV阳离子比UV自由基有更好的附着力表现。


3.体积收缩率

UV自由基体系配方的固化收缩率一般在10%以上,而UV阳离子体系可以把收缩率控制在1-3%,是解决体积收缩的好方案。


4.暗固化特性

UV阳离子体系在停止光源照射后可继续向内层反应,完成材料的后固化,这就是暗固化特性,很适合做厚涂的应用,加热对阳离子后固化速度的提升有明显帮助;UV自由基则是个即停即止的反应体系。


5.接触安全性

UV阳离子体系的反应程度接近100%,安全性可通过REACH/FDA检测认证,可应用于食品包装等相关领域。


6.光固化速度

一般情况下UV自由基体系的固化速度比阳离子体系要快,受氧阻聚影响的产品阳离子表干会更快,但实干速度不如自由基,可以通过加热促进反应,最终可以达到一个非常好的完成度。


配方注意事项


UV阳离子体系可以以任意比例与UV自由基体系共混,称为UV混杂体系,可改善UV阳离子相对固化速度慢和UV自由基收缩大、受氧阻聚影响等缺点,相同膜厚情况下各体系固化能量差别不大。


UV阳离子体系是靠引发剂产生的Lewis强酸做活性点进行开环反应,配方里常见会影响到引发剂活性的材料主要是偶氮类的有机颜料(可通过改性做保护),与自由基混杂时TPO/819/907等结构含P、S等元素的引发剂,以及类似115的多级胺。


湿度对UV阳离子体系固化的影响较大,控制环境湿度在50%以内为宜;同时加热会加快反应速度。


标签:原材料今日头条固化剂涂装应用技术中心树脂
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