Problema de inhibición de oxígeno y solución en el curado UV

La tecnología de curado UV es una tecnología de curado de alta tecnología de alta eficiencia, ahorro de energía y ecológica que se desarrolla desde la década de 1960. Se refiere al proceso en el que el fotoiniciador en el sistema absorbe la luz ultravioleta para generar radicales libres bajo la irradiación de la luz ultravioleta de alta energía como la energía de curado, lo que desencadena una reacción de polimerización de la cadena entre la resina UV y el monómero, lo que provoca el sistema de fase líquido. polimerizar, reticular y curar instantáneamente.

Dado que la mayoría de los procesos de fotocratación se llevan a cabo en un entorno del aire, las moléculas de oxígeno tienen un efecto inhibitorio no desplegable sobre la polimerización de los radicales libres. La inhibición del oxígeno puede hacer que la capa inferior del recubrimiento fotocurante se cure, pero la superficie aún no está curar y pegajosa. Como fabricante de resinas de fotocripción, Bossin le hablará sobre la inhibición de oxígeno hoy.

El estado fundamental de las sustancias generales es el estado del singlete, pero las moléculas de oxígeno son una excepción. Su estado fundamental es el estado triplete, que es esencialmente un diradical. Por lo tanto, tiene una fuerte actividad de adición a los radicales libres activos producidos en la fotoiniciación, formando radicales peroxilo que están inactivos para los monómeros de vinilo. Este proceso es rápido y puede competir con la reacción de adición de radicales libres activos a los monómeros, obstaculizando significativamente el proceso de polimerización.

¿Se siente difícil de entender? Déjame darte un ejemplo para explicar. En la película The Treasure Box, el Dios malvado de la nube de fuego mostró cómo sostener una bala con su mano, pero la bala disparó a través de su palma. Si comparamos las moléculas de oxígeno con las balas, los dedos con los radicales activos, el proceso de sostener la bala con la mano es como la competencia entre la inhibición de oxígeno y los radicales activos. La bala pasa a través de los dedos, al igual que gana la inhibición de oxígeno. Entonces, ¿cómo resistir la inhibición del oxígeno? La misma escena de sostener una bala con la mano, la nube de fuego malvada Dios tuvo éxito en Kung Fu. Al igual que lo que se describe en el clip, siempre que la velocidad sea lo suficientemente rápida, la bala se puede sostener con la mano.

Volviendo a lo que dijimos sobre el curado UV, siempre que la velocidad de curado del sistema de fórmula sea lo suficientemente rápida, se curará completamente sin esperar a que reaccionen las moléculas de oxígeno, lo que significa que algunas materias primas como monómeros de resina y fotoiniciadores con Las velocidades de curado rápidas deben usarse en la fórmula. Sin embargo, estas materias primas generalmente hacen que la película curada sea frágil y difícil, y no pueden cumplir con los requisitos de flexibilidad, etc. ¿Hay algún otro método de antioxidación e inhibición?

Primero, de la fórmula

1. Agregar amina activa

Las aminas activas que pueden usarse como coiniciadores son generalmente aminas terciarias con al menos una α-H. Los radicales alquilo activos regenerados por la reacción de abstracción de hidrógeno inician la polimerización. Los radicales de alcoxi liberados por la descomposición del hidroperóxido de alquilo también tienen cierta actividad iniciadora para monómeros de vinilo, pero su reacción de abstracción de hidrógeno adicional parece ser más dominante. En algunos sistemas y procesos de recubrimiento delgado con velocidades de línea de recubrimiento rápida, como el barniz de papel, agregar aminas activas se ha convertido en un medio importante para superar la inhibición de oxígeno en fórmulas de fotocratación de radicales libres. Sin embargo, las aminas activas tienden al amarillo después del curado, lo cual es una desventaja importante del uso de aminas activas como un método de inhibición antioxidante.

2. Agregar mercaptán

El tiol es un término general para compuestos que contienen grupos funcionales -sh. Como donante de hidrógeno, el tiol puede capturar radicales peroxilo mientras se genera radicales de azufre, lo que puede continuar iniciando la polimerización. Por lo tanto, la adición de tiol puede inhibir la inhibición del oxígeno durante la fotocratación de radicales libres. En los sistemas de curado UV LED, como el sellador de esmalte de uñas y el pegamento cristalino, se agrega una cierta proporción de tiol para mejorar el secado de la superficie y el curado profundo. Sin embargo, el tiol mismo tiene un cierto olor, poca estabilidad de almacenamiento con el sistema UV y un precio relativamente alto, que se han convertido en factores que limitan su uso generalizado.

3. Fórmula catiónica

La polimerización catiónica utiliza el ácido de protones generado por los fotoiniciadores catiónicos bajo la luz para catalizar la polimerización de apertura de anillo de grupos epoxi o la polimerización catiónica de los dobles enlaces de carbono-carbono ricos en electrones. En comparación con los sistemas de fotocratación de radicales libres, los sistemas de fotocratación catiónica no tienen el problema de la inhibición de oxígeno. La polimerización catiónica se ha utilizado en los sistemas de impresión SLA 3D. Sin embargo, los problemas con los sistemas de curado catiónico son la velocidad de fotocripción lenta, pocas variedades de materia prima, altos precios y una gran influencia por temperatura y atmósfera alcalina.

Segundo, desde la perspectiva de la tecnología

1. Método de laminación

Cuando se completa el sistema de recubrimiento, se cubre una película delgada en él, y después de la exposición a la luz UV, la película se despega. Esta capa de película aísla el aire del material solidificado. Sin oxígeno, la inhibición de oxígeno desaparecerá naturalmente. Actualmente, hay una aplicación madura del aceite mate laminable UV. Sin embargo, este proceso requiere un equipo de laminación especial y debe usarse en un entorno de vacío tanto como sea posible; de ​​lo contrario, afectará la calidad de la película del sistema.

2. Protección de nitrógeno

Se establece un espacio relativamente cerrado en el sistema de curado UV, y el nitrógeno se llena en él, lo que reduce en gran medida la proporción de oxígeno, reduciendo así la inhibición del oxígeno y aumenta la velocidad de curado de la luz. Se usa en el sistema de cutre de piel Excimer de 172 nm y el sistema de curado del haz de electrones EB. Por supuesto, este método también tiene el costo de la modificación del equipo y el consumo de nitrógeno.

Los anteriores son los métodos más comunes de antioxidación y anti-polimerización. Cada método tiene sus ventajas y desventajas. El que te adapta es la mejor opción.