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      1. UV涂料的不同固化方式對無黏性固化的影響

        2024-03-25 09:15:24

        UV光固化幾乎所有的應用體系中,必須解決的一個問題是氧阻聚。就其本身而言,不同的光固化配方必須盡可能充分利用合適的光引發劑和紫外線光源來克服氧阻聚問題,而這一過程則會額外增加成本和開發時間。

        LED燈的出現使得低成本的燈光具有更長的使用壽命和更高的能量轉換。它的波長范圍其實很窄。LED光源狹窄的放射光譜將不可避免地對固化率和氧阻聚產生影響。

        圖片

        氧氣抑制丙烯酸酯固化的機理是通過擴散進入涂料中產生自由基,與其它自由基相比,反應速度慢得多,以此妨礙聚合反應的進程。

        當氧氣擴散進入涂料的比例大于引發比例,無法阻止氧阻聚。當引發比例大于氧氣進入體系的通量,在足夠長的開放時間下無黏性固化即可實現。


        影響氧氣流動的因素是聚合速率、樹脂的粘度和交聯密度。

        影響引發速率的因素則是光照強度、光引發劑濃度以及各自對發射和吸收光譜的重疊。


        目前,多途徑克服氧抑制的方法已經展開研究,包括

        • 高強度光照

        • 高濃度引發劑

        • 氮氣吹掃

        • 添加化學試劑,例如硫醇單體


        通常,克服氧抑制的方法是采用典型的高強度寬波段的紫外汞燈??v觀整個UV固化行業,采用LED固化越來越流行。檢測各種已知的克服氧抑制的方法并與寬波段UV固化方法作比較,這對于我們的理解很重要。在這些工作中,我們采用一個典型的寬波段的汞燈和405nm與385nm的LED燈作為光源,比較不同的克服氧抑制的方法。同時,我們也評估了電子束照射的固化方法。


        寬波段UV汞燈光源比LED固化更快。LED比寬波段UV汞燈光源發出的能量要少得多,所以固化速度降低不一定是引發效率降低導致的。降低粘度和交聯密度會增加氧氣抑制的作用從而增加固化時間,才能達到無粘性的表面。在使用寬波段UV汞燈和LED光源固化時,采用硫醇-烯基基礎配方能明顯地提高固化速度。實際上,采用LED和硫醇-烯基系統的固化速度相當于丙烯酸酯體系中采用寬波段UV汞燈光源的固化速度。

        引發劑最優化的研究表明,引發速率達到臨界值時,固化時間顯著下降。電子束固化體系和UV固化體系具有相同的基本特征。



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