Applicazione di resine epossidiche cicloalifatiche in rivestimenti/inchiostri curabili UV

Secondo le previsioni del settore, il mercato globale dei rivestimenti per la polimerizzazione UV dovrebbe crescere da 6,5 miliardi di dollari nel 2020 a 11,4 miliardi di dollari nel 2025 con un tasso di crescita annuale composto del 12%. I rivestimenti UV forniscono una superficie lucida, sono ecologici, resistenti all'usura, ad asciugatura rapida e offrono una varietà di proprietà prestazionali. La continua introduzione di normative ambientali ha guidato la crescente popolarità dei rivestimenti verdi nel settore e sono aumentate anche le richieste di rivestimenti polimerici UV. Tuttavia, durante la pandemia di COVID-19, le industrie di rivestimento elettronico e industriale hanno subito un calo delle vendite, influenzando la domanda di rivestimenti di polimerizzazione UV.

A causa di normative sempre più severe sulla riduzione delle emissioni, i rivestimenti di polimerizzazione UV sono più accettati in regioni come l'Europa e il Nord America. Tuttavia, è necessario un ulteriore sviluppo nelle regioni Asia-Pacifico e MEA (Medio Oriente e Africa). La tecnologia di polimerizzazione UV può essere ampiamente suddivisa in radicali liberi UV e sistemi cationici UV. Con prestazioni di lavorazione eccellenti, i rivestimenti cationici UV sono stati ampiamente applicati in lattine di metallo, acciaio a bobina e industrie di imballaggio flessibile, che sono disponibili principalmente nei mercati europei e americani.

Ecco un breve confronto delle due tecnologie in termini di sistema e prestazioni.

Differenza del sistema

I materiali cationici UV e radicali liberi differiscono notevolmente, ma hanno una composizione generale simile. Il sistema cationico è dominato da materiali epossidici, ma la velocità di reazione delle resine epossidiche convenzionali di tipo A bisfenolo è lenta, quindiResine epossidiche cicloalifaticheI materiali/oxetane sono usati più ampiamente; la commercializzazione del sistema dei radicali liberi è stata molto matura e più soluzioni sono disponibili con materiali esteri acrilici modificati epossidici/poliestere/poliuretano.

Rispetto al sistema dei radicali liberi, il sistema cationico UV ha meno opzioni per le materie prime e il polimero è costituito principalmente da resina epossidica cicloalifatica a bassa viscosità. Prendendo come esempio le seguenti resine epossidiche cicloalifatiche prodotte da Tetra:

I materiali sopra menzionati sono ampiamente applicati nell'industria UV dell'inchiostro e del rivestimento, tra cui TTA21 con varie specifiche di purezza è il prodotto in primo piano. Come il continuo aumento significativo nell'applicazione di rivestimenti/inchiostri UV cationici, si prevede che la quantità di utilizzo di resine epossidiche cicloalifatiche, rappresentata da TTA213 4 epossicicloesilmetil 3 4 epossicicloesarbossilato, Aumenterà anche.

TetraResine epossidiche specialiSono sempre impegnati nella ricerca e sviluppo e nello sviluppo di prodotti cicloalifatici in resina epossidica. Con una categoria completa e una produttività sufficiente, la Società ha effettuato un'adeguata riserva di prodotti per l'applicazione di vari scenari cationici di polimerizzazione UV.

Differenze di prestazione

In specifiche applicazioni di inchiostro/rivestimento, oltre alla necessità di luce UV per fornire energia di polimerizzazione, ci sono grandi differenze nelle prestazioni e nelle caratteristiche di reazione di entrambi i sistemi, come mostrato di seguito:

1. Effetto di inibizione dell'ossigeno

Il sistema cationico UV non è influenzato dall'inibizione dell'ossigeno, ma è sensibile all'acqua e l'umidità può influire sull'efficienza di polimerizzazione del sistema cationico. Al contrario, il sistema dei radicali liberi UV è fortemente influenzato dall'inibizione dell'ossigeno.

2. Adesione del substrato

In generale, per substrati difficili da aderire come vetro/metallo e plastica ad alta densità, il sistema cationico UV mostra una migliore adesione rispetto al sistema di radicali liberi UV.

3. Retringimento del volume

Il tasso di restringimento del sistema dei radicali liberi UV è superiore al 10% in generale, mentre quello del sistema cationico UV può essere controllato all'1-3%, che è una soluzione ottimale al restringimento del volume.

4. Caratteristiche di indurimento scuro

Dopo aver spento la sorgente di luce UV, il sistema cationico UV può continuare a reagire interiormente per completare la post-polimerizzazione del materiale, che è ben adatto per l'applicazione di rivestimento spesso; il riscaldamento è ovviamente utile migliorare la velocità cationica di post-trattamento; tuttavia, Il sistema di radicali liberi UV è un sistema di reazione che fermerà la reazione chimica una volta spenta la sorgente di luce UV.

5. Sicurezza dell'esposizione

Il grado di reazione del sistema cationico UV è vicino al 100% e la sua sicurezza può essere certificata con i test REACH/FDA, rendendolo adatto per l'imballaggio alimentare e altri campi pertinenti.

6. Velocità di polimerizzazione UV

In generale, la velocità di polimerizzazione del sistema dei radicali liberi UV è più veloce di quella del sistema cationico. La superficie cationica si asciugherà più velocemente per i prodotti che sono influenzati dall'inibizione dell'ossigeno, ma l'effettiva velocità di indurimento non è veloce come il sistema dei radicali liberi. La reazione può essere accelerata dal riscaldamento e alla fine raggiungere un ottimo grado di completamento.

Note per la formula

Il sistema cationico UV può essere miscelato con il sistema di radicali liberi UV in qualsiasi proporzione, noto come sistema ibrido UV, può superare le carenze come la relativa velocità di indurimento lento del sistema cationico UV, grande tasso di restringimento del sistema dei radicali liberi UV ed essere influenzato dall'inibizione dell'ossigeno. Con lo stesso spessore del film, l'energia di polimerizzazione non è significativamente diversa tra i due sistemi.

Il sistema cationico UV esegue la reazione di apertura dell'anello facendo affidamento sul sito attivo dell'acido di Lewis generato dall'iniziatore. I materiali che comunemente influenzano l'attività dell'iniziatore nella formula includono pigmenti organici di composti azoici (protetti da modifiche), iniziatori come TOP/819/907 contenenti P, S e altri elementi e ammine multistadio simili a 115.

L'umidità ha un effetto significativo sulla polimerizzazione del sistema cationico UV, quindi è consigliabile controllare l'umidità ambientale inferiore al 50%. Il riscaldamento può anche accelerare la velocità di reazione.