УФ – отверждаемые смолы

 Рогачева Ю.В., Технический специалист по органоразбавляемым системам

компания "Аттика", г.Санкт-Петербург

Промышленное применение УФ-отвердждаемые покрытия получили в конце 1960-х годах и в настоящее время считается одним из наиболее перспективных. К их достоинствам принадлежит высокая производительность, малые затраты энергии, несложное оборудование. УФ-отверждаемые покрытия являются наиболее динамично развивающимся сегментом рынка лакокрасочных материалов.

Процесс радиационного отверждения (УФ – отверждения) представляет собой процесс облучения лакокрасочного материала, в состав которого входит фотоинициатор, который распадается на реакционноспособные радикалы при воздействии интенсивного УФ – излучения с длиной волны 300 – 400 нм. В качестве связующего выступает фотополимеризующая композиция, которая не испаряется, как растворители обыкновенных красок, а полимеризуется, превращаясь в твердую пленку в ходе химической реакции, инициированной излучением и специальным компонентом – фотоинициатором.

Фотоинициаторы представляют собой соединения, которые за счет поглощения УФ-света переходят в возбужденное состояние с последующим внутримолекулярным распадом, приводящим к образованию радикалов. Большим преимуществом таких материалов является то, что они могут храниться неограниченно долго при условии отсутствии инициирования реакции. Процесс отверждения происходит в течение нескольких секунд, что сильно расширяет диапазон применения УФ – отверждаемых лакокрасочных материалов.

 
Рис. 1  Процесс УФ-отверждения

УФ-покрытия состоят из пленкообразующих компонентов, реактивных разбавителей, фотоинициаторов и добавок. В цветных системах используются пигменты и наполнители.

Компания «Аттика» предлагает  разные типы смол (производства Synthopol Chemie, Германия) с низким содержанием или не содержащих растворителей УФ-отверждения на основе:

  • полиэфир-акриловой смоле;
  • эпокси-акриловой смоле;
  • уретан-акриловой смоле;
  • полиэфир-акриловой смоле (аминомодифицированные и не амиомодифифцированные);
  • акриловой смоле;
  • алифатической водоразбавляемой полиуретановой дисперсии.

Материалы этой группы эффективны для серийного производства, где требуются:

  • высокая производительность;
  • стабильное качество;
  • высокие эксплуатационные характеристики покрытий;
  • экологическая безопасность окружающей среды.

Для нанесения УФ-красок используют компактные окрасочные установки, занимающие на 90 % меньше места по сравнению с окрасочными линиями, которые применяются для нанесения традиционных лакокрасочных систем. Это становится возможным благодаря тому, что данные установки не нуждаются в зоне выдержки, где происходит испарение растворителей, в зоне нагрева, сушки, зоне охлаждения. При этом наибольшая экономия затрат достигается благодаря отсутствию потребности в нагревании и охлаждении.

Компания «Аттика» является эксклюзивным дистрибьютером в России УФ-отверждаемых смол производства Synthopol Chemie (Германия). Краткое описание некоторых из них представлены в таблице 1.

Таблица 1

Наименование

Тип

Форма поставки

Гидроксильное число, мг КОН/г

Вязкость,

мПас

Применение

Syntholux 197 PE

полиэфир-акриловая смола

100 %

ок. 75

10000 – 30000

Для герметиков, печатных красок и финишных Пк по дереву, бумаге,
пластику

Syntholux 291 EA

 

эпоски-акриловая смола

80 % в TPGDA

165 – 210

23000 – 33000

По дереву, бумаге и пластику, ПВХ, ПС, АБС, ПЭ для стойкого и жесткого покрытия

Syntholux BR 2088

уретан-акриловая смола

70 % в TPGDA

0

10000 – 30000

Для Пк по металлу и пластику

Syntholux  432 PAA

полиэфиракриловая смола

100 %

ок. 80

200  – 500

Для дерева, бумаги и лаков с высокой реакционной способностью

Syntholux JB 1041

акриловая смола

50 % БАЦ

150 – 190

2000 – 7000

Для быстросохнущих Пк наружного применения

Syntholux 1014 W

водоразбавляемая полиуретановая дисперсия

40 % в воде

10 – 300

Для пк по дереву и пластику с хорошей эластичностью и хим.стойкостью

Syntholux BW 2096

37 %

10 – 300

Для пк по дереву и пластику

Сокращения:

Пк – покрытие;

TPGDA – трипропиленгликольдиакрилат;

БАЦ – бутилацетат.

Одной из наиболее универсальной и экономически эффективной УФ-отверждаемой полиэфир-акриловой смолой является Syntholux 197 PE:

  • можно применять для дерева, бумаги и пластика;
  • изготавливать как грунты, так и финишные покрытия;

покрытие обладает одновременно такими свойствами, как жесткость и эластичность.

График 1 Реакционная способность смолы Syntholux 197 PE

Смола 2 обладает низкой реакционной способностью;

Syntholux 197 PE и смола 1 обладает оптимальной реакционной способность.

Рисунок 2 Распределения смол в зависимости от твердости и реактивной  способности

В зависимости от требований по области применению смолы распределяются согласно рисунку 2. Syntholux 197 обладает самой высокой реактивной способностью и низкой твердостью, Syntholux 291 обладает самой высокой твердостью и низкой реактивной способностью.

Почему лучше выбирать УФ-дисперсии?

  • легко добиться матирующего эффекта;
  • низкое содержание растворителей;
  • высокие физико-механические и химические свойства;
  • быстрая сушка;
  • экологически безопасный.

УФ-дисперсии применяются для производства лаков и пигментированных систем по дереву и некоторых видов пластика, таких как ПК и жесткого ПВХ.

В предлагаемой публикации рассмотрено УФ – металлическое покрытие на основе Syntholux BW 2096. Результаты испытагий УФ – металлическое покрытие (см. таблица 2).

Режим отверждения составляет 10 мин при комнатной температуре и 10 мин при

50 °С, УФ-лампы.

Таблица 2

Наименование показателя

Значение

Толщина мокрой пленки на стекле, мкм

120

Твердость по Кенинга, с

через 5 м/мин

15 м/мин

30 м/мин

 

131

109

102

Нанесение на различные виды пластмасс

Адгезия, баллы

ABS

ПС

ПА

ПК

 

0-1

5

0

0

Стойкости в течении 10 мин, баллы (5 баллов – очень хорошо)

-        деминерализованная вода

-        этанол 48 %

 

4-5

4

Рисунок 3 Внешний вид УФ – металлического покрытия на Syntholux BW 2096 после проведения испытания на адгезию

Миссия компании «Аттика» - увеличение конкурентоспособности отечественных предприятий  за счет применения новых материалов и технологий для создания продукций мирового уровня.

Технический отдел компании рад помочь на любой стадии разработки и внедрения продуктов на производство.

Список использованной литературы:

  1. Мюллер Б., Пот У. Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур. – Пэйнт-Медиа – Пэйнт-Медиа, 2007 – 237 с.
  2. Брок Т., Гротэклаус М., Мишке П. Европейское руководство по лакокрасочным материалом и покрытиям – 2-ое изд.стереотип. – Пэйнт-Медиа, 2007 – 548 с.