Application des résines époxy cycloaliphatiques dans les revêtements/encres durcables UV

Selon les prévisions de l'industrie, le marché mondial des revêtements de traitement UV devrait passer de 6.5 milliards de dollars américains en 2020 à 11.4 milliards de dollars américains en 2025 avec un taux de croissance annuel composé de 12%. Les revêtements UV offrent une surface brillante, sont écologiques, résistants à l'usure, à séchage rapide et offrent une variété de propriétés de performance. L'introduction continue de réglementations environnementales a entraîné la popularité croissante des revêtements verts dans l'industrie et les demandes de revêtements de durcissement UV ont également augmenté. Cependant, pendant la pandémie de COVID-19, les industries du revêtement électronique et industriel ont souffert d'une baisse des ventes, affectant la demande de revêtements de durcissement UV.

En raison de réglementations de plus en plus strictes sur la réduction des émissions, les revêtements de traitement UV sont plus acceptés dans des régions comme l'Europe et l'Amérique du Nord. Cependant, un développement supplémentaire est nécessaire dans les régions Asie-Pacifique et MEA (Moyen-Orient et Afrique). La technologie de durcissement UV peut être largement divisée en radicaux libres UV et systèmes cationiques UV. Dotés d'excellentes performances de traitement, les revêtements cationiques UV ont été largement appliqués dans les boîtes métalliques, les industries de l'acier à bobine et de l'emballage flexible, qui sont principalement disponibles sur les marchés européens et américains.

Voici une brève comparaison des deux technologies en termes de système et de performance.

Différence système

Les matériaux cationiques et radicalaires UV diffèrent considérablement, mais ils ont une composition générale similaire. Le système cationique est dominé par les matériaux époxy, mais la vitesse de réaction des résines époxy conventionnelles de type bisphénol A est lente, doncRésines époxy cycloaliphatiques/Les matériaux oxétane sont utilisés plus largement; la commercialisation du système de radicaux libres a été très mature et plus de solutions sont disponibles avec des matériaux ester acrylique modifiés époxy/polyester/polyuréthane.

Comparé au système de radicaux libres, le système cationique UV a moins d'options pour les matières premières, et le polymère se compose principalement de résine époxy cycloaliphatique avec une faible viscosité. Prenant l'exemple des résines époxy cycloaliphatiques suivantes produites par Tetra:

Les matériaux mentionnés ci-dessus sont largement appliqués dans l'industrie de l'encre UV et du revêtement, parmi lesquels TTA21 avec diverses spécifications de pureté est le produit vedette. Comme l'augmentation significative continue de l'application des revêtements/encres UV cationiques, on s'attend à ce que la quantité d'utilisation de résines époxy cycloaliphatiques, représentée par TTA213 4 époxycyclohexylméthyl 3 4 époxycyclohexanecarboxylate, Augmentera également.

TetraRésines époxy spécialesSont toujours engagés dans la R & D et le développement de produits de résine époxy cycloaliphatique. Avec une catégorie complète et une productivité suffisante, la société a fait une réserve de produits adéquate pour l'application de divers scénarios de durcissement par UV cationique.

Différences de performance

Dans des applications d'encre/revêtement spécifiques, en plus de la nécessité pour la lumière UV de fournir de l'énergie de durcissement, il existe de grandes différences dans les caractéristiques de performance et de réaction des deux systèmes, comme indiqué ci-dessous:

1. Effet d'inhibition de l'oxygène

Le système cationique UV n'est pas affecté par l'inhibition de l'oxygène, mais il est sensible à l'eau et l'humidité peut affecter l'efficacité de durcissement du système cationique. Au contraire, le système de radicaux libres UV est grandement affecté par l'inhibition de l'oxygène.

2. adhérence du substrat

Généralement, pour les substrats difficiles à adhérer tels que le verre/métal et les plastiques haute densité, le système cationique UV présente une meilleure adhérence que le système de radicaux libres UV.

3. Rétrécissement du volume

Le taux de retrait du système de radicaux libres UV est supérieur à 10% en général, tandis que celui du système cationique UV peut être contrôlé à 1 à 3%, ce qui est une solution optimale au retrait du volume.

4. caractéristiques de durcissement foncé

Une fois la source de lumière UV désactivée, le système cationique UV peut continuer à réagir vers l'intérieur pour terminer le post-durcissement du matériau, ce qui convient bien à l'application d'un revêtement épais; le chauffage est évidemment utile pour améliorer la vitesse de post-durcissement cationique; cependant, Le système de radicaux libres UV est un système de réaction qui arrêtera la réaction chimique une fois la source de lumière UV désactivée.

5. Sécurité d'exposition

Le degré de réaction du système cationique UV est proche de 100% et sa sécurité peut être certifiée avec des tests REACH/FDA, ce qui le rend adapté à l'emballage alimentaire et à d'autres domaines pertinents.

6. vitesse de traitement UV

En général, la vitesse de durcissement du système de radicaux libres UV est plus rapide que celle du système cationique. La surface cationique sèchera plus rapidement pour les produits affectés par l'inhibition de l'oxygène, mais la vitesse de durcissement réelle n'est pas aussi rapide que le système de radicaux libres. La réaction peut être accélérée par chauffage et finalement atteindre un très bon degré d'achèvement.

Notes pour la formule

Le système cationique UV peut être mélangé avec le système de radicaux libres UV dans n'importe quelle proportion, connu sous le nom de système hybride UV, il peut surmonter les lacunes telles que la vitesse de durcissement lente relative du système cationique UV, taux de retrait élevé du système de radicaux libres UV et influencé par l'inhibition de l'oxygène. Avec la même épaisseur de film, l'énergie de durcissement n'est pas significativement différente entre les deux systèmes.

Le système cationique UV effectue une réaction d'ouverture d'anneau en s'appuyant sur le site actif de l'acide de Lewis généré par l'initiateur. Les matériaux qui affectent couramment l'activité de l'initiateur dans la formule comprennent des pigments organiques de composés azoïques (protégés par modification), des initiateurs tels que TOP/819/907 contenant P, S et d'autres éléments et amines à plusieurs étages similaires aux 115.

L'humidité a un effet significatif sur le durcissement du système cationique UV, il est donc conseillé de contrôler l'humidité ambiante en dessous de 50%. Le chauffage peut également accélérer le taux de réaction.