在UV固化中, 殘余單體的含量是否可以進一步降低, 為實現(xiàn)該目標(biāo)可以做些什么?
專家訪談:
在UV固化中, 殘余單體的含量是一個重要因素。 您認為該含量是否可以進一步降低, 為實現(xiàn)該目標(biāo)可以做些什么?
Sven A. Thomsen博士:
UV 化過程快速 固化涂料市場增長迅速 , 可實現(xiàn)較高的生產(chǎn)量 。 由于其固 。 但這項優(yōu)勢不能掩蓋一個事實: 所有聚合反應(yīng)都屬于平衡反應(yīng), 其固化質(zhì)量有限。 基材的多孔性、 所使用的引發(fā)劑以及輻射源同樣也在很大程度上影響固化轉(zhuǎn)化率。 因此, 總會殘留未反應(yīng)的單體。 隨著環(huán)保意識的提高, 殘余單體含量日益成為人們關(guān)注的話題。
欲將未反應(yīng)的殘余單體含量降至最低, 最簡單的方法就是在配方中不使用低分子量單體, 而是采用低黏度的低聚物。在某些涂料應(yīng)用中, 這是一種可以實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的好辦法。 但是, 其成本較高, 而且必須經(jīng)終端用戶認可。 在大多數(shù)涂料應(yīng)用中不可能一點也不使用低分子量的單體。 因為對需要低黏度和/或良好附著力的涂料來說, 單體是必不可少的。
另一種降低未反應(yīng)的殘留單體含量的方法是在固化過程中使用氮氣保護表面免受氧對聚合反應(yīng)的抑制作用。 這樣就可提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率, 得到更長的聚合物鏈, 從而降低殘余單體的含量。 在光輻照的過程中, 采用透明膜保護表面也可以實現(xiàn)同樣的效果( CCI; 壓延惰性覆膜工藝)。 這種覆膜可以保留在涂層上, 保護其免受機械損傷, 也可在固化后揭去。
最后但同樣重要的是, 電子束固化 (EBC)是一種能將未反應(yīng)殘余單體降至絕對最少的極佳方法。 電子輻射可深入滲透到涂料和下面的基材中。 即使是顏料含量高的色漆和高膜厚的涂層也可以很容易地實現(xiàn)固化。唯一的缺點是這種設(shè)備非常昂貴。
Steve Postle博士:
對于某些涂料應(yīng)用領(lǐng)域而言 的。 對于工業(yè)涂料而言, 殘余單體未必 , 這是正確是一大問題。 然而, 在許多與人類和動物接觸的市場領(lǐng)域中, UV和EB固化體系中的殘余單體含量卻十分關(guān)鍵。 任何單體的遷移能力或被萃取的能力, 不僅與單體本身有關(guān), 而且與它本身存在的環(huán)境有關(guān)。 在任何一種涂裝或印刷體系中, 有幾種方法可以減少或消除殘余單體:
>有效控制原料的質(zhì)量。 一個優(yōu)秀的單體制造商應(yīng)確保提供高純度的原材料,并且其生產(chǎn)計劃調(diào)度旨在減少不同級別單體間的交叉污染。 采用HPLC( 高壓液體色譜) 控制產(chǎn)品的質(zhì)量, 不僅可以控制顏色和黏度, 而且可以確保其純度。
>確保配方中所有可交聯(lián)的組分的相對活性是均衡的, 以保證輻射后無任何未反應(yīng)的殘余單體。 最難的是將單體100%的轉(zhuǎn)化至三維網(wǎng)狀交聯(lián)的聚合物中。 隨著交聯(lián)增加, 未反應(yīng)的單體能否擴散到能夠反應(yīng)的區(qū)域, 這是一個問題。
>采用轉(zhuǎn)換器來更好地控制固化過程,包括采用“熱碰撞”, 以便清除未反應(yīng)的單體, 并要確保紫外燈清潔可用, 達到規(guī)定的輻照強度。
>配方設(shè)計者應(yīng)采用經(jīng)特別設(shè)計分子尺寸或溶度參數(shù)的單體, 它們的遷移傾向極小。
>根本不使用單體。 這一做法的良好實例是UV固化噴墨油墨, 目前市場已有僅含低聚物的體系。
注: 本文是對Postle先生的采訪的刪減版。
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