Les composants qui composent l'encre UV et leurs effets
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Les composants principaux de l'encre UV sont un prépolymère polymérisable, un monomère photosensible, un photo-initiateur, un composant auxiliaire, un pigment colorant, une charge, un additif (agent de nivellement, un inhibiteur de polymérisation), etc.
1. Prépolymère polymère
Le prépolymère polymérisable est un élément important pour la performance du revêtement de vernis UV. Il s’agit du composant le plus fondamental de l’encre UV et est une substance filmogène. Les performances jouent un rôle important dans le processus de polymérisation et dans les propriétés du film d’encre après polymérisation. Généralement classé selon la structure du squelette. La structure du squelette affecte la dureté du revêtement, la résistance à l'abrasion, l'adhérence, la résistance à la lumière, la résistance aux produits chimiques et la résistance à l'eau.
Le prépolymère est structurellement une résine de faible poids moléculaire contenant une double liaison insaturée "C = C", telle qu'un groupe acryloyle, un groupe acrylate de méthyle, un groupe vinyle, un groupe allyle ou similaire. Il existe principalement des types de résine tels que la résine époxy acrylate, la résine uréthane acrylate, la résine polyester acrylate, la résine acrylique polyéther, l'acrylate de polypropyle et la résine polyester insaturée. Dans les mêmes conditions, la vitesse de photodurcissement est la plus rapide, les oligomères sont donc principalement des résines acryliques.
2. monomère photosensible (diluant réactif)
L'encre UV et le vernis UV doivent avoir la viscosité de la machine à enduire lors du revêtement, généralement en ajoutant 20% à 80% du monomère pour réduire la viscosité du prépolymère, et le monomère lui-même polymérise pour devenir un film durci. portion.
Le diluant réactif, également appelé monomère de réticulation, est un monomère fonctionnel dont le rôle dans l'encre est de régler la viscosité, la vitesse de durcissement et les propriétés du film durci de l'encre. Le diluant réactif contient également structurellement une double liaison insaturée "C = C" qui peut être un groupe acryloyle, un groupe méthylpropylacyle, un groupe vinyle et un groupe allyle. Etant donné que le taux de photodurcissement à l'acryloyle est le plus rapide, la plupart des diluants réactifs actuellement utilisés sont des monomères d'acrylate. En raison des quantités différentes de groupes acryloyle, ils peuvent être divisés en trois types: les groupes monofonctionnels et les groupes difonctionnels. L'effet de libération et la vitesse de durcissement de différents diluants réactifs de groupes fonctionnels sont différents. En général, plus la fonctionnalité est importante, plus la cure est rapide, mais plus la dilution est mauvaise.
Les diluants réactifs traditionnels, tels que le styrène, les monomères d’acrylate de première génération, etc., sont très toxiques et certains monomères d’acrylate ont un fort effet irritant sur la peau. Afin de réduire l’irritation cutanée des diluants réactifs, il existe généralement deux méthodes: l’une consiste à utiliser la polymérisation par ouverture de cycle oxyde d’éthylène, oxyde de propylène et ester d’hexyle pour augmenter le poids moléculaire du monomère; la seconde consiste à modifier la structure de l'ester monomère; L'espèce est un changement du procédé d'estérification de l'alcool précédemment utilisé. Lorsque de l'alcool est ajouté au groupe acryloyle, l'irritation cutanée du monomère polyfonctionnel est grandement réduite. Par exemple, lorsque le diacrylate de néopentyl glycol est estérifié, la valeur du pH (indice d’irritation de la peau) est de 4,96 et, une fois synthétisé, le pH chute à 0,3.
Récemment, certains monomères performants ont été développés, tels que: les acrylates d'alcoxy, les monoacrylates d'acide carbonique, les monoacrylates d'imidazolyle, les monoacrylates de carbonate cyclique, les monomères époxy-silicone, les acryliques de silicone. Esters et monomères d'éther vinylique. Lorsque vous sélectionnez un monomère, suivez ces instructions:
a, faible viscosité, bon effet de dilution;
b, durcissement rapide;
c, bonne adhésion sur le matériau;
d, il est moins irritant pour la peau et moins toxique;
e, il reste une odeur dans le revêtement.
3, photo-initiateur
Un photoinitiateur est une substance qui absorbe de l'énergie de rayonnement et subit des modifications chimiques pour produire un intermédiaire actif possédant une capacité de polymérisation d'initiateur. Elle est également un composant essentiel requis pour tout système de traitement UV. Les photo-initiateurs peuvent être divisés en type d'abstraction d'hydrogène et type de pyrolyse; Le type à extraction d’hydrogène doit coopérer avec un composé contenant de l’hydrogène actif (généralement appelé co-initiateur) pour former un radical libre par réaction d’abstraction d’hydrogène, qui est un photo-initiateur bimoléculaire. Le type de clivage est un photoinitiateur à une seule molécule qui se décompose en un radical dans une molécule après avoir été soumis à une irradiation laser.
(1) Type d’abstraction d’hydrogène: Prenons la xylène cétone (BP), par exemple, lorsque la benzophénone est utilisée seule, le monomère oléfinique ne peut pas être photopolymérisé, et l’exigence qu’il s’agisse d’un photoinitiateur est différente. Le mécanisme de réaction consiste en différents groupes alkyle et aryle. Lors de l'extraction d'atomes d'hydrogène d'alcools et d'éthers, l'oxygène éteint facilement l'état excité de la benzophénone. Lorsqu'un atome d'hydrogène est extrait d'une amine, étant donné que la cétone forme un complexe d'état excité avec l'aminé immédiatement après la formation de l'état excité, le transfert d'énergie vers la molécule d'oxygène est évité, de sorte que le système amine n'est pas facilement désactivé par l'oxygène, comparé au système d'éther d'alcool. Cela réduit également le type de transfert d'énergie possible vers le monomère. Par conséquent, dans les applications pratiques, un système amine est généralement utilisé. Outre la benzophénone, ces photoinitiateurs sont également les thioxantones terpénoïdes, tels que le 2-isopropyl thioxanthone, qui est couramment utilisé dans les encres UV.
(2) Type de pyrolyse: à titre d'exemple, l'éther de benzoïne est le photoinitiateur le plus utilisé, caractérisé par la décomposition directe du gramme à l'état excité en deux radicaux libres totaux. Les radicaux résultants peuvent tous initier la polymérisation des monomères. L'éther de benzoïne a une durée de vie excitée, n'est pas facilement refroidi par l'oxygène et ne peut pas être refroidi par le styrène. Il peut donc être utilisé pour la polymérisation du styrène. Cependant, l'éther de benzoïne présente différents degrés de décomposition thermique, même s'il ne voit pas la lumière, et la stabilité au stockage n'est pas bonne. Généralement, des stabilisants et des inhibiteurs de polymérisation sont ajoutés. À l'heure actuelle, il est couramment utilisé comme benzoïne.
Les principes à suivre lors du choix d'un photoinitiateur:
une grande efficacité d'absorption de la lumière dans la plage UV;
b, relativement stable;
c, faible coût.
4, autres additifs
Les additifs sont principalement utilisés pour améliorer les performances des encres. Les additifs couramment utilisés dans les encres UV sont les stabilisants, les agents de nivellement, les agents anti-mousse, les dispersants, les cires, etc.
(1) Stabilisant: Le stabilisant est utilisé pour réduire la polymérisation thermique pendant le stockage et améliorer la stabilité de stockage de l'encre. On utilise couramment l'hydroquinone, le p-méthoxyphénol, la p-benzoquinone, le 2,6-di-tert-butyl-crésol et similaires.
(2) Agent de nivellement: l'agent de nivellement est utilisé pour améliorer le nivellement de la couche d'encre, empêcher l'apparition de trous de retrait, lisser la surface du film d'encre et augmenter également la brillance de l'impression à l'encre.
(3) Agent antimousse: L'agent antimousse est utilisé pour améliorer le nivellement de la couche d'encre, empêcher l'apparition de cavités de retrait, lisser la surface du film d'encre et augmenter également la brillance de l'impression à l'encre.
(4) Agent dispersant: L'agent dispersant peut rendre le pigment de l'encre humide et très bien mouillé dans le liant, de sorte que le pigment a une bonne dispersibilité dans l'encre, raccourcit le temps de broyage dans la fabrication de l'encre et réduit l'absorption d'huile du pigment. Produisant une forte concentration d'encre; empêchant la coagulation et la précipitation de particules de pigment dans l'encre. L'agent dispersant est généralement un tensioactif.
(5) Cire: La cire a pour fonction principale de modifier la rhéologie de l’encre, d’améliorer la résistance à l’eau et les performances d’impression (comme le réglage de la viscosité), de réduire les défauts tels que le maculage et le tirage du papier, et de former une surface lisse. la surface du film d'encre séchée. Le film de cire 2 améliore la résistance à l'abrasion de la matière imprimée et similaire. Dans l'encre UV, la cire bloque également l'air, réduit l'inhibition de l'oxygène et est bénéfique pour la polymérisation en surface. Cependant, l'ajout d'une quantité excessive de cire et d'une mauvaise cire à l'encre réduira le brillant de l'encre, détruira les performances de transfert d'encre et prolongera le temps de séchage.