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在UV固化中, 残余单体的含量是否可以进一步降低, 为实现该目标可以做些什么?

发表于2016/12/22 18:43:03| 次阅读| 来源欧洲涂料杂志| 作者ECJ

摘要:未反应的单体总会有残留

  专家访谈:

  在UV固化中, 残余单体的含量是一个重要因素。 您认为该含量是否可以进一步降低, 为实现该目标可以做些什么?


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  Sven A. Thomsen博士:

  UV 化过程快速 固化涂料市场增长迅速 , 可实现较高的生产量 。 由于其固 。 但这项优势不能掩盖一个事实: 所有聚合反应都属于平衡反应, 其固化质量有限。 基材的多孔性、 所使用的引发剂以及辐射源同样也在很大程度上影响固化转化率。 因此, 总会残留未反应的单体。 随着环保意识的提高, 残余单体含量日益成为人们关注的话题。

  欲将未反应的残余单体含量降至最低, 最简单的方法就是在配方中不使用低分子量单体, 而是采用低黏度的低聚物。在某些涂料应用中, 这是一种可以实现预期目标的好办法。 但是, 其成本较高, 而且必须经终端用户认可。 在大多数涂料应用中不可能一点也不使用低分子量的单体。 因为对需要低黏度和/或良好附着力的涂料来说, 单体是必不可少的。

  另一种降低未反应的残留单体含量的方法是在固化过程中使用氮气保护表面免受氧对聚合反应的抑制作用。 这样就可提高反应转化率, 得到更长的聚合物链, 从而降低残余单体的含量。 在光辐照的过程中, 采用透明膜保护表面也可以实现同样的效果( CCI; 压延惰性覆膜工艺)。 这种覆膜可以保留在涂层上, 保护其免受机械损伤, 也可在固化后揭去。

  最后但同样重要的是, 电子束固化 (EBC)是一种能将未反应残余单体降至绝对最少的极佳方法。 电子辐射可深入渗透到涂料和下面的基材中。 即使是颜料含量高的色漆和高膜厚的涂层也可以很容易地实现固化。唯一的缺点是这种设备非常昂贵。


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  Steve Postle博士:

  对于某些涂料应用领域而言 的。 对于工业涂料而言, 残余单体未必 , 这是正确是一大问题。 然而, 在许多与人类和动物接触的市场领域中, UV和EB固化体系中的残余单体含量却十分关键。 任何单体的迁移能力或被萃取的能力, 不仅与单体本身有关, 而且与它本身存在的环境有关。 在任何一种涂装或印刷体系中, 有几种方法可以减少或消除残余单体:

  >有效控制原料的质量。 一个优秀的单体制造商应确保提供高纯度的原材料,并且其生产计划调度旨在减少不同级别单体间的交叉污染。 采用HPLC( 高压液体色谱) 控制产品的质量, 不仅可以控制颜色和黏度, 而且可以确保其纯度。

  >确保配方中所有可交联的组分的相对活性是均衡的, 以保证辐射后无任何未反应的残余单体。 最难的是将单体100%的转化至三维网状交联的聚合物中。 随着交联增加, 未反应的单体能否扩散到能够反应的区域, 这是一个问题。

  >采用转换器来更好地控制固化过程,包括采用“热碰撞”, 以便清除未反应的单体, 并要确保紫外灯清洁可用, 达到规定的辐照强度。

  >配方设计者应采用经特别设计分子尺寸或溶度参数的单体, 它们的迁移倾向极小。

  >根本不使用单体。 这一做法的良好实例是UV固化喷墨油墨, 目前市场已有仅含低聚物的体系。

  注: 本文是对Postle先生的采访的删减版。

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