在UV固化中, 殘余單體的含量是否可以進一步降低, 為實現該目標可以做些什么?
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, 為實現該目標可以做些什么?
Sven A. Thomsen博士:
UV 化過程快速 固化涂料市場增長迅速 , 可實現較高的生產量 。 由于其固 。 但這項優勢不能掩蓋一個事實: 所有聚合反應都屬于平衡反應, 其固化質量有限。 基材的多孔性、 所使用的引發劑以及輻射源同樣也在很大程度上影響固化轉化率。 因此, 總會殘留未反應的單體。 隨著環保意識的提高, 殘余單體含量日益成為人們關注的話題。
欲將未反應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。在某些涂料應用中, 這是一種可以實現預期目標的好辦法。 但是, 其成本較高, 而且必須經終端用戶認可。 在大多數涂料應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的抑制作用。 這樣就可提高反應轉化率, 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固化。唯一的缺點是這種設備非常昂貴。
Steve Postle博士:
對于某些涂料應用領域而言 的。 對于工業涂料而言, 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域中, UV和EB固化體系中的殘余單體含量卻十分關鍵。 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, 而且與它本身存在的環境有關。 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:
>有效控制原料的質量。 一個優秀的單體制造商應確保提供高純度的原材料,并且其生產計劃調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) 控制產品的質量, 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的組分的相對活性是均衡的, 以保證輻射后無任何未反應的殘余單體。 最難的是將單體100%的轉化至三維網狀交聯的聚合物中。 隨著交聯增加, 未反應的單體能否擴散到能夠反應的區域, 這是一個問題。
>采用轉換器來更好地控制固化過程,包括采用“熱碰撞”, 以便清除未反應的單體, 并要確保紫外燈清潔可用, 達到規定的輻照強度。
>配方設計者應采用經特別設計分子尺寸或溶度參數的單體, 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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