Введение
Введение в УФ-отверждаемые материалы представляет собой обзор технологии и компонентов, используемых в процессе ультрафиолетового (УФ) отверждения покрытий. Эти материалы широко применяются в различных отраслях промышленности благодаря их способности быстро затвердевать под воздействием УФ-излучения, что существенно сокращает время производства и улучшает эксплуатационные характеристики покрытий.
1. УФ-отверждаемые материалы включают в себя фотореактивы, которые активируются под воздействием УФ-излучения и запускают химическую реакцию полимеризации, в результате которой материал затвердевает. Это позволяет использовать УФ-отверждаемые лаки в индустрии, где важно быстрое высыхание покрытия, например, в мебельной промышленности и производстве деревянных напольных покрытий.
2. Основными компонентами УФ-материалов являются связующие компоненты и фотореактивы. Связующие выбираются в зависимости от требуемых характеристик покрытия, таких как прочность, эластичность и адгезия. Кроме того, в состав могут входить пигменты, наполнители и другие добавки, которые влияют на свойства покрытия и его внешний вид. Пигменты и наполнители также влияют на проникновение УФ-излучения в материал и могут ограничивать глубину отверждения.
2.1. В качестве связующих компонентов для УФ-систем покрытия часто используются акрилаты. Олигомерные акрилаты (преполимеры) обладают высокой вязкостью и меньшей летучестью, что снижает риск аллергических реакций. Мономерные акрилаты имеют низкую вязкость и лучшую растворимость, но могут вызывать раздражение и аллергии при контакте с кожей. По возможности, предпочтительно использовать компоненты без мономеров акрилатов.
Олигомерные акрилаты или преполимеры отличаются высокой вязкостью, низкой летучестью и относительно слабой способностью проникать в кожу. Использование таких компонентов уменьшает риск реакции человеческого организма, таких как аллергия и раздражения.
Акрилаты мономеры отличаются низкой вязкостью тем самым хорошо растворимы. Некоторые акрилаты мономеры легко проникают в кожу и вызывают раздражение и аллергические реакции при регулярном контакте с кожей. При технически возможных обстоятельствах желательно использовать компоненты без содержания акрилатов мономеров.
Стоит помнить, что главный связующий компонент в составе основывает главные технические свойства ЛКМ.
2.1.1 Эпоксидные акрилаты:
Эпоксидные акрилаты являются одним из видов олигомеров, используемых в УФ-отверждаемых системах. Они обладают высокой адгезией, эластичностью и стойкостью к химическим воздействиям, что делает их подходящими для быстроотверждаемых покрытий. Эпоксидные акрилаты относительно недороги и часто комбинируются с активными растворителями или низковязкими преполимерами для достижения необходимой вязкости при нанесении.
2.1.2 Полиэстерные акрилаты
Эти акрилаты представляют собой широкий класс химических соединений, которые могут иметь различные свойства в зависимости от их химического состава. Они обычно обладают низкой или средней вязкостью, хорошими адгезивными свойствами и активно реагируют с другими химическими веществами.
2.1.3 Уретановые акрилаты
Уретановые акрилаты в большинстве случаев очень химически активные вещества с высокой степенью отверждения. Они намного дороже, чем эпоксидные смолы, поэтому их использование не так распространено используются они только в тех случаях, когда необходимо придать составу очень высокую устойчивость к химическому воздействию, твёрдость и пр. Обычно уретановые акрилаты используют в качестве добавки в небольших количествах в системы окрашивания с повышенными техническими требованиями, для того чтобы снизить конечную стоимость продукта. Выбор растворителя напрямую оказывает влияние на отверждение, но в некоторых странах выбор активных растворителей ограничен правилами использования токсичных химических веществ. Но стоит отметить, что алифатические уретановые акрилаты лучше держат цвет чем более дешевые ароматические.
2.2 Мономеры
Мономеры — это активные растворители, которые добавляются в вязкие материалы для изменения их вязкости, липкости, и конечных свойств покрытия таких как эластичность и твёрдость. Многие мономеры имеют высокую токсичность, поэтому необходимо обращать внимание на законодательство и технику безопасности, прежде чем использовать их.
2.3 Наполнители
Наполнители используются для увеличения шлифуемости материала, а также для его удешевления. Наиболее распространенный материал — тальк, а также используются сульфат бария и карбонат кальция. Использование наполнителей может снижать степень блеска в глянцевых колерованных системах, однако наполнители не снижают глянцевость сами по себе, но упомянуть об этом стоит.
2.4. Матирующие добавки
Уровень масляной абсорбции равен количеству масла необходимого для увлажнения 100 грамм матирующего вещества.
Объем пористости равен количеству полостей в частицах, измеряется в мл/г матирующего вещества.
Матирующие добавки используется для того, чтобы понизить уровень блеска. Силикаты, измельченная карбамидная смола и полиамиды используются в качестве матирующих добавок. Силикаты искусственного происхождения используются двух видов: силикагель и силикаты, выпавшие в виде осадка. Некоторые типы силикатов смешиваются с воском. Воск улучшает взаимодействие с лкм при добавлении силикатных матирующих добавок. Риск расслоения уменьшается, а также делает поверхность более скользкой. Силикаты с добавлением воска могут ухудшить межслойную адгезию если поверхность плохо отшлифована либо недостаточно отвердела между слоями.
2.5 Воск
Воск делает поверхность более гладкой, а в некоторых случаях матовой. Избыток воска в смеси может привести к проблемам с вспениванием материала. Избыток восков может образовывать мутную молочную плёнку.
2.6 Фотоинициаторы
Фотоинициатор можно определить как молекулу, которая поглощает радиоактивную энергию, запускающую химический процесс в активных радикалах, которые в свою очередь, начинают процесс полимеризации. Обычно фотоинициаторы присутствую в смеси в меньшей концентрации по отношению к мономерам и полимерам.
Фотоинициаторы могут быть эффективны в концентрациях, при которых они или их фотохимические побочные продукты не оказывают отрицательного влияния на химические и механические свойства получаемого полимера. Количество фотоинициатора прямопропорционально толщине отверждаемой плёнки.
Существует два типа свободно-радикальных фотоинициаторов:
1) Фотоинициаторы используемые для глубокого отверждения. Они поглощают УФ энергию распадаясь на два радикала.
2) Фотоинициаторы, обеспечивающие хорошее отверждение поверхности, предпочтительно с соинициатором, например бензофеноном/амином. Инициаторы II типа работают за счет выделения водорода из соинициатора. Инициатор передает энергию соинициатору и возвращается в свое исходное состояние.
2.7 Специальные добавки
2.7.1 Поногасители
Пеногасители уменьшают поверхностное натяжение тем самым схлопывая пузыри воздуха на поверхности. Избыток пеногасителей может привести к образованию кратеров на поверхности.
2.7.2. Диспергаторы / Смачиватели
Используется для смачивания пигментных паст в водорастворимых ЛКМ. Улучшают адгезию и растекаемость (выравнивание плёнки). Улучшают взаимодействие-растворение пигментов в связующем
2.8 Пигменты
В большинстве случаев пигменты ЛКМ на основе измельченного диоксида титана. Подробнее о пигментных пастах смотрите в разделе «Колеровочные системы»
3. УФ- оборудование
Самая распространенная система УФ фиксации — это использование УФ ламп пониженного давления. УФ лампа представляет собой кварцевую запаянную тубу, наполненную аргоном или ксеноном (инертный газ) а также ртутью. Когда на нее подается напряжение, ртуть начинает испаряться, а ее пары выделяют УФ энергию с длиной волны 180-400 нм. УФ радиация составляет 15-25% от всей энергии, остальное является видимым светом и инфракрасной радиацией. Мощность электроэнергии, подаваемой на лампу, соответствует 80-120 ВТ на 1 см длины лампы.
Специальные УФ- лампы применяются в купе с обычными УФ лампами. Они в свою очередь представляют собой все те же обычные УФ лампы, упомянутые выше, но в составе их реагентов помимо ртути присутствую другие металлы такие как галий и индий. Такие УФ лампы производят УФ излучение с длиной волны 400 нм, что дает возможность проникать глубже в лкм плёнку.
УФ лампы крепятся на зеркальные рефлекторы, что увеличивает направленность и интенсивность УФ излучения. Также в состав оборудования входит воздушно-либо водяное охлаждение УФ ламп, так как последние выделяют много тепловой энергии. Стоит отметить важность регулярного технического осмотра состояния УФ ламп и рефлекторов для достижения наилучшего результата работы оборудования. Дозиметр УФ спектра необходимый прибор для контроля качества работы оборудования.
4. Риски для здоровья
4.1 УФ- отверждаемые лкм.
УФ-отверждаемые ЛКМ основываются на ненасыщенных акрилатах, которые в свою очередь проникают в кожу, могут нанести вред дыхательным органам и зрению. Аллергические реакции могут возникать к при первых контактах с ЛКМ так и при повторных. Если у вас возникла аллергическая реакция на УФ ЛКМ, вам стоит незамедлительно прекратить работать с УФ материалами. Не только в их жидком состоянии, но и в отвержденном (частички пыли от шлифовки тоже могут содержать акрилаты или фотоинициаторы)
4.2 УФ излучение
Излучение УФ спектра может нанести вред коже и зрению. ПО этой причине УФ оборудование, а если конкретней камера с УФ лампами, надежно скрыта металлическим светонепроницаемым корпусом, во избежание попадания УФ лучей в глаза и на кожу. Специальные УФ очки необходимы для работы с УФ оборудованием.
5. УФ ЛКМ в мебельной промышленности
Две группы: Прозрачные системы окрашивания и колерованные системы.
5.1 Прозрачные системы
Существует три основные группы продуктов для обработки мебельных поверхностей. Такие, как: шпатлевки (филеры), грунты и лаки. В каждой группе присутствуют как стандартные продукты, так и специализированные, используемые для специальных задач.
Шпатлевка (филер) - обычно используется как первичный слой, который наносится прямо на деревянную или древо содержащую заготовку. Необходимо тщательно отшлифовывать заготовку перед нанесением шпатлевки для лучшей ее адгезии с деревом. Шпатлевка служит своего рода заполнителем крупных кратеров, дефектов древесинны, рытвин, трещин и прочее.
Адгезия и шлифуемость два очень важных параметра для шпатлевки. Шпатлевка представляет собой смесь сухого наполнителя и связующего вещества. В зависимости, от которых можно изменять конечные технические свойства продукта такие как вязкость, скорость высыхания и пр.
5.1.2. Грунтовка
Грунт может применяться как первый слой на деревянную или древо содержащую заготовку, так и как второй слой поверх слоя со шпатлевкой, а также в качестве шпатлевки с помощью шпатлевочной (филер) машины. Существуют специализированные грунты, имеющие название Праймеры, имеют высокие адгезионные и смачивающие свойства, используются для увеличения адгезии к поверхности заготовки. Также существуют грунтовки с повышенной эластичностью и устойчивостью к истиранию используются для продукции с повышенными техническими требованиями, например офисная мебель. Вязкость грунтов гораздо меньше, чем у шпатлевки (филера). В мебельной промышленности грунт зачастую наносится на вальцовой машине, в один или несколько слоев. Перед нанесением финишного слоя, грунтовочный слой необходимо тщательно отшлифовать для достижения наилучшей адгезии и внешнего вида финишного покрытия. Выбор связующих компонентов и отвердителей напрямую влияет на конечные свойства покрытия.
5.1.3. Финишное покрытием
Финишное покрытие придает конечный вид продукта. Финишное покрытие также обеспечивает устойчивость к химическим и механическим воздействиям. Очень важный параметр финишного покрытия — это степень блеска. Вязкость ФП — параметр, влияющий на однородность и гладкость поверхности. Различные воски и силикаты используются в качестве матирующих добавок в составе финишного покрытия.
5.2 Колерованные системы
5.2.1 Филеры (шпатлевка)
Зачастую применяется для продукции из ДВП, ДСП, МДФ. Применяется для выравнивания поверхности.
5.2.2 Колерованные праймеры
Колерованные праймеры обычно наносят на хорошо подготовленную, отшлифованную поверхность. Такие праймеры содержать большое количество пигмента, порядка 50% от всей массы для лучшей укрывистости поверхности в особенности на тонких слоях. Праймер наносится в 2-4 слоя гладкими валами с промежуточным вышлифовыванием.
5.3 Для того, чтобы получить ЛКМ определенного цвета или оттенка, необходимо использовать колеровочные пасты. Колеровочные пасты представляют собой смесь УФ-связующего и мелкодисперсных красителей (в большинстве случаев на основе диоксида титана)
УФ-материалы бренда GENC представленные на нашем сайте:
Грунт акриловый:
• VU330.77.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• VU107.76.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• VU006.76.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• VU190.77.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, ПВХ, меламин, массив
• VU141.77.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• VU131.77.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• BU112.77.1000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив
• VU169.00.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• VU118.05.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• VU125.20.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• VU603.77.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• VU602.77.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• WU600.77.1000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
Грунт полиакриловый:
• VU505.77.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ
• BU504.77.1000 — МДФ, ДСП, ХДФ
Грунт полиэфирный:
• BU400.77.1000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив
Барьер акриловый:
• VU199.77.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, ПВХ, меламин, массив
Лак акриловый:
• VU330.ХХ.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• VU360.XX.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив, шпон
• VU175.00.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ
Лак полиакриловый:
• VU520.XX.0000 — МДФ, ДСП, ХДФ
Эмаль акриловая:
• BU304.ХХ.1000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив
• BU120.XX.1000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив
• BU161.00.1000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив
Эмаль полиакриловая:
• BU300.00.1000 — МДФ, ДСП, ХДФ, массив
• BU510.00.1000 — МДФ, ДСП, ХДФ
