• Reklama
    A1 - kabe

Szukaj

    Reklama
    B1 tiger-coating 18.08.2022-24.01.2023 Julian przedłużony do końca 2024

    Procesy Wspomagające

    Wydanie nr: 5(127)/2020

    Artykuły branżowe

    Procesy Wspomagające

    ponad rok temu  13.11.2020, ~ Administrator,   Czas czytania 5

    Strona 1 z 3

    Czynniki oddziałujące i skutki ich stosowania

    W aktualnym projekcie badawczym Instytutu Fraunhofera IPA „Przewodnik po utwardzaniu powłok organicznych promieniami UV” (projekt IGF 20127N) badane są zależności między procesem utwardzania a właściwościami materiału, względnie użytkowania, w szczególności w odniesieniu do dawki, mocy i rozkładu widmowego mocy różnych źródeł promieniowania (ze szczególnym uwzględnieniem UV-LED), utwardzania powierzchni i poszczególnych warstw lakieru, a także do absorpcji fotoinicjatorów w zależności od długości fali i czasu promieniowania. Obecnie badany jest wpływ stężenia i składu fotoinicjatora na konwersję grup akrylanowych na wierzchniej i spodniej części warstwy farby oraz na właściwości otrzymanej powłoki.

    Systemy lakierów utwardzanych promieniami UV od wielu lat są z powodzeniem stosowane w lakiernictwie przemysłowym ze względu na ich zalety ekonomiczne i ekologiczne. Ich niezwykle szybkie utwardzanie skraca czas procesu, a tym samym przyspiesza produkcję. Ponadto wraz z rozwojem nowych źródeł promieniowania w postaci lamp UV-LED pojawiła się możliwość częściowej wymiany stosunkowo energochłonnych lamp rtęciowych, które są problematyczne pod względem utylizacji. Ich wymiana pozwoliłaby na osiągnięcie jeszcze wydajniejszego procesu utwardzania lub też na  wprowadzenie nowych zastosowań. 
    Ideałem byłoby całkowite i równomierne utwardzenie powłoki w miarę możliwości od powierzchni po podłoże. Większa głębokość penetracji promieniowania UV-A (ewentualnie również część światła z widzialnego, fioletowego zakresu) tworzy pożądane głębokie utwardzenie i zapewnia dobrą przyczepność do podłoża. Natomiast za utwardzenie powierzchni odpowiadają fale o krótszej długości. Każda z konwencjonalnych, niedomieszkowanych lub domieszkowanych wysokociśnieniowych lamp rtęciowych emituje dużą liczbę pasm w zakresie > 200 nm do ok. 420 nm. W przeciwieństwie do nich lampy UV-LED zapewniają niemal monochromatyczne widma światła, np. pasma emisji fal o długości 365, 385, 395 lub 405 nm. Z tego powodu szczególnie ważna jest korelacja między długościami fal emitowanego promieniowania a widmem absorpcyjnym inicjatorów. Do inicjacji fotopolimeryzacji dochodzi tylko wtedy, kiedy oba zakresy pokrywają się, to znaczy źródło promieniowania emituje dostatecznie intensywnie w zakresie długości fal absorbowanych przez odpowiedni inicjator. Ponadto zakłada się, że inne składniki farby, w szczególności spoiwo, są w dużym stopniu przezroczyste w odpowiednim zakresie długości fal.

    W rzeczywistości często dochodzi do niepełnej konwersji wiązań podwójnych C=C. Polimeryzację rodnikową na powierzchni hamuje tlen zawarty w powietrzu. Zmniejszona konwersja wiązań podwójnych C=C może prowadzić do mniejszej twardości powierzchni, lub nawet do lepkości powłoki. Można sobie z tym poradzić poprzez zmianę składu farby, w tym poprzez odpowiednio większe proporcje fotoinicjatorów, co jednak wpływa niekorzystnie na cenę materiału. Z drugiej strony, w głębi warstwy lakieru może wystąpić niepełna konwersja wiązań podwójnych C=C w wyniku zbyt niskiego natężenia promieniowania, niewystarczającego „dopasowania” długości fal emitowanego promieniowania i absorpcji fotoinicjatora lub też konkurencyjnej absorpcji promieniowania przez inne składniki farby. Każdy z powyższych czynników może prowadzić do tego, że powłoka nie jest dostatecznie penetrowana przez emitowane promieniowanie. Jeżeli niekompletnie usieciowana powłoka zostanie następnie wystawiona na działanie promieni słonecznych, sieciowanie wtórne może generować wewnętrzne naprężenia, które prowadzą do powstawania pęknięć lub rozwarstwiania powłoki. 

    GALERIA ZDJĘĆ

    Wykres 1. Konwersja podwójnych wiązań w preparacie lakieru bezbarwnego z różnymi proporcjami (1%, 4%, 10%) tego samego fotoinicjatora przy zastosowaniu różnych dawek promieniowania. Utwardzanie lampą UV-LED 395 nm. Słupki kreskowane: wierzchnia strona; słupki jednolite: spód swobodnej powłoki.
    Wykres 2. Konwersja podwójnych wiązań w preparacie lakieru bezbarwnego z różnymi proporcjami tego samego fotoinicjatora przy zastosowaniu różnych dawek promieniowania. Utwardzanie lampą UV-LED 365 nm. Słupki kreskowane: wierzchnia strona; słupki jednolite: spód swobodnej powłoki.
    Wykres 3. Widmo UV/VIS, zestawienie źródeł promieniowania z absorpcją fotoinicjatora.

    Komentarze (0)

    dodaj komentarz
    Aby dodać komentarz musisz podać wynik
      Nie ma jeszcze komentarzy...