Unternehmensnachrichten über Langsame UV-Härtung und hohe Rissrate?

Ein widersprüchliches Zusammentreffen: Warum treten "langsame Aushärtung" und "übermäßiges Reißen" gleichzeitig auf?

Traditionell deutet "langsame Aushärtung" typischerweise auf eine unzureichende Vernetzungsdichte hin, während "Reißen" auf eine übermäßige Vernetzungsdichte und übermäßige innere Spannungen hindeutet. Diese beiden scheinen sich an entgegengesetzten Enden des Spektrums zu befinden, also wie können sie in derselben Formulierung koexistieren? Das ist der Kern der Sache. Es offenbart eine übersehene Wahrheit: Was wir anstreben, ist kein einfacher "durchschnittlicher Funktionalitäts"-Wert, sondern vielmehr eine "ordnungsgemäß verteilte vernetzte Netzwerkstruktur".

Wenn eine Formulierung nicht zusammenpasst, sind die folgenden katastrophalen Polymerisationsprozesse am häufigsten:

1. "Insel"-Bildung(eine Quelle hoher Belastung): Um eine hohe Härte oder Reaktivität zu erreichen, werden der Formulierung oft Monomere mit hoher Funktionalität (wie trifunktionelles TMPTA und hexafunktionelles DPHA) zugesetzt. Unter UV-Licht werden diese hochreaktiven, mehrarmigen Moleküle zunächst "clustern" und sofort extrem dichte und starre "Polymerinseln" in lokalisierten Bereichen bilden.
2. Das langsame "Ozean"(das Auftreten von langsamer Aushärtung): Inzwischen bleiben das Haupt-Harz in der Formel (wie hochmolekulares Polyurethanacrylat (PUA) oder Epoxyacrylat (EA)) und Monomere mit geringer Funktionalität aufgrund sterischer Hinderung, Viskosität oder Unterschiede in der Reaktivität weit zurück in der Polymerisation. Zusammen ähneln sie einem "viskosen Ozean", der die "isolierten Inseln" umgibt.
3. Katastrophale Folgen: Reißen (>20%): Die ersten "Inseln", die sich bilden, erfahren während des Polymerisationsprozesses eine enorme Volumenkontraktion. Da sie extrem starr sind und Spannungen nicht durch Verformung abbauen können, akkumulieren sich diese Spannungen und reißen an der schwachen Grenze zwischen den "Inseln" und dem "Ozean", wodurch Mikrorisse entstehen und schließlich zu makroskopischem Reißen führen. Langsame Aushärtung: Aus einer Gesamtperspektive, obwohl einige Teile "überhärtet" sind und reißen, hat der riesige "Ozean"-Bereich (Haupt-Harz und Monomere mit geringer Aktivität) noch nicht vollständig reagiert. Dies führt zu einer unzureichenden scheinbaren Härte der Beschichtung, unvollständiger Oberflächen-Trocknung und sogar Klebrigkeit - dies ist das Erscheinungsbild der "langsamen Aushärtung".

Hohe Funktionalität ist nicht gleich hohe Vernetzungsdichte. Formulierer verwenden oft fälschlicherweise Monomere mit hoher Funktionalität, um die Vernetzungsdichte aufzubauen. Die richtige Kombination ist ein "homogenes Netzwerk", das aus einer ausgewogenen Mischung von Rohstoffen mit hoher, mittlerer und niedriger Funktionalität aufgebaut ist. Innerhalb dieses Netzwerks sind flexible Segmente (abgeleitet von PUAs oder difunktionellen Gruppen) zwischen starren Knoten (abgeleitet von Gruppen mit hoher Funktionalität) eingestreut, wodurch eine "starre und flexible" Struktur entsteht.

• Reduzierung der durchschnittlichen Funktionalität: Dies ist das direkteste Mittel. Ersetzen Sie einige trifunktionelle und höhere Monomere (wie TMPTA) durch difunktionelle Monomere (wie DPGDA, TPGDA).
• Einführung von "flexiblen Kettengliedern" - Erhöhung der Zähigkeit: Fügen Sie flexible Polyurethanacrylat (PUA)-Polymere zur Formel hinzu, insbesondere aliphatisches PUA. Ihre langkettige Struktur ist wie eine Feder, die die durch die Aushärtungsschrumpfung verursachte Spannung effektiv absorbieren und verteilen kann.
• Verwenden Sie "niedrige Tg-Wert"-Monomere: Führen Sie Monomere wie IBOA (Isobornyl-Ester) ein. Obwohl es sich um eine einzige funktionelle Gruppe handelt, kann seine große alicyclische Struktur die Zähigkeit der Beschichtung effektiv verbessern und Risse verhindern, während sie eine gute Verdünnung bietet.

• Optimieren Sie den "Reaktivitätsgradienten": Stellen Sie sicher, dass die Reaktivität in Ihrer Formel "synergistisch" ist. Wenn die Reaktivität Ihres Haupt-Harzes (Oligomer) relativ gering ist, müssen Sie ein hochaktives Verdünnungsmittel-Monomer (wie TPGDA) verwenden, um die gesamte Reaktion "anzutreiben", anstatt das Monomer mit hoher Funktionalität "die Führung übernehmen" zu lassen und einen "Insel"-Effekt zu verursachen.
• "Beschleunigen" statt "aufbauen": Langsame Aushärtung ist manchmal nicht auf eine unzureichende Gesamtmenge an funktionellen Gruppen zurückzuführen, sondern auf unzureichende "effektive Kollisionen". Eine angemessene Erhöhung der Reaktivität des Systems (z. B. Ersetzen des langsameren HDDA durch TPGDA) oder die Wahl eines Oligomers, das unempfindlich gegen Sauerstoffhemmung ist, ist effektiver als die bloße Erhöhung der Anzahl der funktionellen Gruppen.
• Anpassung des Photoinitiators (Hilfsmittel): Unter der Voraussetzung einer vernünftigen Netzwerkstruktur stellen Sie sicher, dass der Absorptionspeak des Photoinitiators mit dem Emissionsspektrum der UV-Lampe übereinstimmt. Verwenden Sie für farbige oder dicke Beschichtungssysteme einen langwelligen Initiator (wie TPO, 819), um eine tiefe Aushärtung zu gewährleisten, wodurch das Problem des "Trocknens auf der Oberfläche, aber nicht im Inneren" oder der langsamen Gesamtaushärtung effektiv verbessert werden kann.

Das Design der UV-Härtungsformel ist eine präzise "Materialarchitektur". Rissraten von über 20 % oder langsame Aushärtung sind nur Manifestationen eines "Zusammenbruchs" eines Gebäudes. Als Formulierer ist es unsere Verantwortung, die Risse nicht zu "flicken" (z. B. durch Zugabe von Additiven), sondern zum Konstruktionsplan zurückzukehren und die tragende Struktur dieses "Gebäudes" zu untersuchen - das heißt, das Verhältnis der Funktionalität und die Verteilung der Vernetzungsdichte. Eine erfolgreiche UV-Formel muss ein "homogenes" und "starkes" Vernetzungsnetzwerk aufweisen. Es wird nicht durch das "gewaltsame Stapeln" von ein oder zwei Rohstoffen mit hoher Funktionalität erreicht, sondern durch das perfekte Zusammenspiel von Komponenten mit hoher, mittlerer und niedriger Funktionalität in der Reaktionskinetik.