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解决UV固化中的氧阻聚问题,可以从配方调整、工艺优化、环境控制等多个方面入手,以下是一些具体的解决方法:
一、配方调整
增加光引发剂浓度:使用更多的光引发剂可以生成过剩的自由基,过剩的自由基可以形成过氧自由基,增加光引发剂浓度也可以使产生自由基的速度大于氧气扩散到涂层的速度,从而改善表面固化。但过多的光引发剂会降低物理性能,且成本高昂,需合理控制用量。
使用抗氧阻聚添加剂:
胺类化合物:胺类化合物能有效抑制氧阻聚,且成本较低,但可能存在固化过程中和固化后黄变的风险,以及可能残留异味。
硫醇或巯基化合物:巯基或巯基化合物是最有效的抗氧阻聚添加剂之一,还可以降低吸水率,并可能有助于附着。
其他助剂:一些锌类、硼烷类,以及三苯基膦、磷酸盐等助剂也可以对氧阻聚起到比较好的抑制效果。
改变单体和树脂结构:选择高官能团组分或高反应性的单体和齐聚体,它们反应更快,自由基与氧气相互作用的时间更短,从而减少氧阻聚的影响。例如,可以选择乙氧化、丙氧化,或者硫醇结构的原材料。
二、工艺优化
提高光强:更高的光强能够增加UV胶表面紫外线的辐照剂量,促使更多的自由基生成,从而加快固化反应的速度,减少氧气对表面固化的抑制效果。
优化波长配置:不同波长的紫外线对于UV胶的固化效果有所不同。较短波长(如365nm)的紫外光可以深入材料内部进行固化,而较长波长(如395nm)的紫外光则有助于表面固化。因此,通过适当调整UVLED固化设备的波长配置,可以更好地解决表面氧阻聚的问题。例如,先使用短波长固化材料内部,再通过长波长加强表面固化,从而实现内外均匀的固化效果。
延长光照时间:通过增加光照时间,更多的自由基能够产生,从而克服氧分子的抑制作用。此外,延长照射时间还能让表面和内部的固化更加均匀,减少表面残留粘性。
调整涂层厚度:适当调整涂层的厚度也有助于减少氧阻聚。较厚的涂层可以让表层的UV胶快速固化,同时保证内部不会受到氧气的过多影响。
三、环境控制
惰性气体保护法:使用惰性气体(如氮气)进行保护,减少空气中的氧气与UV胶表面的接触。在固化设备的封闭式系统中,可以通过引入氮气,创建一个低氧环境,从而有效防止氧阻聚现象的发生。
覆膜法:在固化前用透明薄膜覆盖表面,这种方法效果很好,但薄膜会限制通过的光量或某些波长的光。
蜡油覆膜法:蜡已经被用来实现氧气排除,但它们必须迁移到表面才能发挥效果,且可能会影响涂层的性能。这种方法主要应用于UV固化印刷油墨上,尤其是传统中包装油墨的体系中含有蜡可以防止表面刮花,并且它们受到的氧阻聚作用更少。