I. Khái niệm
Sơn UV (UV-Curable material) là loại sơn mà thành phần khác biệt so với các loại sơn phổ biến hiện nay về bản chất, loại sơn này chỉ dùng năng lượng của tia UV để phân hủy chất khơi mào tạo gốc tự do cho phản ứng đóng rắn sơn nên theo thói quen, người ta gọi là sơn UV. Có nghĩa là nếu dùng bất cứ nguồn năng lượng nào, chỉ cần đủ cường độ để phân hủy chất khơi mào đều cũng có thể làm đóng rắn sơn được. Hoặc bất cứ phản ứng hóa học nào sinh ra gốc tự do cũng làm đóng rắn sơn (như phản ứng khâu mạch của Polyester không no).
So sánh giữa sơn dung môi và sơn UV:
|
Thành Phần |
Hệ sơn dung môi nói chung |
Hệ sơn UV |
|
Nhựa Polymer các loại (Acrylic, Alkyd, Polyester…) |
Oligomer (giống như polymer nhưng mạch ngắn hơn nhiều) có nhóm chức không no (thường là acrylate gồm nhiều loại như Epoxy, Urethane, Polyesster..) |
|
|
Dung môi các loại:DPE, IPA, Xylen, Butyl acetat.. |
Dùng Monomer (thành phần cơ bản để tạo polymer, có độ nhớt thấp, có mùi hoặc không mùi) Thường được dùng như dung môi điều chỉnh độ nhớt và một số tính năng của sơn như độ bám, độ cứng màng sơn… |
|
|
Tùy theo các hệ sơn mà có các loại đóng rắn riêng: Epoxy, PU, Acrylic.. |
Sử dụng chất hoạt hóa quang học (Photo Initiator) là loại hóa chất khi gặp tia UV (thường có bước sóng 161 nm) sẽ sinh ra gốc tự do kết hợp với các gốc không no của Polimer và Monomer tạo nối ngang đóng rắn. |
|
|
Hàm lượng rắn |
Tùy theo tỷ lệ phối trộn nhựa nền và dung môi hữu cơ |
Phần lớn thành phần đều không bay hơi hoặc rất ít nên hàm lượng rắn xem như 100% |
|
Thời gian đóng rắn |
Tùy theo từng hệ sơn thông thường từ 6h-24h |
Đóng rắn ngay lập tức khi gặp tia UV |
|
Thân thiện với môi trường |
Có sử dụng dung môi nên gây ảnh hưởng đến sức khỏe và môi trước |
Ít độc hại |
II. Thành phần cơ bản của sơn UV
Thành phần cơ bản của sơn UV bao gồm:
- Oligomer Acrylate: Epoxy acrylate, Urethane Acrylate, Polyester Acrylate…
- Monomer: TPGDA, DPGDA, TMPTA, HDDA, IBOMA…
- PI (chất hoạt hóa quang học): TPO, 1173, 184…
1, Oligomer Acrylate
Epoxy acrylate: Loại nhựa cơ bản và phổ biến nhất của sơn UV bởi tính chất như độ bám dính tốt, không bị vàng, độ cứng cao, khả năng kháng hóa chất tốt, chịu mài mòn được ứng dụng nhiều cho sơn phủ UV cho gỗ. Loại Acrylate và methacylated epoxy phổ biến nhất đều dựa trên diglycidyl ether của bisphenol A và các dẫn xuất của nó.
Urethane Acrylate: Loại nhựa đóng rắn UV urethane acrylated có hiệu năng cao trên nhiều bề mặt vật liệu. Chúng được sử dụng nhiều bởi đọ cứng tốt, độ đàn hồi và tốc độ đóng rắn phụ thuộc bởi loại Oligomer. Vì độ bền và độ linh hoạt cao của chúng, nên loại nhựa này thường được sử dụng làm lớp phủ sàn đàn hồi và làm lớp phủ để cho các bao bì đóng gói linh hoạt. Các ứng dụng khác bao gồm mực in, giấy và bìa các tông.
Acrylate polyesters: Được sản xuất với khoảng rộng về khả năng phản ứng và độ nhớt, ứng dụng chủ yếu trong mực in, gỗ và lớp phủ giấy. Là loại nhựa rất hấp dẫn bởi giá đối thấp và số lượng lớn các este trong phân tử cho phép thay đổi nhiều tính chất cơ lý của lớp phủ.
Silicon acrylate: Có khả năng chịu nhiệt, thời tiết, kháng hóa tốt khả năng chống trầy xước và mài mòn tốt, không vàng, độ trong suốt tuyệt vời và các tính chất cách điện tốt. Loại nhựa UV này thường được sử dụng làm lớp phủ bảo vệ cho sợi quang và phủ ngoài của chi tiết điện tử.
>> Nhận tư vấn chuyển giao công nghệ sản xuất sơn UV <<
2. Monomer
Có tác dụng như tác nhân khâu mạch, điều chỉnh độ nhớt, điều chỉnh 1 số tính chất như độ bám dính, độ cứng màng sơn…
- Tripropylen glycol diacrylate (TPGDA) là chất lỏng nhờn trong suốt không màu hoặc màu vàng nhạt, sản phẩm này là một monomer đa chức năng với độ kích ứng da thấp, độ co rút thấp và hoạt tính cao. Là chất pha loãng phản ứng được sử dụng trong quá trình lên kết chéo bức xạ của UV, nó có thể trở thành thành phần của quá trình trùng hợp liên kết chéo và có thể cung cấp cho màng quang học tính linh hoạt và ổn định tốt hơn.
- Dipropylen glycol diacrylate (DPGDA) mã SM 627: Độ bay hơi và nhớt thấp kết hợp với oligomer acrylate cho tốc độ đóng rắn cao.
- Hexanediol diacrylate (HDDA) là chất lỏng không màu có nhiệt độ sôi cao, độ nhớt thấp, khả năng chống thấm nước, chịu thời tiết, khả năng pha loãng tốt và độ bền cao.
- Trimethylol propane triacrylate (TMPTA) là chất lỏng trong suốt không màu hoặc màu vàng nhạt, mật dộ liên kết chéo cao được sử dụng rộng rãi trong mực đóng rắn nhẹ, lớp phủ bề mặt, tăng cường khả năng chống mài mòn, độ bám dính và độ bóng cao. Có 1 loại cải tiến EO-TMPTA có hiệu suất tương đương và độ nhớt thấp cùng tốc độ đóng rắn cao, giảm kích ứng cho da. Hiệu quả trong sử dụng mực phẳng, vecni in đè.
- Diethulene glycol dipropylene phthalate (PDDA) : là một monomer chức năng đa chức năng có nhiệt độ sôi cao, bay hơi thấp, được sử dụng rộng rãi ứng dụng mực đóng rắn nhẹ, sơn phủ, tấm nhựa cảm quang..vv..
- Neopentyl glycol diacrylate (NPGDA) là chất lỏng trong suất không màu có chức năng pha loãng mạnh và chống mài mòn, chày xước tốt được ứng dụng cho các lớp phủ bảo dưỡng nức xạ, mực, chất kết dính và tấm nhựa cảm quang.
3. Photointinator
Photointinator (PI) được gọi là chất hoạt hóa quang học là một phân tử hoặc sự kết hợp của các phân tử đó, khi tiếp xúc với ánh sáng tia cực tím, bắt đầu trùng hợp với một tốc độ nhanh Photoinitiators hấp thụ ánh sáng UV và chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.
Gồm chủ yếu các loại:
- 1173 dạng bột có tác dụng đẩy nhanh quá trình khô bề mặt
- TPO dạng lỏng có dộ nhớt thấp, có tác dụng đẩy nhanh quá trình khô thấu, khô sâu.