Технология УФ-отверждения

1. Что такое технология УФ-отверждения?

Технология УФ-отверждения — это технология мгновенного отверждения или высыхания за считанные секунды, при которой ультрафиолетовое излучение воздействует на смолы, такие как покрытия, клеи, маркировочные чернила, фоторезисты и т. д., вызывая фотополимеризацию. При использовании методов полимеризации, основанных на реакции нагревания или смешивания двух жидкостей, высыхание смолы обычно занимает от нескольких секунд до нескольких часов.

Около 40 лет назад эта технология была впервые применена на практике для сушки печати на фанере для строительных материалов. С тех пор она нашла применение в различных областях.

В последнее время эксплуатационные характеристики УФ-отверждаемых смол значительно улучшились. Более того, в настоящее время доступны различные типы УФ-отверждаемых смол, и их применение, а также рынок стремительно растут, поскольку они обеспечивают экономию энергии и пространства, сокращение отходов, высокую производительность и низкотемпературную обработку.

Кроме того, УФ-излучение подходит и для оптического формования, поскольку обладает высокой плотностью энергии и может фокусироваться на минимальных диаметрах пятен, что позволяет легко получать высокоточные формованные изделия.

По сути, УФ-отверждаемая смола, будучи нерастворителем, не содержит органических растворителей, которые могли бы оказывать негативное воздействие на окружающую среду (например, загрязнять воздух). Более того, поскольку отверждение требует меньше энергии и выбросов углекислого газа, данная технология снижает нагрузку на окружающую среду.

2. Особенности УФ-отверждения

1. Реакция отверждения происходит за считанные секунды.

В реакции отверждения мономер (жидкость) превращается в полимер (твердое вещество) в течение нескольких секунд.

2. Исключительная забота об окружающей среде

Поскольку весь материал в основном отверждается методом фотополимеризации без растворителей, он весьма эффективно выполняет требования экологических норм и постановлений, таких как Закон PRTR (Регистр выбросов и переноса загрязняющих веществ) или ISO 14000.

3. Идеально подходит для автоматизации процессов

УФ-отверждаемый материал не отверждается без воздействия света и, в отличие от термоотверждаемого материала, не отверждается постепенно в процессе хранения. Следовательно, его жизнеспособность достаточно коротка, что позволяет использовать его в процессах автоматизации.

4. Возможна низкотемпературная обработка.

Благодаря короткому времени обработки можно контролировать повышение температуры целевого объекта. Это одна из причин, по которой этот метод используется в большинстве термочувствительных электронных устройств.

5. Подходит для любого типа применения, поскольку доступны различные материалы.

Эти материалы обладают высокой поверхностной твёрдостью и блеском. Кроме того, они доступны в различных цветах, что позволяет использовать их в различных целях.

3. Принцип технологии УФ-отверждения

Процесс превращения мономера (жидкости) в полимер (твердое вещество) с помощью УФ-излучения называется УФ-отверждением E, а синтетический органический материал, который необходимо отверждать, называется УФ-отверждаемой смолой E.

УФ-отверждаемая смола — это соединение, которое состоит из:

(а) мономер, (б) олигомер, (в) инициатор фотополимеризации и (г) различные добавки (стабилизаторы, наполнители, пигменты и т. д.).

(a) Мономер – это органический материал, который полимеризуется и превращается в более крупные молекулы полимера, образуя пластик. (b) Олигомер – это материал, который уже прореагировал с мономерами. Так же, как и мономер, олигомер полимеризуется и превращается в более крупные молекулы, образуя пластик. Мономер или олигомер с трудом вступают в реакцию полимеризации, поэтому для её запуска их смешивают с инициатором фотополимеризации. (c) Инициатор фотополимеризации возбуждается при поглощении света, и в результате происходят такие реакции, как:

(б) (1) Расщепление, (2) Отщепление водорода и (3) Перенос электронов.

(c) В результате этой реакции образуются такие вещества, как радикальные молекулы, ионы водорода и т.д., которые инициируют реакцию. Образовавшиеся радикальные молекулы, ионы водорода и т.д., атакуют молекулы олигомера или мономера, и происходит реакция трёхмерной полимеризации или сшивания. В результате этой реакции, если образуются молекулы, размер которых превышает заданный, молекулы под воздействием УФ-излучения переходят из жидкого состояния в твёрдое. (d) В состав УФ-отверждаемой смолы по мере необходимости добавляют различные добавки (стабилизатор, наполнитель, пигмент и т.д.), чтобы

(г) придать ему устойчивость, прочность и т. д.

(e) Жидкая УФ-отверждаемая смола, которая легко течет, обычно отверждается следующим образом:

(f) (1) Инициаторы фотополимеризации поглощают УФ.

(ж) (2) Эти инициаторы фотополимеризации, поглотившие УФ-излучение, возбуждаются.

(з) (3) Активированные инициаторы фотополимеризации реагируют с компонентами смолы, такими как олигомеры, мономеры и т. д., посредством разложения.

(i) (4) Далее эти продукты реагируют с компонентами смолы, и происходит цепная реакция. Затем происходит реакция трёхмерного сшивания, молекулярная масса увеличивается, и смола отверждается.

(j) 4. Что такое УФ?

(л) УФ-излучение — это электромагнитная волна с длиной волны от 100 до 380 нм, которая длиннее, чем у рентгеновских лучей, но короче, чем у видимых лучей.

(l) УФ-излучение подразделяется на три категории, показанные ниже, в зависимости от длины волны:

(м) УФ-А (315–380 нм)

(n) УФ-В (280-315 нм)

(o) УФ-С (100-280 нм)

(p) При использовании УФ-излучения для отверждения смолы для измерения количества УФ-излучения используются следующие единицы:

(q) - Интенсивность облучения (мВт/см2)

(r) Интенсивность облучения на единицу площади

(с) - УФ-облучение (мДж/см2)

(t) Энергия облучения на единицу площади и общее количество фотонов, достигших поверхности. Произведение интенсивности облучения на время.

(u) - Связь между воздействием УФ-излучения и интенсивностью облучения

(v) E=I x T

(w) E=УФ-облучение (мДж/см2)

(x) I = Интенсивность (мВт/см2)

(y) T=Время облучения (с)

(z) Поскольку УФ-облучение, необходимое для отверждения, зависит от материала, необходимое время облучения можно получить, используя приведенную выше формулу, если известна интенсивность УФ-облучения.

(aa) 5. Введение в продукт

(ab) Ручное УФ-отвердительное оборудование

(ac) Handy-type Curing Equipment — самое компактное и недорогое УФ-отверждающее оборудование среди нашей линейки продукции.

(реклама) Встроенное оборудование для УФ-отверждения

(ae) Встроенное оборудование для УФ-отверждения оснащено минимально необходимым механизмом для использования УФ-лампы и может быть подключено к оборудованию, имеющему конвейер.

Данное оборудование состоит из лампы, облучателя, источника питания и охлаждающего устройства. К облучателю могут быть присоединены дополнительные компоненты. Доступны различные типы источников питания: от простого инвертора до многофункциональных инверторов.

Настольное УФ-отверждающее оборудование

Это УФ-отверждающее оборудование, предназначенное для настольного использования. Благодаря компактности, оно занимает мало места для установки и очень экономично. Идеально подходит для испытаний и экспериментов.

Данное оборудование оснащено встроенным механизмом затвора. Для достижения максимальной эффективности облучения можно установить любое желаемое время облучения.

Оборудование для УФ-отверждения конвейерного типа

Оборудование УФ-отверждения конвейерного типа оснащено различными конвейерами.

Мы проектируем и производим широкий спектр оборудования: от компактного оборудования УФ-сушки с компактными конвейерами до крупногабаритного оборудования с различными способами транспортировки, и всегда предлагаем оборудование, соответствующее требованиям заказчика.