UV硬化性コーティング/インクにおけるシクロ脂肪族エポキシ樹脂の応用

業界の予測によると、世界のUV硬化コーティング市場は、2020年の65億米ドルから2025年には114億米ドルに成長し、複合年間成長率は12% になると予想されています。 UVコーティングは、高光沢の表面を提供し、环境に优しく、耐摩耗性、速干性であり、様々な性能特性を提供する。 環境規制の継続的な導入により、業界でのグリーンコーティングの人気が高まり、UV硬化コーティングの需要も高まっています。 しかし、COVID-19の大流行の間、電子および産業用コーティング産業は売上高の減少に苦しみ、UV硬化コーティングの需要に影響を及ぼしました。

排出削減に関する規制がますます厳しくなっているため、UV硬化コーティングはヨーロッパや北米などの地域でより受け入れられています。 ただし、アジア太平洋およびMEA (中東およびアフリカ) 地域では、さらなる開発が必要です。 UV硬化技術は、UVフリーラジカルとUVカチオン系に大きく分けることができる。 優れた加工性能を特徴とするUVカチオン性コーティングは、主にヨーロッパとアメリカの市場で入手可能な金属缶、コイル鋼、およびフレキシブル包装産業に広く適用されています。

これは、システムとパフォーマンスの観点から2つのテクノロジーの簡単な比較です。

システム差

UVカチオン性材料とフリーラジカル材料は大きく異なりますが、一般的な組成は似ています。 カチオン系はエポキシ材料が支配的ですが、従来のビスフェノールA型エポキシ樹脂の反応速度が遅いため、脂環式エポキシ樹脂/オキセタン材料はより広く使用されています。フリーラジカル系の商品化は非常に成熟しており、エポキシ/ポリエステル/ポリウレタン修飾アクリルエステル材料でより多くのソリューションが利用可能です。

フリーラジカル系と比較して、UVカチオン系は原材料の選択肢が少なく、ポリマーは主に粘度の低い脂環式エポキシ樹脂で構成されています。 例として、Tetraによって製造された次の脂環式エポキシ樹脂を取り上げます。

上記の材料は、UVインクおよびコーティング業界で広く適用されており、その中でさまざまな純度仕様のTTA21が注目の製品です。 カチオン性UVコーティング/インクの適用における継続的な大幅な増加として、TTA21に代表される脂環式エポキシ樹脂の使用量が予想されます。3 4エポキシシクロヘキシルメチル3 4エポキシシクロヘキサンカルボン酸、また増加します。

テトラ特殊エポキシ树脂R & Dと脂環式エポキシ樹脂製品の開発に常に取り組んでいます。 完全なカテゴリーと十分な生産性により、当社はさまざまなカチオン性UV硬化シナリオの適用に十分な製品備蓄を行っています。

パフォーマンスの違い

特定のインク/コーティング用途では、硬化エネルギーを提供するためのUV光の必要性に加えて、以下に示すように、両方のシステムの性能と反応特性に大きな違いがあります。

1.酸素阻害効果

UVカチオン系は酸素阻害の影響を受けませんが、水に敏感であり、湿度はカチオン系の硬化効率に影響を与える可能性があります。 逆に、UVフリーラジカル系は、酸素阻害によって大きく影響される。

2.基板接着

一般に、ガラス/金属や高密度プラスチックなどの接着が難しい基板の場合、UVカチオン系はUVフリーラジカル系よりも優れた接着性を示します。

3.ボリューム収缩

UVフリーラジカル系の収縮率は一般に10% を超えていますが、UVカチオン系の収縮率は1〜3% に制御できます。これは、体積収縮の最適な解決策です。

4.暗い硬化特性

UV光源がオフになった後、UVカチオン系は内部に反応し続けて材料の硬化後を完了することができ、これは厚いコーティング用途に適しています。暖房はカチオンの後硬化の速度を改善するのに明らかに有用です; 但し、 UVフリーラジカルシステムは、UV光源がオフになると化学反応を停止する反応システムです。

5.露出の安全

UVカチオン系の反応度は100% に近く、その安全性はREACH/FDAテストで認定できるため、食品包装やその他の関連分野に適しています。

6. UV硬化速度

一般に、UVフリーラジカル系の硬化速度は、カチオン系の硬化速度よりも速い。 カチオン表面は、酸素阻害の影響を受ける製品の方が速く乾燥しますが、実際の硬化速度はフリーラジカル系ほど速くはありません。 反応は加熱によって加速され、最終的には非常に良好な完了度を達成することができる。

フォーミュラのノート

UVカチオン系は、UVハイブリッド系として知られる任意の割合でUVフリーラジカル系とブレンドすることができ、UVカチオン系の相対的に遅い硬化速度などの欠点を克服することができ、UVフリーラジカル系の大きな収縮率と酸素阻害の影響を受けます。 同じフィルム厚さで、硬化エネルギーは2つのシステム間で有意に異ならない。

UVカチオン系は、開始剤によって生成されたルイス酸の活性部位に依存することにより、開環反応を実行します。 式の開始剤の活性に一般的に影響を与える材料には、アゾ化合物の有機色素 (修飾によって保護されている) 、Pを含むTOP/819/907などの開始剤が含まれます。Sおよび115と同様の他の元素および多段アミン。

湿度はUVカチオン系の硬化に大きな影響を与えるため、周囲湿度を50% 未満に制御することをお勧めします。 加熱も反応速度を加速させることができる。