Autor: Lawrence (Larry) Van Iseghem je prezident/CEO spoločnosti Van Technologies, Inc.
V priebehu obchodovania s priemyselnými zákazníkmi na medzinárodnej úrovni sme riešili neuveriteľné množstvo otázok a poskytli sme mnoho riešení spojených s UV vytvrditeľnými nátermi. Nasledujú niektoré z častejších otázok a sprievodné odpovede môžu poskytnúť užitočné informácie.
1. Čo sú UV vytvrditeľné nátery?
V priemysle povrchovej úpravy dreva existujú tri hlavné typy náterov vytvrditeľných UV žiarením.
100% aktívne (niekedy označované ako 100% pevné látky) UV vytvrditeľné nátery sú tekuté chemické kompozície, ktoré neobsahujú žiadne rozpúšťadlo ani vodu. Po nanesení je náter okamžite vystavený UV energii bez potreby schnutia alebo odparovania pred vytvrdnutím. Aplikovaný náterový prostriedok reaguje za vzniku pevnej povrchovej vrstvy prostredníctvom opísaného reaktívneho procesu a vhodne nazývaného fotopolymerizácia. Pretože pred vytvrdzovaním nie je potrebné žiadne odparovanie, aplikácia a proces vytvrdzovania sú pozoruhodne efektívne a nákladovo efektívne.
Vodou riediteľné alebo rozpúšťadlom riediteľné hybridné UV-vytvrditeľné nátery samozrejme obsahujú buď vodu alebo rozpúšťadlo na zníženie aktívneho (alebo pevného) obsahu. Toto zníženie obsahu pevných látok umožňuje ľahšie riadenie hrúbky naneseného vlhkého filmu a/alebo riadenie viskozity povlaku. Pri používaní sa tieto UV nátery aplikujú na drevené povrchy rôznymi metódami a pred vytvrdením UV žiarením musia byť úplne vysušené.
Práškové nátery vytvrditeľné UV žiarením sú tiež 100% pevné kompozície a zvyčajne sa nanášajú na vodivé substráty prostredníctvom elektrostatického priťahovania. Po nanesení sa substrát zahreje na roztavenie prášku, ktorý vytečie a vytvorí povrchový film. Potiahnutý substrát potom môže byť okamžite vystavený UV energii, aby sa uľahčilo vytvrdzovanie. Výsledný povrchový film už nie je tepelne deformovateľný alebo citlivý.
K dispozícii sú varianty týchto UV-vytvrditeľných náterov, ktoré obsahujú sekundárny vytvrdzovací mechanizmus (aktivovaný teplom, reaktívny na vlhkosť, atď.), ktorý môže poskytnúť vytvrdenie v oblastiach povrchu, ktoré nie sú vystavené UV energii. Tieto povlaky sa bežne označujú ako povlaky s dvojitým vytvrdzovaním.
Bez ohľadu na typ použitého UV vytvrdzovateľného náteru poskytuje konečná povrchová úprava alebo vrstva výnimočnú kvalitu, trvanlivosť a odolnosť.
2. Ako dobre priľnú UV-vytvrdzované nátery k rôznym druhom dreva, vrátane mastných druhov dreva?
Nátery vytvrditeľné UV žiarením vykazujú vynikajúcu priľnavosť k väčšine druhov dreva. Je dôležité uistiť sa, že existujú dostatočné podmienky na vytvrdzovanie, aby sa zabezpečilo vytvrdnutie a zodpovedajúca priľnavosť k podkladu.
Existujú určité druhy, ktoré sú prirodzene veľmi mastné a môžu vyžadovať aplikáciu základného náteru, ktorý podporuje priľnavosť, alebo „tiecoatu“. Spoločnosť Van Technologies vykonala značný výskum a vývoj v oblasti priľnavosti náterov vytvrditeľných UV žiarením na tieto druhy dreva. Nedávny vývoj zahŕňa jediný UV vytvrdzovateľný tesniaci prostriedok, ktorý zabraňuje olejom, šťave a smole narúšať priľnavosť UV vytvrdzovaného vrchného náteru.
Alternatívne možno olej prítomný na povrchu dreva odstrániť tesne pred aplikáciou náteru zotretím acetónom alebo iným vhodným rozpúšťadlom. Absorpčná handrička, ktorá nepúšťa vlákna, sa najskôr navlhčí rozpúšťadlom a potom sa pretrie po povrchu dreva. Povrch sa nechá zaschnúť a potom sa môže aplikovať UV vytvrditeľný náter. Odstránenie povrchového oleja a iných nečistôt podporuje následnú priľnavosť naneseného náteru k povrchu dreva.
3. Aký typ lazúr je kompatibilný s UV nátermi?
Akékoľvek z tu opísaných škvŕn možno účinne utesniť a natrieť 100% práškovými systémami vytvrditeľnými UV žiarením, UV vytvrdzovateľnými UV žiarením so zníženým obsahom rozpúšťadla, vodou riediteľnými UV alebo UV vytvrditeľnými práškovými systémami. Preto existuje množstvo životaschopných kombinácií, vďaka ktorým je väčšina akýchkoľvek škvŕn na trhu vhodná pre akýkoľvek náter vytvrditeľný UV žiarením. Existujú však určité aspekty, ktoré je potrebné vziať do úvahy, aby sa zabezpečila kompatibilita pre kvalitnú povrchovú úpravu dreva.
Vodou riediteľné škvrny a vodou riediteľné UV vytvrdzované škvrny:Pri aplikácii buď 100% UV vytvrdzovateľných, UV vytvrditeľných, rozpúšťadlom vytvrditeľných alebo UV vytvrditeľných práškových tesniacich/vrchných náterov na vodou riediteľné škvrny, je nevyhnutné, aby bola škvrna úplne suchá, aby sa predišlo chybám v rovnomernosti náteru, vrátane pomarančovej kôry, rybieho oka, tvorby kráterov. , hromadenie a puddling. Takéto defekty sa vyskytujú v dôsledku nízkeho povrchového napätia nanesených náterov v porovnaní s vysokým zvyškovým povrchovým napätím vody z nanesenej škvrny.
Aplikácia vodouriediteľného UV-vytvrditeľného náteru je však vo všeobecnosti zhovievavejšia. Aplikovaná škvrna môže vykazovať vlhkosť bez nepriaznivých účinkov pri použití určitých vodou riediteľných UV vytvrdzovateľných tmelov/vrchných náterov. Zvyšková vlhkosť alebo voda z nanášania lazúry ľahko prenikne cez aplikovaný vodouriediteľný UV tmel/vrchný náter počas procesu schnutia. Dôrazne sa však odporúča otestovať akúkoľvek kombináciu moridla a tmelu/vrchného náteru na reprezentatívnej skúšobnej vzorke predtým, ako sa pustíte do skutočného povrchu, ktorý sa má dokončiť.
Škvrny na báze oleja a rozpúšťadla:Hoci môže existovať systém, ktorý je možné aplikovať na nedostatočne vysušené škvrny na olejovej báze alebo na báze rozpúšťadiel, zvyčajne je potrebné a vysoko odporúčané tieto škvrny úplne vysušiť pred aplikáciou akéhokoľvek tesniaceho/vrchného náteru. Pomaly schnúce škvrny týchto typov môžu vyžadovať až 24 až 48 hodín (alebo dlhšie), aby dosiahli úplné vysušenie. Opäť sa odporúča otestovať systém na reprezentatívnom drevenom povrchu.
100% UV vytvrditeľné škvrny:Vo všeobecnosti 100% UV vytvrditeľné nátery vykazujú pri úplnom vytvrdnutí vysokú chemickú odolnosť a odolnosť voči vode. Táto odolnosť sťažuje následne aplikované povlaky, aby dobre priľnuli, pokiaľ nie je podkladový UV-vytvrdený povrch primerane obrusovaný, aby sa umožnilo mechanické spojenie. Aj keď sú ponúkané 100% UV vytvrditeľné škvrny, ktoré boli navrhnuté tak, aby boli prístupné následne aplikovaným náterom, väčšina 100% UV vytvrditeľných škvŕn sa musí obrúsiť alebo čiastočne vytvrdiť (nazývané „B“ štádium alebo nárazové vytvrdzovanie), aby sa podporila priľnavosť medzi nátermi. Stupňovanie „B“ vedie k reziduálnym reaktívnym miestam vo vrstve škvrny, ktoré budú spolu reagovať s aplikovaným UV vytvrdzovateľným povlakom, keď je vystavený podmienkam úplného vytvrdnutia. Stupeň „B“ tiež umožňuje mierne obrusovanie na obrusovanie alebo rezanie akéhokoľvek nárastu zrna, ku ktorému môže dôjsť pri aplikácii škvŕn. Výsledkom je hladké utesnenie alebo aplikácia vrchného náteru s vynikajúcou priľnavosťou medzi nátermi.
Ďalší problém so 100% UV vytvrditeľnými škvrnami sa týka tmavších farieb. Silne pigmentované škvrny (a pigmentované nátery vo všeobecnosti) fungujú lepšie pri použití UV lámp, ktoré dodávajú energiu bližšie k spektru viditeľného svetla. Bežné UV lampy dopované gáliom v kombinácii so štandardnými ortuťovými lampami sú výbornou voľbou. UV LED lampy, ktoré vyžarujú 395 nm a/alebo 405 nm, fungujú lepšie s pigmentovanými systémami v porovnaní s poliami 365 nm a 385 nm. Okrem toho systémy UV lámp, ktoré poskytujú väčší UV výkon (mW/cm2) a hustota energie (mJ/cm2) podporujú lepšie vytvrdzovanie prostredníctvom nanesenej lazúry alebo pigmentovanej vrstvy.
Nakoniec, rovnako ako pri iných moriacich systémoch uvedených vyššie, pred prácou so skutočným povrchom, ktorý sa má farbiť a dokončovať, sa odporúča testovanie. Pred liečbou sa uistite!
4. Aká je maximálna/minimálna tvorba filmu pre 100% UV nátery?
Práškové nátery vytvrditeľné UV žiarením sú technicky 100 % nátery vytvrditeľné UV žiarením a ich nanesená hrúbka je obmedzená elektrostatickými príťažlivými silami, ktoré viažu prášok k povrchu, ktorý sa má upravovať. Najlepšie je požiadať o radu výrobcu UV práškových farieb.
Čo sa týka tekutých 100% UV vytvrditeľných náterov, aplikovaná hrúbka mokrého filmu bude mať za následok približne rovnakú hrúbku suchého filmu po UV vytvrdnutí. Určité zmrštenie je nevyhnutné, ale zvyčajne má minimálne dôsledky. Existujú však vysoko technické aplikácie, ktoré špecifikujú veľmi úzke alebo úzke tolerancie hrúbky filmu. Za týchto okolností možno vykonať priame meranie vytvrdeného filmu, aby sa korelovala hrúbka vlhkého a suchého filmu.
Konečná vytvrdená hrúbka, ktorú je možné dosiahnuť, bude závisieť od chemického zloženia UV vytvrdzovaného povlaku a od spôsobu jeho zloženia. K dispozícii sú systémy, ktoré sú navrhnuté tak, aby poskytovali nánosy veľmi tenkých vrstiev medzi 0,2 mil – 0,5 mil (5 µ – 15 μ) a iné, ktoré môžu poskytnúť hrúbku presahujúcu 0,5 palca (12 mm). Povlaky vytvrdzované UV žiarením, ktoré majú vysokú hustotu zosieťovania, ako sú niektoré uretánakrylátové formulácie, zvyčajne nie sú schopné vysokej hrúbky filmu v jednej nanesenej vrstve. Stupeň zmrštenia po vytvrdnutí spôsobí vážne praskanie hrubo naneseného náteru. Vysokú hrúbku nanášania alebo konečnej úpravy možno stále dosiahnuť použitím UV vytvrdzovateľných náterov s vysokou hustotou zosieťovania nanesením viacerých tenkých vrstiev a buď brúsením a/alebo „B“ stupňovaním medzi každou vrstvou, aby sa podporila priľnavosť medzi nátermi.
Mechanizmus reaktívneho vytvrdzovania väčšiny náterov vytvrditeľných UV žiarením sa nazýva „spustené voľnými radikálmi“. Tento reaktívny mechanizmus vytvrdzovania je citlivý na kyslík vo vzduchu, ktorý spomaľuje alebo brzdí rýchlosť vytvrdzovania. Toto spomalenie sa často označuje ako inhibícia kyslíka a je najdôležitejšie pri pokuse o dosiahnutie veľmi tenkých hrúbok filmu. V tenkých filmoch je plocha povrchu k celkovému objemu aplikovaného povlaku relatívne vysoká v porovnaní s hrúbkami hrubého filmu. Hrúbka tenkého filmu je preto oveľa náchylnejšia na inhibíciu kyslíka a vytvrdzuje veľmi pomaly. Povrch povrchovej úpravy často zostáva nedostatočne vytvrdený a má pocit oleja/mastnosti. Aby sa zabránilo inhibícii kyslíka, inertné plyny, ako je dusík a oxid uhličitý, môžu počas vytvrdzovania prechádzať cez povrch, aby sa odstránila koncentrácia kyslíka, čím sa umožní úplné a rýchle vytvrdnutie.
5. Aký čistý je číry UV povlak?
100% UV vytvrditeľné nátery môžu vykazovať vynikajúcu čírosť a súperia s najlepšími čírymi nátermi v tomto odvetví. Navyše, keď sa aplikujú na drevo, prinášajú maximálnu krásu a hĺbku obrazu. Obzvlášť zaujímavé sú rôzne alifatické uretánakrylátové systémy, ktoré sú pozoruhodne číre a bezfarebné pri aplikácii na širokú škálu povrchov vrátane dreva. Okrem toho sú alifatické polyuretánové akrylátové nátery veľmi stabilné a odolávajú zmene farby vekom. Je dôležité zdôrazniť, že laky s nízkym leskom rozptyľujú svetlo oveľa viac ako lesklé povlaky, a preto budú mať nižšiu čírosť. V porovnaní s inými chemickými nátermi sú však 100% UV vytvrditeľné nátery rovnaké, ak nie lepšie.
Vodou riediteľné UV vytvrditeľné nátery dostupné v súčasnosti môžu byť formulované tak, aby poskytovali výnimočnú čírosť, teplo dreva a odozvu, aby mohli konkurovať najlepším konvenčným povrchovým systémom. Čistota, lesk, odozva dreva a ďalšie funkčné vlastnosti náterov vytvrditeľných UV žiarením, ktoré sú dnes na trhu, sú vynikajúce, ak sú získavané od kvalitných výrobcov.
6. Existujú farebné alebo pigmentované UV vytvrditeľné nátery?
Áno, farebné alebo pigmentované nátery sú ľahko dostupné vo všetkých typoch náterov vytvrditeľných UV žiarením, ale na dosiahnutie optimálnych výsledkov je potrebné zvážiť faktory. Prvým a najdôležitejším faktorom je skutočnosť, že niektoré farby narúšajú schopnosť UV energie prenášať alebo prenikať do naneseného UV vytvrdzovateľného náteru. Elektromagnetické spektrum je znázornené na obrázku 1 a je možné vidieť, že spektrum viditeľného svetla bezprostredne susedí s UV spektrom. Spektrum je kontinuum bez jasných čiar (vlnových dĺžok) ohraničenia. Preto sa jedna oblasť postupne prelína so susednou oblasťou. Vzhľadom na oblasť viditeľného svetla existujú niektoré vedecké tvrdenia, že sa rozprestiera od 400 nm do 780 nm, zatiaľ čo iné tvrdenia uvádzajú, že sa rozprestiera od 350 nm do 800 nm. Pre túto diskusiu je dôležité len to, aby sme uznali, že určité farby môžu účinne blokovať prenos určitých vlnových dĺžok UV alebo žiarenia.
Keďže sa zameriavame na oblasť UV vlnovej dĺžky alebo žiarenia, preskúmajme túto oblasť podrobnejšie. Obrázok 2 ukazuje vzťah medzi vlnovou dĺžkou viditeľného svetla a zodpovedajúcou farbou, ktorá ho účinne blokuje. Je tiež dôležité vedieť, že farbivá typicky pokrývajú rozsah vlnových dĺžok, takže červené farbivo môže pokrývať značný rozsah, takže môže čiastočne absorbovať do oblasti UVA. Preto farby, ktoré vyvolávajú najväčšie obavy, budú presahovať rozsah žltá – oranžová – červená a tieto farby môžu narúšať účinné vytvrdzovanie.
Farbivá nielenže narúšajú vytvrdzovanie UV žiarením, ale treba ich brať do úvahy aj pri použití bielych pigmentovaných náterov, ako sú základné nátery vytvrditeľné UV žiarením a vrchné náterové farby. Zoberme si spektrum absorbancie bieleho pigmentu oxidu titaničitého (TiO2), ako je znázornené na obrázku 3. TiO2 vykazuje veľmi silnú absorbanciu v celej UV oblasti a napriek tomu sú biele, UV vytvrditeľné povlaky účinne vytvrdzované. Ako? Odpoveď spočíva v starostlivom zložení vývojára a výrobcu náteru v súlade s použitím vhodných UV lámp na vytvrdzovanie. Bežné, používané UV lampy vyžarujú energiu, ako je znázornené na obrázku 4.
Každá znázornená lampa je založená na ortuti, ale dopovaním ortuti iným kovovým prvkom sa emisia môže posunúť do iných oblastí vlnovej dĺžky. V prípade bielych povlakov vytvrditeľných UV žiarením na báze TiO2 bude energia dodávaná štandardnou ortuťovou lampou účinne blokovaná. Niektoré dodávané vyššie vlnové dĺžky môžu poskytnúť vytvrdenie, ale čas potrebný na úplné vytvrdenie nemusí byť praktický. Dopovaním ortuťovej výbojky gálium však existuje množstvo energie, ktorá je užitočná v oblasti, ktorá nie je účinne blokovaná TiO2. Použitím kombinácie oboch typov lámp je možné dosiahnuť vytvrdzovanie (pomocou dopovaného gália) aj povrchové vytvrdzovanie (pomocou štandardnej ortuti) (obrázok 5).
Nakoniec, farebné alebo pigmentované UV vytvrditeľné nátery musia byť formulované s použitím optimálnych fotoiniciátorov, aby sa UV energia – rozsah vlnových dĺžok viditeľného svetla dodávaný lampami – správne využila na efektívne vytvrdzovanie.
Ďalšie otázky?
V prípade akýchkoľvek otázok, ktoré sa vyskytnú, sa neváhajte opýtať súčasného alebo budúceho dodávateľa náterov, zariadení a systémov riadenia procesov spoločnosti. K dispozícii sú dobré odpovede, ktoré vám pomôžu robiť efektívne, bezpečné a ziskové rozhodnutia. u
Lawrence (Larry) Van Iseghem je prezidentom/výkonným riaditeľom Van Technologies, Inc. Van Technologies má viac ako 30 rokov skúseností v oblasti UV-vytvrdzovaných náterov, začínala ako výskumná a vývojová spoločnosť, ale rýchlo sa transformovala na výrobcu Application Specific Advanced Coatings™ slúžiacich na priemyselné nátery zariadení po celom svete. Povlaky vytvrditeľné UV žiarením boli vždy hlavným zameraním, spolu s ďalšími „zelenými“ technológiami povrchových úprav, s dôrazom na výkon, ktorý je rovnaký alebo predčí konvenčné technológie. Van Technologies vyrába priemyselné nátery značky GreenLight Coatings™ podľa certifikovaného systému manažérstva kvality ISO-9001:2015. Pre viac informácií navštívtewww.greenlightcoatings.com.
Čas odoslania: 22. júla 2023
