Од Лоренс (Лари) Ван Исегем е претседател/извршен директор на Van Technologies, Inc.
Во текот на работењето со индустриски клиенти на меѓународно ниво, одговоривме на неверојатен број прашања и обезбедивме многу решенија поврзани со премази што се стврднуваат со UV зрачење. Во продолжение се наведени некои од почестите прашања, а придружните одговори може да дадат корисен увид.
1. Што се премази што се стврднуваат со UV зрачење?
Во индустријата за обработка на дрво, постојат три главни типа на премази што се стврднуваат со UV зрачење.
100% активни (понекогаш наречени 100% цврсти материи) премази што се стврднуваат со UV зрачење се течни хемиски состави што не содржат растворувач или вода. По нанесувањето, премазот веднаш се изложува на UV енергија без потреба од сушење или испарување пред стврднување. Нанесениот состав на премазот реагира за да формира цврст површински слој преку опишаниот реактивен процес и соодветно наречен фотополимеризација. Бидејќи не е потребно испарување пред стврднување, процесот на нанесување и стврднување се извонредно ефикасни и економични.
Хибридните премази што се раствораат во вода или растворувач, очигледно содржат или вода или растворувач за да се намали содржината на активна (или цврста) материја. Ова намалување на содржината на цврста материја овозможува поголема леснотија во контролирањето на дебелината на нанесената влажна фолија и/или во контролирањето на вискозноста на премазот. Во употреба, овие UV премази се нанесуваат на дрвени површини преку различни методи и треба целосно да се исушат пред UV стврднување.
Правните премази што се стврднуваат со UV зрачење се исто така 100% цврсти состави и обично се нанесуваат на спроводливи подлоги преку електростатско привлекување. Откако ќе се нанесе, подлогата се загрева за да се стопи прашокот, кој истекува и формира површински филм. Потоа, обложената подлога може веднаш да се изложи на UV енергија за да се олесни стврднувањето. Добиениот површински филм повеќе не е термички деформабилен или чувствителен.
Постојат варијанти на овие премази што се стврднуваат на UV зрачење, кои содржат механизам за секундарно стврднување (активиран на топлина, реактивен на влага итн.) што може да обезбеди стврднување во површински региони кои не се изложени на UV енергија. Овие премази обично се нарекуваат премази со двојно стврднување.
Без оглед на видот на премаз што се стврднува на UV зраци, конечната површинска завршна обработка или слој обезбедува исклучителен квалитет, издржливост и отпорност.
2. Колку добро премазите што се стврднуваат со UV зрачење се лепат на различни видови дрво, вклучувајќи ги и видовите мрсно дрво?
Премазите што се стврднуваат со UV зрачење покажуваат одлична адхезија на повеќето видови дрво. Важно е да се осигурате дека постојат доволно услови за стврднување за да се обезбеди целосно стврднување и соодветна адхезија на подлогата.
Постојат одредени видови кои природно се многу мрсни и може да бараат нанесување на прајмер што го поттикнува адхезијата, или „врзувачки слој“. „Ван Технолоџис“ изврши значителни истражувања и развој во областа на адхезијата на премази што се стврднуваат со УВ зрачење на овие видови дрво. Неодамнешните достигнувања вклучуваат еден заптивувач што се стврднува со УВ зрачење, кој спречува маслата, сокот и смолата да се мешаат во адхезијата на горниот слој што се стврднува со УВ зрачење.
Алтернативно, маслото присутно на дрвената површина може да се отстрани непосредно пред нанесувањето на премазот со бришење со ацетон или друг соодветен растворувач. Впивлива крпа без влакна прво се навлажнува со растворувачот, а потоа се брише преку површината на дрвото. Површината се остава да се исуши, а потоа може да се нанесе премазот што се стврднува на УВ зрачење. Отстранувањето на површинското масло и другите загадувачи го поттикнува последователното лепење на нанесениот премаз на дрвената површина.
3. Кои видови бои се компатибилни со UV премази?
Сите бои опишани овде можат ефикасно да се запечатат и горно да се премачкаат со 100% системи во прав што се стврднуваат со UV зрачење, со редуциран растворувач, со UV раствор на вода или со UV зрачење. Затоа, постојат голем број одржливи комбинации што ја прават речиси секоја боја на пазарот погодна за кој било премаз што се стврднува со UV зрачење. Сепак, постојат одредени фактори што треба да се земат предвид за да се осигури дека постои компатибилност за квалитетна завршна обработка на дрвена површина.
Дамки од вода и дамки од вода што се стврднуваат со УВ зрачење:При нанесување на 100% UV-стврднувачки, UV-стврднувачки со редуциран растворувач или UV-стврднувачки прашкасти заптивки/завршни премази врз лакирани површини со вода, важно е лакирањето да биде целосно суво за да се спречат дефекти во униформноста на премазот, вклучувајќи кора од портокал, рибини очи, создавање кратери, насобирање и локви. Ваквите дефекти се јавуваат поради нискиот површински напон на нанесените премази во однос на високиот преостанат површински напон на водата од нанесената лакирање.
Сепак, нанесувањето на премаз што може да се стврдне на водоотпорни УВ зраци генерално е полесно. Нанесената боја може да покаже влага без негативни ефекти при употреба на одредени заптивки/завршни премази што може да се стврднат на водоотпорни УВ зраци. Преостанатата влага или вода од нанесувањето на бојата лесно ќе дифундираат низ нанесениот заптивк/завршен премаз што може да се стврдне на водоотпорни УВ зраци за време на процесот на сушење. Сепак, силно се препорачува да се тестира која било комбинација од боја и заптивк/завршен премаз на репрезентативен примерок за тестирање пред да се посвети на самата површина што треба да се заврши.
Дамки на база на масло и растворувачи:Иако може да постои систем што може да се нанесе на недоволно исушени дамки на база на масло или растворувач, обично е потребно и препорачливо целосно да се исушат овие дамки пред да се нанесе каков било заптив/завршен слој. Бавно сушечките дамки од овие типови може да бараат до 24 до 48 часа (или подолго) за да се постигне целосно сушење. Повторно, се препорачува тестирање на системот на репрезентативна дрвена површина.
100% дамки што се стврднуваат со UV зрачење:Општо земено, 100% UV-стврднувачките премази покажуваат висока хемиска и водоотпорност кога се целосно стврднати. Оваа отпорност им отежнува на последователно нанесените премази добро да се лепат, освен ако подлогата што е стврдната со UV зрачење не е соодветно абразирана за да се овозможи механичко лепење. Иако се нудат 100% UV-стврднувачки дамки кои се дизајнирани да бидат приемчиви на последователно нанесените премази, повеќето 100% UV-стврднувачки дамки треба да се абразираат или делумно стврднат (наречена фаза „Б“ или стврднување со испакнатини) за да се поттикне адхезијата меѓу слоевите. „Б“ фазата резултира со преостанати реактивни места во слојот на дамката кои ќе реагираат заедно со нанесениот UV-стврднувачки премаз додека е подложен на услови на целосно стврднување. „Б“ фазата, исто така, овозможува благо абразија за да се отстрани или исече какво било зголемување на зрната што може да се појави од нанесувањето на дамката. Мазното запечатување или нанесувањето на горниот слој ќе резултира со одлична адхезија меѓу слоевите.
Друга загриженост кај дамките што се стврднуваат 100% со UV зрачење се однесува на потемните бои. Силно пигментираните дамки (и пигментираните премази воопшто) се подобри кога се користат UV ламби кои испорачуваат енергија поблиску до спектарот на видливата светлина. Конвенционалните UV ламби допирани со галиум во комбинација со стандардни живини ламби се одличен избор. UV LED ламбите што емитуваат 395 nm и/или 405 nm се подобри со пигментирани системи во однос на низите од 365 nm и 385 nm. Понатаму, системите со UV ламби што испорачуваат поголема UV моќност (mW/cm2) и густина на енергија (mJ/cm2) промовираат подобро стврднување преку нанесената боја или пигментиран слој за премачкување.
Конечно, како и со другите системи за боење споменати погоре, се препорачува тестирање пред да се работи со самата површина што треба да се бое и заврши. Бидете сигурни пред да се стврдне!
4. Колкава е максималната/минималната потребна фолија за 100% UV премази?
Прашкастите премази што се стврднуваат со UV зрачење технички се 100% премази што се стврднуваат со UV зрачење, а нивната нанесена дебелина е ограничена од електростатските сили на привлекување што го врзуваат правот за површината што се обработува. Најдобро е да побарате совет од производителот на UV прашкасти премази.
Во однос на течните 100% UV-стврднувачки премази, нанесената дебелина на влажниот филм ќе резултира со приближно иста дебелина на сувиот филм по UV стврднувањето. Неизбежно е одредено смалување, но обично има минимални последици. Сепак, постојат високо технички апликации кои специфицираат многу тесни или тесни толеранции на дебелината на филмот. Во овие околности, може да се изврши директно мерење на стврднатиот филм за да се поврзе дебелината на влажниот со сувиот филм.
Конечната дебелина на стврднување што може да се постигне ќе зависи од хемијата на премазот што може да се стврдне со UV зрачење и од начинот на кој е формулиран. Постојат системи достапни кои се дизајнирани да обезбедат многу тенки наслаги на филм помеѓу 0,2 мил - 0,5 мил (5µ - 15µ) и други кои можат да обезбедат дебелина поголема од 0,5 инчи (12 mm). Типично, премазите што се стврднуваат со UV зрачење и имаат висока густина на вкрстена врска, како што се некои формулации на уретан акрилат, не се способни за висока дебелина на филмот во еден нанесен слој. Степенот на собирање по стврднувањето ќе предизвика сериозно пукање на густо нанесениот премаз. Висока дебелина на изработка или завршна обработка сепак може да се постигне со премази што може да се стврднат со UV зрачење со висока густина на вкрстена врска со нанесување на повеќе тенки слоеви и брусење и/или „Б“ фаза помеѓу секој слој за да се промовира адхезија меѓу слоевите.
Реактивниот механизам на стврднување на повеќето премази што се стврднуваат со UV зрачење се нарекува „инициран од слободни радикали“. Овој реактивен механизам на стврднување е подложен на кислород во воздухот, што ја забавува или инхибира брзината на стврднување. Ова забавување често се нарекува инхибиција на кислород и е најважно кога се обидувате да постигнете многу тенки дебелини на филмот. Кај тенките филмови, површината во однос на вкупниот волумен на нанесениот премаз е релативно висока во споредба со дебелите дебелини на филмот. Затоа, дебелините на тенките филмови се многу поподложни на инхибиција на кислород и се стврднуваат многу бавно. Честопати, површината на завршната обработка останува недоволно стврдната и покажува мрсно/масно чувство. За да се спротивстави на инхибицијата на кислородот, инертни гасови како што се азот и јаглерод диоксид може да се пропуштат преку површината за време на стврднувањето за да се отстрани концентрацијата на кислород, со што се овозможува целосно, брзо стврднување.
5. Колку е проѕирен еден проѕирен UV слој?
100% UV-стврднувачките премази можат да покажат одлична јасност и ќе се натпреваруваат со најдобрите проѕирни премази во индустријата. Дополнително, кога се нанесуваат на дрво, тие ја истакнуваат максималната убавина и длабочина на сликата. Од особен интерес се различните алифатични уретански акрилатни системи кои се извонредно проѕирни и безбојни кога се нанесуваат на широк спектар на површини, вклучувајќи го и дрвото. Понатаму, алифатичните полиуретански акрилатни премази се многу стабилни и се отпорни на промена на бојата со стареењето. Важно е да се истакне дека премазите со низок сјај ја расејуваат светлината многу повеќе од сјајните премази и со тоа ќе имаат помала јасност. Сепак, во однос на другите хемиски состави на премази, 100% UV-стврднувачките премази се еднакви, ако не и подобри.
Водорастворливите премази што се стврднуваат на UV зрачење, достапни во моментов, можат да бидат формулирани за да обезбедат исклучителна јасност, топлина на дрвото и одзив што може да се натпреварува со најдобрите конвенционални системи за завршна обработка. Јасноста, сјајот, одзивот на дрвото и другите функционални својства на премазите што се стврднуваат на UV зрачење, достапни на пазарот денес, се одлични кога се набавуваат од квалитетни производители.
6. Дали постојат обоени или пигментирани премази што се стврднуваат со УВ зрачење?
Да, обоени или пигментирани премази се лесно достапни во сите видови премази што се стврднуваат со UV зрачење, но постојат фактори што треба да се земат предвид за оптимални резултати. Првиот и најважен фактор е фактот дека одредени бои се мешаат во способноста на UV енергијата да се пренесува или да навлезе во нанесениот премаз што се стврднува со UV зрачење. Електромагнетниот спектар е илустриран на Слика 1 и може да се види дека спектарот на видлива светлина е веднаш до UV спектарот. Спектарот е континуум без јасни линии (бранови должини) на разграничување. Затоа, еден регион постепено се вклопува во соседниот регион. Земајќи го предвид регионот на видлива светлина, постојат некои научни тврдења дека тој се протега од 400 nm до 780 nm, додека други тврдења наведуваат дека се протега од 350 nm до 800 nm. За оваа дискусија, важно е само да препознаеме дека одредени бои можат ефикасно да го блокираат пренесувањето на одредени бранови должини на UV зрачење.
Бидејќи фокусот е на брановата должина или регионот на УВ зрачење, да го истражиме тој регион подетално. Слика 2 ја покажува врската помеѓу брановата должина на видливата светлина и соодветната боја што е ефикасна во нејзиното блокирање. Исто така е важно да се знае дека боите обично опфаќаат опсег на бранови должини, така што црвената боја може да опфаќа значителен опсег, така што делумно може да се апсорбира во УВА регионот. Затоа, боите што се најмногу загрижувачки ќе го опфаќаат опсегот жолто-портокалово-црвена и овие бои можат да се мешаат во ефикасното стврднување.
Боите не само што се мешаат во стврднувањето со UV зрачење, туку се земаат предвид и при употреба на бели пигментирани премази, како што се прајмери што се стврднуваат со UV зрачење и бои за завршни премази. Разгледајте го апсорпцискиот спектар на белиот пигмент титаниум диоксид (TiO2), како што е прикажано на Слика 3. TiO2 покажува многу силна апсорпција низ целиот UV регион, а сепак, белите, UV-стврднувачки премази се ефикасно стврднуваат. Како? Одговорот лежи во внимателната формулација од страна на развивачот на премазите и производителот, заедно со употребата на соодветни UV ламби за стврднување. Вообичаените, конвенционални UV ламби што се користат емитуваат енергија како што е илустрирано на Слика 4.
Секоја илустрирана светилка е базирана на жива, но со допирање на живата со друг метален елемент, емисијата може да се префрли во други региони на бранова должина. Во случај на бели премази базирани на TiO2, стврднувачки на UV зраци, енергијата што ја испорачува стандардна жива светилка ќе биде ефикасно блокирана. Некои од повисоките испорачани бранови должини можат да обезбедат стврднување, но времето потребно за целосно стврднување може да не биде практично. Сепак, со допирање на жива светилка со галиум, постои изобилство на енергија што е корисна во регион што не е ефикасно блокиран од TiO2. Со користење на комбинација од двата типа светилки, може да се постигне и прекувремено стврднување (со користење на галиум допиран) и површинско стврднување (со користење на стандардна жива) (Слика 5).
Конечно, обоените или пигментирани премази што се стврднуваат со UV зрачење треба да се формулираат со користење на оптимални фотоиницијатори, така што UV енергијата - опсегот на бранови должини на видливата светлина што ја испорачуваат ламбите - правилно се користи за ефикасно стврднување.
Други прашања?
Во врска со сите прашања што се појавуваат, никогаш не двоумете се да го прашате тековниот или идниот добавувач на премази, опрема и системи за контрола на процеси на компанијата. Достапни се добри одговори за да ви помогнат да донесувате ефикасни, безбедни и профитабилни одлуки. u
Лоренс (Лари) Ван Исегем е претседател/извршен директор на Van Technologies, Inc. Van Technologies има над 30 години искуство во премази што се стврднуваат со UV зрачење, почнувајќи како компанија за истражување и развој, но брзо се трансформираше во производител на Application Specific Advanced Coatings™ што им служи на индустриските капацитети за премази низ целиот свет. Премазите што се стврднуваат со UV зрачење отсекогаш биле примарен фокус, заедно со други „зелени“ технологии за премази, со акцент на перформанси еднакви или поголеми од конвенционалните технологии. Van Technologies го произведува брендот GreenLight Coatings™ на индустриски премази според систем за управување со квалитет сертифициран со ISO-9001:2015. За повеќе информации, посетете ја страницата.www.greenlightcoatings.com.
Време на објавување: 22 јули 2023 година
