信息摘要:
水性UV油墨的干燥固化既有傳統(tǒng)UV油墨的光固化,也有常規(guī)水性油墨的揮發(fā)物理成膜干燥,兩種干燥具體方式分別為:前段的加熱預(yù)揮發(fā)干燥和后段的紫外光輻射光固化干燥。 (1) 預(yù)揮發(fā)
水性UV油墨的干燥固化既有傳統(tǒng)UV油墨的光固化,也有常規(guī)水性油墨的揮發(fā)物理成膜干燥,兩種干燥具體方式分別為:前段的加熱預(yù)揮發(fā)干燥和后段的紫外光輻射光固化干燥。
(1) 預(yù)揮發(fā)干燥機(jī)理
預(yù)干燥與常規(guī)的水性干燥類似,是光固化之前的干燥工藝,預(yù)干燥必須徹底充分才能得到良好的墨膜表面效果。水性UV油墨的關(guān)鍵組成之一水性光固化樹脂的合成,通常是通過添加酸或者堿,使其變成羧酸鹽具有良好的親水性,如通過外加氨水可增加其親水性,具體的反應(yīng)式為:
R-COOH+NH →R-COO-+NH +(水溶性)
反過來,在水性UV油墨預(yù)干燥過程中的反應(yīng)式為:
R-COO-+NH +→R-COOH(水不溶)+NH
水性UV油墨的預(yù)干燥過程通??赏ㄟ^紅外、熱風(fēng)或者微波進(jìn)行快速干燥,水、胺類以及各種助溶劑等揮發(fā)干燥徹底后,才能進(jìn)行下一步的光固化,得到良好的表面效果。
(2)光固化成膜機(jī)理
水性UV油墨通過紫外光固化機(jī),配方中的光引發(fā)劑吸收輻射能分裂產(chǎn)生相應(yīng)的自由基和陽離子,開始鏈引發(fā),引發(fā)水性UV光固化樹脂的預(yù)聚物發(fā)生聚合及交聯(lián)反應(yīng)。發(fā)生聚合后的大分子繼續(xù)進(jìn)行三維交聯(lián)反應(yīng),當(dāng)自由基反應(yīng)完全失去活性后,鏈終止,形成三維的網(wǎng)狀高分子聚合物,得到硬化膜。光固化聚合具體反應(yīng)如以下三個階段:
①鏈的引發(fā):紫外光輻射透過光引發(fā)劑,引起激發(fā)重排并產(chǎn)生自由基。
PI→PI.
PI.+RCH=CH →PI~CH C.HR
②鏈的增長:激發(fā)重排后的自由基,與水性UV的預(yù)聚物分子中不飽和鍵反應(yīng),引起預(yù)聚物中的鏈?zhǔn)骄酆稀?/span>
PI~CH C.HR+nCH =CHR→R(CH CHR)nCH C.HR(P)
③鏈的終止:自由基失去活性后,反應(yīng)體系低分子交聯(lián)固化為立體網(wǎng)狀大分子,從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)。
R+R→R-R
P .+P .→P -P
在光固化的三個連續(xù)階段中,光引發(fā)的速度最慢,因此光引發(fā)的速度對整個光固化反應(yīng)速度起至關(guān)重要,如何把握好光引發(fā)劑的選用對光固化速度的控制是至關(guān)重要的。