Autor Lawrence (Larry) Van Iseghem je predsjednik/izvršni direktor Van Technologies, Inc.
Tokom poslovanja sa industrijskim kupcima na međunarodnoj osnovi, pozabavili smo se nevjerovatnim brojem pitanja i pružili mnoga rješenja vezana za UV-očvrsne premaze. Ono što slijedi su neka od češćih pitanja, a popratni odgovori mogu pružiti koristan uvid.
1. Šta su UV-otvrdljivi premazi?
U industriji završne obrade drveta postoje tri glavna tipa premaza koji se očvršćavaju na UV zračenju.
100% aktivni (ponekad se nazivaju 100% čvrste materije) UV-otvrdljivi premazi su tečne hemijske kompozicije koje ne sadrže rastvarače ili vodu. Nakon nanošenja, premaz se odmah izlaže UV energiji bez potrebe da se osuši ili isparava prije očvršćavanja. Nanesena kompozicija premaza reaguje da formira čvrsti površinski sloj putem reaktivnog procesa koji je opisan i prikladno nazvan fotopolimerizacijom. Pošto nije potrebno isparavanje prije stvrdnjavanja, proces nanošenja i stvrdnjavanja je izuzetno efikasan i isplativ.
Hibridni UV-otvrdljivi premazi na bazi vode ili rastvarača očito sadrže ili vodu ili rastvarač za smanjenje aktivnog (ili krutog) sadržaja. Ovo smanjenje sadržaja čvrste materije omogućava veću lakoću u kontroli nanešene debljine vlažnog filma i/ili kontroli viskoziteta premaza. U upotrebi, ovi UV premazi se nanose na drvene površine raznim metodama i moraju se potpuno osušiti prije UV sušenja.
Praškasti premazi koji se očvršćavaju uz UV zrake su također 100% čvrsti sastavi i obično se nanose na provodljive podloge putem elektrostatičke privlačnosti. Nakon nanošenja, podloga se zagrijava kako bi se prašak otopio, koji istječe i formira površinski film. Obložena podloga se tada može odmah izložiti UV energiji kako bi se olakšalo očvršćavanje. Rezultirajući površinski film više nije toplinski deformabilan niti osjetljiv.
Dostupne su varijante ovih UV-otvrdljivih premaza koje sadrže sekundarni mehanizam očvršćavanja (aktiviran toplinom, reaktivan na vlagu, itd.) koji može osigurati očvršćavanje u područjima površine koja nisu izložena UV energiji. Ovi premazi se obično nazivaju premazima dvostrukog očvršćavanja.
Bez obzira na vrstu upotrijebljenog premaza koji se očvršćava na UV zračenju, završna obrada površine ili sloj pruža izuzetan kvalitet, izdržljivost i svojstva otpornosti.
2. Koliko dobro UV-otvrdljivi premazi prianjaju na različite vrste drveta, uključujući i masne vrste drveta?
UV-otvrdljivi premazi pokazuju odličnu adheziju na većinu vrsta drveta. Važno je osigurati da postoje dovoljni uvjeti očvršćavanja da se osigura očvršćavanje i odgovarajuća adhezija na podlogu.
Postoje određene vrste koje su po prirodi vrlo masne i mogu zahtijevati primjenu temeljnog premaza za podsticanje prianjanja, ili "tiecoat-a". Van Technologies je izvršio značajna istraživanja i razvoj u vezi sa prijanjanjem premaza otvrdljivih UV zrakama na ove vrste drveta. Najnovija dostignuća uključuju jedan zaptivač koji se otvrdnjava UV zračenjem koji sprečava da ulja, sok i smola ometaju prianjanje završnog premaza koji se očvršćava.
Alternativno, ulje prisutno na drvenoj površini može se ukloniti neposredno prije nanošenja premaza brisanjem acetonom ili drugim odgovarajućim rastvaračem. Upijajuća krpa koja ne ostavlja dlačice se prvo navlaži rastvaračem, a zatim prebriše preko površine drveta. Površina se ostavlja da se osuši, a zatim se može nanijeti UV-očvrsti premaz. Uklanjanje površinskog ulja i drugih zagađivača pospješuje naknadno prianjanje nanesenog premaza na površinu drveta.
3. Koje vrste mrlja su kompatibilne sa UV premazima?
Bilo koja od ovdje opisanih mrlja može biti efikasno zapečaćena i premazana 100% UV-otvrdivim, UV-otvrdnjavim sa smanjenim otapalima, UV-otvrdnjavim na vodi ili UV-očvrsnim sistemima. Stoga, postoji niz izvodljivih kombinacija što većinu mrlja na tržištu čini pogodnim za bilo koji premaz koji se očvršćava UV zracima. Međutim, postoje određena razmatranja koja su važna kako bi se osigurala kompatibilnost za kvalitetnu završnu obradu drvene površine.
Mrlje na vodi i UV-izliječive mrlje na vodi:Prilikom nanošenja ili 100% UV-otvrdnjavajućeg, UV-otvrdnjavajućeg ili UV-otvrdnjavajućeg praha za brtvljenje/završnih premaza preko vodenih mrlja, bitno je da mrlja bude potpuno suha kako bi se spriječili defekti u uniformnosti premaza, uključujući koru narandže, riblje oči, stvaranje kratera , udruživanje i pudling. Takvi defekti nastaju zbog niske površinske napetosti nanesenih premaza u odnosu na visoku zaostalu površinsku napetost vode od nanesene mrlje.
Međutim, primjena premaza na bazi vode koji se očvršćava UV zrakama općenito je prihvatljivija. Nanesena mrlja može pokazati vlagu bez štetnih efekata kada se koriste određeni zaptivači/završni premazi koji se očvršćavaju na vodi na UV-zracima. Preostala vlaga ili voda od nanošenja mrlja lako će se raspršiti kroz naneseni UV zaptivač/završni premaz na vodi tokom procesa sušenja. Ipak, preporučuje se da testirate bilo koju kombinaciju mrlja i zaptivača/završnog premaza na reprezentativnom uzorku za testiranje prije nego što se posvetite stvarnoj površini koju treba završiti.
Mrlje na bazi ulja i otapala:Iako može postojati sistem koji se može primijeniti na nedovoljno osušene mrlje na bazi ulja ili na bazi rastvarača, obično je neophodno i veoma se preporučuje da se ove mrlje u potpunosti osuše prije nanošenja bilo kakvog zaptivača/završnog premaza. Sporo sušećim mrljama ovih vrsta može biti potrebno do 24 do 48 sati (ili duže) da bi se postiglo potpuno sušenje. Ponovo se preporučuje testiranje sistema na reprezentativnoj drvenoj površini.
100% UV-izliječive mrlje:Općenito, premazi sa 100% UV otvrdnjavanjem pokazuju visoku otpornost na kemikalije i vodu kada su potpuno očvršćeni. Ova otpornost otežava dobro prianjanje naknadno nanesenih premaza osim ako temeljna UV očvrsnuta površina nije adekvatno abradirana kako bi se omogućilo mehaničko spajanje. Iako su u ponudi 100% UV otvrdnute mrlje koje su dizajnirane da budu prijemčive za naknadno nanesene premaze, većinu 100% UV očvrsljivih mrlja potrebno je izbrusiti ili djelomično očvrsnuti (nazvana “B” faza ili očvršćavanje na udarcima) kako bi se potaknula adhezija međuslojeva. “B” faza rezultira rezidualnim reaktivnim mjestima u sloju mrlje koja će zajedno reagirati s nanesenim premazom koji se očvršćava UV dok je podvrgnut uvjetima potpunog očvršćavanja. “B” faza također omogućava blago brušenje kako bi se poništilo ili izrezalo bilo kakvo povećanje zrna koje može nastati od nanošenja mrlja. Glatko zaptivanje ili nanošenje završnog premaza će rezultirati odličnim prianjanjem međuslojeva.
Još jedan problem sa 100% UV očvrslim mrljama odnosi se na tamnije boje. Jako pigmentirane mrlje (i pigmentirani premazi općenito) imaju bolje rezultate kada se koriste UV lampe koje isporučuju energiju bliže spektru vidljive svjetlosti. Konvencionalne UV lampe dopirane galijumom u kombinaciji sa standardnim živinim lampama su odličan izbor. UV LED lampe koje emituju 395 nm i/ili 405 nm rade bolje sa pigmentiranim sistemima u odnosu na nizove od 365 nm i 385 nm. Nadalje, sistemi UV lampi koji isporučuju veću UV snagu (mW/cm2) i gustina energije (mJ/cm2) promoviše bolje očvršćavanje kroz nanesenu mrlju ili pigmentirani sloj premaza.
Na kraju, kao i kod drugih gore navedenih sistema bojenja, savjetuje se testiranje prije rada sa stvarnom površinom koja se boji i završava. Budite sigurni prije izlječenja!
4. Koja je maksimalna/minimalna izgrađenost filma za 100% UV premaze?
Praškasti premazi koji se očvršćavaju na UV zračenju su tehnički 100% UV otvrdljivi premazi, a njihova debljina nanesena je ograničena elektrostatičkim silama privlačenja koje vezuju prah za površinu koja se obrađuje. Najbolje je potražiti savjet proizvođača UV premaza u prahu.
Što se tiče tekućih 100% UV-otvrdnjavih premaza, nanesena debljina vlažnog filma će rezultirati približno istom debljinom suhog filma nakon UV sušenja. Nešto skupljanje je neizbježno, ali obično ima minimalne posljedice. Međutim, postoje vrlo tehničke primjene koje specificiraju vrlo uske ili uske tolerancije debljine filma. U ovim okolnostima, direktno mjerenje očvrslog filma može se izvesti kako bi se povezala debljina mokrog i suhog filma.
Konačna očvrsnuta debljina koja se može postići ovisit će o hemiji UV-očvrsnutog premaza i načinu na koji je formuliran. Dostupni su sistemi koji su dizajnirani da obezbede veoma tanke naslage filma između 0,2 mil – 0,5 mil (5µ – 15µ) i drugi koji mogu da obezbede debljinu veću od 0,5 inča (12 mm). Tipično, UV očvrsnuti premazi koji imaju visoku gustoću umrežavanja, kao što su neke formulacije uretan akrilata, nisu sposobni za veliku debljinu filma u jednom nanesenom sloju. Stepen skupljanja nakon stvrdnjavanja će uzrokovati ozbiljno pucanje debelo nanesenog premaza. Visoka debljina izrade ili završne obrade još uvijek se može postići korištenjem premaza koji se otvrdnjavaju na UV zračenju visoke gustine umrežavanja nanošenjem više tankih slojeva i ili brušenjem i/ili "B" postavljanjem između svakog sloja kako bi se poboljšala adhezija međuslojeva.
Mehanizam reaktivnog očvršćavanja većine premaza koji se očvršćavaju UV zracima naziva se „iniciran slobodnim radikalima“. Ovaj reaktivni mehanizam očvršćavanja je osjetljiv na kisik u zraku koji usporava ili inhibira brzinu stvrdnjavanja. Ovo usporavanje se često naziva inhibicijom kiseonika i najvažnije je kada se pokušava postići vrlo tanka debljina filma. Kod tankih filmova, površina do ukupne zapremine nanesenog premaza je relativno visoka u poređenju sa debljinama debelog filma. Stoga su debljine tankog filma mnogo osjetljivije na inhibiciju kisika i vrlo sporo očvršćavaju. Često, površina završne obrade ostaje nedovoljno osušena i pokazuje uljni/masni osjećaj. Kako bi se spriječila inhibicija kisika, inertni plinovi kao što su dušik i ugljični dioksid mogu se proći preko površine tokom sušenja kako bi se uklonila koncentracija kisika, čime se omogućava potpuno, brzo očvršćavanje.
5. Koliko je proziran UV premaz čist?
100% UV-otvrdljivi premazi mogu pokazati odličnu jasnoću i parirati će najboljim bezbojnim premazima u industriji. Osim toga, kada se nanese na drvo, daju maksimalnu ljepotu i dubinu slike. Od posebnog interesa su različiti alifatski uretan akrilatni sistemi koji su izuzetno bistri i bezbojni kada se nanose na širok spektar površina, uključujući drvo. Nadalje, alifatski poliuretanski akrilatni premazi su vrlo stabilni i otporni su na promjenu boje s godinama. Važno je naglasiti da premazi niskog sjaja raspršuju svjetlost mnogo više od sjajnih premaza i zbog toga će imati manju jasnoću. Međutim, u odnosu na druge hemije premaza, premazi sa 100% UV otvrdnjavanjem su jednaki ako ne i bolji.
Vodeni UV-otvrdnjavi premazi dostupni u ovom trenutku mogu se formulisati da obezbede izuzetnu jasnoću, toplinu drveta i odgovor kao konkurent najboljim konvencionalnim sistemima završne obrade. Čistoća, sjaj, odziv drveta i druga funkcionalna svojstva UV-otvrdljivih premaza dostupnih na tržištu danas su odlični kada se nabavljaju od kvalitetnih proizvođača.
6. Postoje li obojeni ili pigmentirani premazi koji se očvršćavaju na UV zračenju?
Da, obojeni ili pigmentirani premazi su lako dostupni u svim vrstama premaza koji se očvršćavaju uz UV zračenje, ali postoje faktori koje treba uzeti u obzir za optimalne rezultate. Prvi i najvažniji faktor je činjenica da određene boje ometaju sposobnost UV energije da prenese ili prodre u naneseni premaz koji se očvršćava UV zracima. Elektromagnetski spektar je ilustrovan na slici 1, i može se vidjeti da je spektar vidljive svjetlosti u neposrednoj blizini UV spektra. Spektar je kontinuum bez jasnih linija (talasnih dužina) razgraničenja. Stoga se jedna regija postepeno stapa sa susjednom regijom. S obzirom na područje vidljive svjetlosti, postoje neke naučne tvrdnje da se proteže od 400 nm do 780 nm, dok druge tvrdnje navode da se proteže od 350 nm do 800 nm. Za ovu raspravu, važno je samo da prepoznamo da određene boje mogu efikasno blokirati prenos određenih talasnih dužina UV ili zračenja.
Budući da je fokus na UV talasnoj dužini ili području zračenja, istražimo taj region detaljnije. Slika 2 prikazuje odnos između talasne dužine vidljive svetlosti i odgovarajuće boje koja je efikasna u njenom blokiranju. Takođe je važno znati da boje obično obuhvataju raspon talasnih dužina tako da crvena boja može obuhvatiti značajan raspon tako da se može delimično apsorbovati u UVA regiju. Stoga će boje koje izazivaju najveću zabrinutost obuhvatati žuto – narandžasto – crvenu paletu i ove boje mogu ometati efikasno liječenje.
Ne samo da boje ometaju UV stvrdnjavanje, već su također uzete u obzir kada se koriste bijeli pigmentirani premazi, kao što su premazi koji se očvršćavaju na UV zračenju i završni premazi. Uzmite u obzir spektar apsorpcije bijelog pigmenta titanijum dioksida (TiO2), kao što je prikazano na slici 3. TiO2 pokazuje vrlo jaku apsorpciju u cijelom UV području, a ipak, bijeli premazi koji se očvršćavaju na UV zračenju se efikasno stvrdnjavaju. Kako? Odgovor leži u pažljivoj formulaciji razvijača premaza i proizvođača u dogovoru s upotrebom odgovarajućih UV lampi za očvršćavanje. Uobičajene, konvencionalne UV lampe koje se koriste emituju energiju kao što je ilustrovano na slici 4.
Svaka ilustrovana lampa je zasnovana na živi, ali dopiranjem žive sa drugim metalnim elementom, emisija se može pomeriti u druge oblasti talasne dužine. U slučaju bijelih premaza na bazi TiO2 koji se očvršćavaju na UV zračenje, energija koju isporučuje standardna živina lampa će biti efikasno blokirana. Neke od većih valnih dužina koje se isporučuju mogu osigurati stvrdnjavanje, ali dužina vremena potrebnog za potpuno očvršćavanje možda nije praktična. Međutim, dopiranjem živine lampe galijumom, postoji obilje energije koja je korisna u području koje nije efikasno blokirano TiO2. Koristeći kombinaciju oba tipa lampe, može se postići i očvršćavanje (koristeći dopiran galijumom) i površinsko očvršćavanje (koristeći standardnu živu) (Slika 5).
Konačno, obojeni ili pigmentirani UV-otvrdljivi premazi moraju biti formulisani korištenjem optimalnih fotoinicijatora tako da se UV energija – opseg talasne dužine vidljive svjetlosti koju isporučuju lampe – pravilno koristi za efikasno stvrdnjavanje.
Ostala pitanja?
Za sva pitanja koja se pojave, nikada se ne ustručavajte pitati sadašnjeg ili budućeg dobavljača premaza, opreme i sistema za kontrolu procesa. Dostupni su dobri odgovori koji pomažu u donošenju efikasnih, sigurnih i isplativih odluka. u
Lawrence (Larry) Van Iseghem je predsjednik/izvršni direktor Van Technologies, Inc. Van Technologies ima preko 30 godina iskustva u UV-otvrdnjavim premazima, počevši kao kompanija za istraživanje i razvoj, ali se brzo transformirala u proizvođača Application Specific Advanced Coatings™ koji služi industrijskim premazima objekata širom sveta. UV-otvrdljivi premazi oduvijek su bili primarni fokus, zajedno s drugim „zelenim“ tehnologijama premaza, s naglaskom na performansama jednakim ili nadmašujućim konvencionalne tehnologije. Van Technologies proizvodi GreenLight Coatings™ brend industrijskih premaza prema ISO-9001:2015 sertifikovanom sistemu upravljanja kvalitetom. Za više informacija posjetitewww.greenlightcoatings.com.
Vrijeme objave: Jul-22-2023
