nouvelles de l'entreprise Un durcissement UV lent et un taux de fissuration élevé?

Une concomitance contradictoire : pourquoi « durcissement lent » et « fissuration excessive » se produisent-ils simultanément ?

Traditionnellement, le « durcissement lent » indique généralement une densité de réticulation insuffisante, tandis que la « fissuration » indique une densité de réticulation excessive et des contraintes internes excessives. Ces deux phénomènes semblent être aux antipodes, alors comment peuvent-ils coexister dans la même formulation ? C'est là que réside le nœud du problème. Cela révèle une vérité négligée : ce que nous recherchons n'est pas une simple valeur de « fonctionnalité moyenne », mais plutôt une « structure de réseau réticulé correctement distribuée ».

Lorsqu'une formulation est mal adaptée, les processus de polymérisation désastreux suivants sont les plus courants :

1. Formation d'« îlots »(source de contraintes élevées) : Pour obtenir une dureté ou une réactivité élevée, des monomères à haute fonctionnalité (tels que le TMPTA trifonctionnel et le DPHA hexafonctionnel) sont souvent ajoutés à la formulation. Sous la lumière UV, ces molécules multi-bras très réactives vont initialement « s'agglutiner », formant instantanément des « îlots polymères » extrêmement denses et rigides dans des zones localisées.
2. Le lent « océan »(l'apparence du durcissement lent) : Pendant ce temps, la résine principale de la formule (telle que l'acrylate de polyuréthane (PUA) ou l'acrylate époxy (EA) à poids moléculaire élevé) et les monomères à faible fonctionnalité sont à la traîne de la polymérisation en raison de l'encombrement stérique, de la viscosité ou des différences de réactivité. Ensemble, ils ressemblent à un « océan visqueux » entourant l'« îlot isolé ».
3. Conséquences désastreuses : Fissuration (>20%): Les premiers « îlots » à se former subissent un énorme retrait volumique pendant le processus de polymérisation. Parce qu'ils sont extrêmement rigides et ne peuvent pas relâcher les contraintes par déformation, ces contraintes vont s'accumuler et déchirer la faible limite entre les « îlots » et l'« océan », formant des microfissures et conduisant finalement à une fissuration macroscopique. Durcissement lent : D'un point de vue global, bien que certaines parties aient été « sur-durcies » et fissurées, la vaste zone « océan » (résine principale et monomères à faible activité) n'a pas encore complètement réagi. Il en résulte une dureté apparente insuffisante du revêtement, un séchage de surface incomplet et même un caractère collant - c'est l'apparence du « durcissement lent ».

Une fonctionnalité élevée n'est pas synonyme de densité de réticulation élevée. Les formulateurs utilisent souvent à tort des monomères à haute fonctionnalité pour construire la densité de réticulation. La combinaison correcte est un « réseau homogène » construit à partir d'un mélange équilibré de matières premières à haute, moyenne et faible fonctionnalité. Au sein de ce réseau, des segments flexibles (dérivés de PUA ou de groupes difonctionnels) sont intercalés entre des nœuds rigides (dérivés de groupes à haute fonctionnalité), créant une structure « rigide et flexible ».

• Réduire la fonctionnalité moyenne : C'est le moyen le plus direct. Remplacez certains monomères trifonctionnels et supérieurs (tels que le TMPTA) par des monomères difonctionnels (tels que le DPGDA, le TPGDA).
• Introduire des « segments de chaîne flexibles » - augmenter la ténacité : Ajoutez des polymères d'acrylate de polyuréthane (PUA) flexibles à la formule, en particulier le PUA aliphatique. Leur structure à longue chaîne est comme un ressort, qui peut absorber et disperser efficacement les contraintes causées par le retrait de durcissement.
• Utiliser des monomères à « faible valeur Tg » : Introduire des monomères tels que l'IBOA (ester d'isobornyle). Bien qu'il s'agisse d'un groupe fonctionnel unique, sa grande structure alicyclique peut améliorer efficacement la ténacité du revêtement et empêcher la fissuration tout en offrant une bonne dilution.

• Optimiser le « gradient de réactivité » : Assurez-vous que la réactivité de votre formule est « synergique ». Si la réactivité de votre résine principale (oligomère) est relativement faible, vous devez utiliser un monomère diluant très actif (tel que le TPGDA) pour « piloter » l'ensemble de la réaction, plutôt que de laisser le monomère à groupe hautement fonctionnel « prendre les devants » et provoquer un effet « îlot ».
• « Accélérer » plutôt que « construire » : Le durcissement lent n'est parfois pas dû à une quantité totale insuffisante de groupes fonctionnels, mais plutôt à des « collisions efficaces » insuffisantes. Augmenter correctement la réactivité du système (par exemple, remplacer le HDDA plus lent par le TPGDA), ou choisir un oligomère insensible à l'inhibition par l'oxygène, est plus efficace que d'augmenter simplement le nombre de groupes fonctionnels.
• Adapter le photo-initiateur (moyens auxiliaires) : Sous réserve d'une structure de réseau raisonnable, assurez-vous que le pic d'absorption du photo-initiateur correspond au spectre d'émission de la lampe UV. Pour les systèmes de revêtement colorés ou épais, utilisez un initiateur à longue longueur d'onde (tel que TPO, 819) pour assurer un durcissement profond, ce qui peut améliorer efficacement le problème de « séchage en surface mais pas à l'intérieur » ou de durcissement global lent.

La conception de la formule de durcissement UV est une « architecture matérielle » précise. Les taux de fissuration dépassant 20 % ou le durcissement lent ne sont que des manifestations de l'« effondrement » d'un bâtiment. En tant que formulateurs, notre responsabilité n'est pas de « réparer » les fissures (comme l'ajout d'additifs), mais de revenir au plan de conception et d'examiner la structure portante de ce « bâtiment » - c'est-à-dire le rapport de fonctionnalité et la répartition de la densité de réticulation. Une formule UV réussie doit avoir un réseau de réticulation « homogène » et « solide ». Elle n'est pas obtenue par l'« empilement violent » d'une ou deux matières premières à haute fonctionnalité, mais par la parfaite synergie des composants à haute, moyenne et faible fonctionnalité dans la cinétique de réaction.