丙烯酸酯和环氧树脂光固化配方
20 世纪 60 年代,紫外线 (UV)光固化技术最初是作为溶剂型、热干和风干工艺以及慢固化硅酮、环氧树脂、聚氨酯、压敏胶带、快干胶、改性丙烯酸树脂和其他连接方法的替代品而开发的。然而,它直到 20 世纪 80 年代初才在工业制造应用中流行起来。如今,该技术已广泛应用于许多行业,包括汽车、家电、航空航天、电信、医疗设备、军事和消费电子产品以及图形艺术,因为它们为用户提供了比其他类型材料更大的优势。
在过去的 40 多年里,这些材料已经发展起来,但丙烯酸酯和环氧树脂的化学性质却保持不变。这篇文章将介绍它们背后的技术。
丙烯酸酯体系
“丙烯酸酯”一词是多种材料的简称,包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和类似的官能团。丙烯酸酯体系在暴露于 UVA 光(始终)和可见光(在许多情况下)时会发生反应。这些材料表现出非常广泛的特性。根据添加剂,可以生产出有色(即红色、蓝色或黑色)、不透明、发荧光(通常是半成品检测的要求)或导热的丙烯酸酯体系。丙烯酸酯的物理特性包括附着力、粘度、硬度和外观。由于丙烯酸酯可以通过可见光固化,因此荧光和红色或蓝色配方很常见。
丙烯酸树脂的固化速度取决于配方特性,当然也取决于固化所用光的强度和性质。实际固化速度范围(大部分)在 0.5 - 15 秒之间。固化深度也因配方和工艺特性而异。典型的固化深度范围为 0.10 英寸 - 0.59 英寸(2.5 毫米 - 15 毫米)。
丙烯酸酯光固化材料(LCM)也可以与热或激活剂。当由于存在“阴影”而无法使用光来固化材料时,这种方法非常有用。丙烯酸酯LCM通常不能用湿气或空气来固化。
丙烯酸酯LCM有时会出现表面粘性。表面粘性是由大气中的氧气干扰树脂表面的自由基固化机理而引起的。在大多数情况下,可以通过改变固化工艺(增加光强度、延长固化时间或稍微调整所用光的波长)来消除表面粘性。另一方面,有些丙烯酸酯LCM即使进行了这些改变也不会固化。大多数此类产品设计用于光固化材料不暴露在空气中的应用,即两种基材之间的粘接应用。
环氧树脂(阳离子)体系
环氧树脂LCM有时也被称为“ 阳离子体系“根据所用光引发剂的类型而非树脂的化学组成,环氧 LCM 构成了第二大类光固化材料。这些产品可实现的特性范围比丙烯酸酯LCM略窄。尽管如此,环氧LCM 的配方仍比一些丙烯酸酯光固化材料具有一些优势,包括无粘性固化(无氧抑制)和对某些基材的优异附着力。
环氧树脂和丙烯酸酯LCM之间的一个区别是,光固化环氧树脂通常需要更长的时间才能完全发挥其性能,因此有时会使用热量来加速固化。此外,阳离子LCM的固化会受到水分/湿度的阻碍。
总体而言,紫外线固化可提高生产速度和产品产量,减少在制品和废品,并实现 100%半成品检测。