پوشش های قابل پخت با تشعشع

پوشش‌های قابل درمان با تشعشع از لایه‌های پلیمری تشکیل شده‌اند که با قرار گرفتن در معرض تابش نور فرابنفش (UV) یا تابش پرتو الکترونی (EB) پخت می‌شوند. این روش در مقایسه با تکنیک هایی مانند خشک کردن فیلم یا پوشش های ترموست، امکان پردازش سریع را فراهم می کند. عمل آوری پرتویی مواد کامپوزیتی را در دمای محیط تولید می کند. این فرآیند افزودن نانوذرات سیلیس را به رزین‌های قابل درمان با تشعشع برای ایجاد عناصر مقاوم در برابر خراش و ساییدگی امکان‌پذیر می‌سازد. چنین موادی به عنوان درزگیر یا لایه های شفاف در جوهرها، لوازم الکترونیکی و چسب ها قابل استفاده هستند.

برخلاف پوشش‌های حرارت‌یافته، رقیق‌کننده (همچنین به عنوان حلال شناخته می‌شود) و رزین با یک ماده مایع واکنش‌پذیر جایگزین می‌شوند که در آن رنگدانه، علاوه بر سایر افزودنی‌ها، پراکنده یا حل می‌شود. این باعث افزایش توان و رسانایی می شود. پوشش‌های قابل درمان با تشعشع مزایای بهره‌وری و صرفه‌جویی در هزینه‌ها از جمله حذف وابستگی به اجاق‌های عظیم، عمر طولانی دیگ و کاهش ردپای تجهیزات را ارائه می‌کنند. چنین پوشش‌هایی امکان جایگزینی فیلم‌های پیچیده و چند جزئی را با گزینه‌های ساده‌تر تک لایه با کیفیت بالا می‌دهند. نصب تجهیزات مربوطه بدون نیاز به حلال آسان است. آنها نرخ تولید بالایی را در خود جای می دهند.

مزایای ارائه شده توسط این محصولات به بسیاری از زمینه ها از جمله صنایع چوب، کاغذ، اپتیک، الکترونیک و پلاستیک گسترش می یابد. این فناوری به دلیل عواملی مانند کاهش مصرف انرژی، اجزای آلی فرار کم و مقاومت شیمیایی بالا "سبز" در نظر گرفته می شود.

معایب شامل هزینه به دست آوردن مواد اولیه ضروری و خطرات بالقوه سلامتی، همراه با مشکلات چسبندگی ناشی از جمع شدگی سریع پوشش است. علاوه بر این، اشیاء سه بعدی به سختی قابل درمان هستند.

تاریخچه و روندهای کنونی

 پوشش های قابل پخت با تشعشع اولین بار در دهه 1970 معرفی شدند. از آن زمان، به دلیل مزایایی که نسبت به نسخه‌های سنتی داشتند، استفاده از آن‌ها به تولید پوشش‌های چوبی، لاک‌های چاپی و فیلم‌های چراغ‌های جلو خودرو گسترش یافت. برخی از کاربردهای منحصر به فرد، مانند کابل های فیبر نوری، این فناوری را نیز درگیر می کنند.

در حال حاضر این محصولات درصد بسیار کمی از بازار را به خود اختصاص داده اند. با این حال، انتظار می رود با افزایش علاقه به فناوری سازگار با محیط زیست، این تغییر کند. سایر زمینه‌هایی که پوشش‌های قابل درمان با تشعشع یا در بازار جذب می‌شوند یا برای استفاده بالقوه تحت آزمایش قرار می‌گیرند عبارتند از:

• نانوذرات : برای بهبود خواصی مانند سفتی در لایه‌های چوبی شفاف استفاده می‌شود.

• استریولیتوگرافی : شامل تشکیل قطعات سه بعدی از رزین های حساس به نور است.

• سیستم‌های منتقله از آب : به عنوان پوشش‌های پخت دوگانه و جایگزینی برای سیستم‌های متشکل از حلال عمل می‌کنند.

• الکترونیک چاپی : شامل دستگاه های الکتریکی است که با چاپ ساخته می شوند.

انواع 

انواع پوشش های قابل درمان با تشعشع عبارتند از:

• رزین ها

• آغازگرهای نوری

• مواد افزودنی

پوشش ها از تعداد بی شماری از اجزای مختلف تشکیل شده اند، مانند:

الیگومرها : مواد واکنش پذیر با وزن مولکولی کم در معرض پلیمریزاسیون بیشتر هستند. هنگامی که پلیمریزه یا پخت می شود، الیگومرها برای تعیین خواص اساسی پوشش استفاده می کنند. الیگومرهای موجود در لایه ها عبارتند از:

• اکریلیک اکریلیک

• سیلیکون آکریلات

• پلی استر اکریلات

• اورتان آکریلات

• اپوکسی اکریلات

• پلی اتر اکریلات

مونومر : این مواد مولکولی وزن کمی دارند. آنها سطوح ویسکوزیته پوشش های قابل درمان با تشعشع را کاهش می دهند. رفتار آنها شبیه حلال های موجود در رنگ است. مونومرهای تک عملکردی یک وظیفه واحد دارند که ویسکوزیته را کاهش می دهند. مونومرهای چند منظوره عملکردهای اضافی مانند تشکیل شبکه‌های پلیمری برای الیگومرهای اتصال متقابل را به عنوان پخت پرتو انجام می‌دهند.

آغازگرهای نوری : این مواد نور را جذب می‌کنند، چه UV یا مرئی، و شروع به واکنش‌های پیوند متقابل می‌کنند. محرک واکنش‌ها، تولید رادیکال‌های آزاد است که در سیستم‌های پلیمریزه شده یا سیستم‌های شروع نور کاتیونی رخ می‌دهند.

مواد افزودنی : این محصولات عملکردهای مختلف از جمله رنگدانه ها، پرکننده های کنترل ویسکوزیته، عوامل مرطوب کننده و افزودنی های مختلف برای رنگ ها را اصلاح و بهبود می بخشند.

پوشش های قابل پخت با تشعشع چگونه کار می کنند 

پوشش های قابل درمان با تشعشع با جایگزینی نور به جای گرما در فعالیت پخت ایجاد می شوند. این لایه ها از انرژی UV، نور مرئی یا الکترون های کم انرژی (EB) استفاده می کنند. این در تضاد با روش های سنتی با استفاده از تکنیک های حرارتی، اکسیداتیو یا تبخیری است. فرآیند پخت پرتو به عناصر اضافی برای فرمولاسیون پوشش نیاز دارد. اینها شامل آغازگرهای نوری هستند که با نور واکنش می‌دهند و همچنین رزین‌های واکنش‌دهنده برای پخت با آغازگرهای نوری.

پخت با اشعه ماوراء بنفش : عمل آوری UV منابع روشنایی بخار جیوه با فشار متوسط ​​یا لامپ های پر از گاز را بدون الکترود درگیر می کند که تابش فرابنفش با طول موج 200 تا 400 نانومتر تولید می کند. لامپ ها نیمه بیضوی یا سهمی هستند تا نور را روی پوشش پخت متمرکز کنند. لامپ های UV دارای سپرهایی برای محافظت از کارگران در برابر تشعشعات هستند.

پخت پرتو الکترونی : این روش شامل بمباران الکترون‌ها روی سطح پوشش است. این رادیکال های آزاد ضروری برای واکنش پلیمریزاسیون را تشکیل می دهد. یک پرتو الکترونی که از یک تفنگ الکترونی ساطع می‌شود، الکترون‌هایی را که از سطح کاتد با خلاء زیاد ساطع می‌شوند، شتاب می‌دهد و هدایت می‌کند. این تجهیزات شامل محافظت در برابر تشعشعات یونیزان برای کارگران است. از دو نوع شتاب دهنده الکترونی زیر استفاده می شود:

• پرتو الکترونی کاتدی نقطه ای

• پرتو الکترونی کاتدی خطی

کاربردهای نوآورانه ای برای پوشش های قابل درمان با تشعشع در مناطقی مانند فیلم های فلزی و لوازم خانگی یافت شده است. می توان ویژگی های خاصی مانند صافی، براقیت، سختی و سایر ویژگی ها را با استفاده از پخت UV اضافه کرد. در فرمولاسیون UV که 100 درصد از مواد جامد تشکیل شده است، نیازی به پراکندگی رزین ها و افزودنی ها با استفاده از حلال یا آب نیست. در نتیجه، سیستم های خشک شده با اشعه ماوراء بنفش هیچ گونه تمایل ته نشینی یا ته نشینی ندارند.

لوازم خانگی نیاز به پوشش هایی با توانایی مقاومت در برابر استرس بیش از حد و مقاومت در برابر آثار انگشت دارند. پخت با اشعه ماوراء بنفش قابلیت تولید پوشش‌های مقاوم در برابر سایش حرارتی را ارائه می‌دهد و در نتیجه از ظاهر "پلاستیک" همانطور که در پوشش‌های حرارتی دیده می‌شود، جلوگیری می‌کند. با درجه بالایی از اتصال عرضی پلیمری، یک پوشش قابل درمان با تشعشع، استحکام سطحی و همچنین مقاومت در برابر خراش را افزایش می دهد. در عین حال، انعطاف پذیری کافی برای خم شدن سطح را فراهم می کنند.

کاربرد پوشش ها

پوشش‌های قابل پخت با تشعشع، کاربردهای متنوعی را شامل می‌شوند، از جمله: 

• طراحی گرافیک

• لاک زدن روی چاپ

• بسترهای فلزی

• کفپوش

• چاپ

• بسته بندی

• مبلمان

• فتوولتائیک

• لوازم خانگی

• لوله های فولادی

• قوطی های نوشیدنی

انتخاب پوشش های قابل پخت با تشعشع 

پوشش‌های قابل درمان با تشعشع در اشکال مختلف با کاربردهای بالقوه فراوان موجود هستند. مشخصات سازنده را بررسی کنید تا مطمئن شوید محصول انتخاب شده از کاربرد مورد نظر پشتیبانی می کند.

منبع: GlobalSpec