Specialprestandaoligomerer

1.Dubbelhärdande oligomerer

Om en oligomer innehåller två olika typer av aktiva funktionella grupper för härdning, såsom en akrylatgrupp som kan genomgå friradikalhärdning, och en annan grupp som kan genomgå katjonisk fotohärdning, fukthärdning, hydroxylhärdning eller termisk härdning, kallas den en dubbelhärdande oligomer.

Med hjälp av bisfenol A-epoxiharts och akrylsyra i en ringöppnande förestringsreaktion [epoxigrupp:karboxylgrupp = (1,5 ~ 2,0) : 1, molärt förhållande] framställs ett epoxiakrylat-harts innehållande epoxigrupper. Akrylgrupperna kan genomgå fri radikalpolymerisation, medan epoxigrupperna kan genomgå katjonisk fotopolymerisation eller termisk härdning. Forskningsresultat visar att det finns en intramolekylär interaktion mellan dessa två aktiva funktionella grupper, vilket effektivt kan främja utvecklingen av både fri radikal- och katjonisk fotopolymerisation, vilket avsevärt förbättrar reaktionshastigheten och den slutliga omvandlingshastigheten, samtidigt som syrgasinhiberingen minskar kraftigt. Den härdade filmen som bildas av dubbelhärdande oligomerer uppvisar bättre mekaniska egenskaper.

Genom att reagera hexametylendiisocyanat med N,N-bis(3-aminopropyltrietoxisilan), följt av reaktion med hydroxietylakrylat, kan ett siloxanliknande polyuretanakrylat med både friradikalfotohärdande och fukthärdande dubbelhärdande egenskaper framställas. Detta kan användas i fotohärdande konforma beläggningar.

Syntes av fenoliska epoxiakrylat-hartser innehållande epoxigrupper resulterar i material med både friradikal-fotohärdande och termisk härdande dubbelhärdningsfunktioner, vilka kan användas i fotoavbildbara lödresister.

2.Självinitierande oligomerer

Det finns två typer av oligomerer med självinitierande funktioner:

1. Själva oligomeren har fotoinitierande förmåga, så lite eller till och med ingen ytterligare fotoinitiator behöver tillsättas i formuleringen.
2. En fotoinitierande grupp införlivas i oligomeren, vilket omvandlar den till en makromolekylär fotoinitiator som fungerar både som oligomer och som fotoinitiator i formuleringen.

Den första typen av självinitierande oligomer är en ny produkt som utvecklats av det amerikanska företaget Ashland. Den framställs genom en Michael-additionsreaktion mellan multifunktionella akrylatestrar och β-ketoestrar (såsom etylacetoacetat, allylacetoacetat och 2-acetoacetoxietylmetakrylat). Det aktiva metylenkolet i β-ketoestern bildar en ny kovalent bindning med det terminala kolet i akrylatets kol-kol-dubbelbindning. Karbonylgruppen i β-ketoestern är bunden till en fullständigt substituerad kolatom. Denna bindning är instabil i ultraviolett ljus. Efter att ha absorberat UV-ljus bryts den lätt och genererar en acetylfri radikal och en annan makromolekylär fri radikal, vilket ger självinitierande förmåga.

Därför behövs lite eller ingen ytterligare fotoinitiator i UV-beläggningar, tryckfärger och lim formulerade med självinitierande oligomerer. Detta undviker problem som lukt, gulfärgning, blandningssvårigheter, utfällning, migration och höga kostnader i samband med tillsats av traditionella fotoinitiatorer.

Självinitierande oligomerer kan också framställas genom reaktioner mellan olika akrylatestrar och olika Michael-donatorer, vilket bildar en serie produkter.

Akrylattyper inkluderar: akrylat, epoxiakrylat, polyuretanakrylat, polyesterakrylat, silikonakrylat, melaminakrylat, perfluorakrylat, fumarat och maleat. Michael-donatorer inkluderar: β-ketoestrar, β-diketoner, β-ketoamider, β-ketoanilider och andra. R'-gruppen i Michael-donatorn kan vara en funktionell grupp eller en dubbelhärdande grupp.

Den andra typen av självinitierande oligomer framställs mestadels genom att hydroxylinnehållande fotoinitiatorer (såsom bensoin, 1173, 184, 2959) reagerar med oligomerer innehållande isocyanatgrupper, varigenom fotoinitiatorn ympas på oligomeren för att skapa en makromolekylär fotoinitiator med en inbyggd initierande grupp.

Fördelar med ympade fotoinitiatoroligomerer:

1. Fotohärdningshastigheten ligger nära den för konventionella oligomerer i kombination med småmolekylära fotoinitiatorer.
2. God kompatibilitet med systemet.
3. Minskar fotoinitiatorns migrationsförmåga avsevärt.
4. Minskar genereringen av skadliga fotonedbrytningsprodukter från fotoinitiatorn (såsom bensaldehyd).
5. Fotoinitiatorn är giftfri och ofarlig, vilket gör den lämplig för användning i beläggningar och tryckfärger för livsmedelsförpackningar.

Data visar att ympningsprodukterna från fotoinitiatorer kraftigt minskar migrations- och urlakningsförmågan hos initiatorfragment, och mängden bensaldehyd som genereras i den härdade filmen minskas också avsevärt. Därför skapar ympning av fotoinitiatorer på oligomerer i huvudsak en klass av makromolekylära fotoinitiatorer som är giftfria och ofarliga. De kan användas i beläggningar och tryckfärger för livsmedels- och läkemedelsförpackningar. År 2006 tillkännagav den amerikanska livsmedels- och läkemedelsmyndigheten (FDA) att UV-beläggningar och tryckfärger som produceras med makromolekylära fotoinitiatorer kan användas vid tryckning av livsmedels- och läkemedelsförpackningar, vilket helt förändrar den tidigare praxisen där UV-bläck och -beläggningar inte kunde användas för livsmedels- och läkemedelsförpackningar, och öppnar upp ett nytt område för UV-bläck- och -beläggningstillämpningar.

3.Lågviskösa oligomerer

I slutet av 1900-talet uppstod en ny teknik för fotohärdbara material – UV-bläckstråleutskrift. Bläckstråleutskrift är en kontaktlös utskriftsmetod som inte kräver tryckplåtar. Den bildar bilder genom att mata ut bläckdroppar på ett substrat. Genom att redigera grafik och text via en dator och styra skrivhuvudet för att mata ut bläckdroppar med precision, är det en helt digital bildprocess. Det är för närvarande en av de snabbast utvecklande digitala bildmetoderna och erbjuder fördelarna med utskrift på begäran, hög hastighet, hög kvalitet och livfulla färger.

Den huvudsakliga förbrukningsmaterialet för UV-bläckstråleutskrift är UV-bläckstrålebläck, vilket kräver att bläcket har låg viskositet, hög härdningshastighet, god pigmentstabilitet och ingen sedimentering.