Introdução àCura por Radiação

- Matérias-primas

- Formulações

Formulação

1. Resina(s) insaturada(s)– Propriedades básicas

2. Monômeros– Redução de viscosidade

– Crosslinking (reticulação)

3. Fotoiniciadores– Geração de radicais ou cátions

4. Pigmentos e cargas– Cor

– Lixamento

– Preenchimento

5. Aditivos– Performance final

ou

UV

EB

Produto curado

2

1. Resinas ou Oligômeros

Epóxi

Isocianato

Poliésteres

Ácido acrílico

Polióis

Máterias-Primas usadas na Produção de Resinas

O

O

- Éter- Éster- Uretano- Epóxi

O

O

4

Principais Tipos de Oligômeros

Epóxi acrilado

Uretano acrilado

Poliéster acrilado

Poliéter acrilado

Acrílico acrilado

5

Oligômeros Acrilados

Maiores responsáveis pela performance do filme curado

Elevado peso molecular

– 500 – 5.000 g/mol

Elevada viscosidade

– Requerem diluição (Monômeros)

Funcionalidade

– Na cura por UV indica o número de grupos insaturados (comumente grupos acrílicos). Quanto maior a funcionalidade geralmente maior a velocidade de cura.

– 1-32

6

Epóxi Acrilado

Resina

– Baixo custo

– Elevada reatividade

– Baixo peso molecular

– Elevada viscosidade

– Baixa umectação de pigmento

– “Baixa irritabilidade”

Filme curado

– Excelente resistência química

– Dureza

– Alto brilho

– Pouca resistência ao amarelamento

7

Epóxi Acrilado

Epóxi acrilado aromático difuncional

Epóxi acrilado modificado

Epóxi acrilado novolac

Epóxi acrilado alifático

8

Epóxi Acrilado Modificado

Redução de viscosidade

Modificação de reatividade

Promoção de flexibilidade

Baixo odor

Funcionalidade ácida

Custo mais elevado

9

Epóxi Acrilado ModificadoExemplos

Epóxi Acrilado Modificado com Ácido Graxo

– Promove umectação de pigmento

– Menor velocidade de cura

– Menor resistência a solvente

– Maior custo

Epóxi Acrilado Modificado com Óleo de Soja

– Promove umectação de pigmento

– Menor velocidade de cura

– Maior flexibilidade

10

Epóxi Acrilado Alifático

Elevada reatividade

Elevada flexibilidade

Baixo amarelamento

Parcialmente solúvel em água

Elevado custo

11

Funcionalidade = 1 Funcionalidade = 8

Flexibilidade Dureza

Amarelamento Não amarelamento

Moderada velocidade de cura Elevada velocidade de cura

Baixa viscosidade Elevada viscosidade

Uretano Acrilado

Variação de performance com a funcionalidade

Funcionalidade

12

Uretano Acrilado

Diacrilado

– Baixa viscosidade

– Baixa reatividade

– Maior flexibilidade

Octa-acrilado

– Elevada viscosidade

– Elevada reatividade

– Elevada dureza

– Excelente resistências química e física

13

Uretano Acrilado

Uretano Acrilado Alifático

– Elevada resistência ao amarelecimento (uso exterior)

– Elevada flexibilidade

– Maior custo

Uretano Acrilado Aromático

– Baixa resistência ao amarelecimento

– Maior rigidez

– Menor custo

14

Poliéster Acrilado

Boa umectação de pigmentos

Ampla extensão de viscosidade: 100 – 10.000 cP

Velocidade de cura moderada a rápida

Dureza e flexibilidade variadas

Baixo odor

Funcionalidade 2-6

Peso Molecular 300 – 3000 g/mol

15

Poliéster Acrilado Modificado

Boa flexibilidade

Boa aderência

Baixa resistência química

Não amarelamento

Ótima umectação de pigmento

Geralmente baixa viscosidade

16

Poliéster Acrilado ModificadoExemplos

Poliéster Acrilado Clorado

– Aderência em diversos substratos (metal e poliolefinas)

Poliéster Acrilado Modificado com Ácido Graxo

– Umectante de pigmento

Poliéster Insaturado

– Boa resistência química

– Boa resistência mecânica

– Baixa velocidade de cura

– Baixo poder de alastramento

– Baixo custo

17

Poliéter Acrilado

Baixíssima viscosidade

Boa reatividade

Boa flexibilidade

Boa umectação de pigmentos

Baixo odor, usados como substitutos de monômeros

18

Poliéter Acrilado Modificado com Amina

Características semelhantes ao Poliéter Acrilado

– Baixíssima viscosidade

– Boa flexibilidade

– Boa umectação de pigmentos

– Baixo odor, usados como substitutos de monômeros

Altíssima reatividade sem uso de Coiniciadores

– Exemplo: aminas

19

Acrílico Acrilado

Excelente aderência em diversos substratos

Baixa a moderada reatividade

Resistência ao amarelecimento

Boa flexibilidade

Elevado custo

20

Comparação das resinas

21

Tintas UV Base ÁguaPor quê?

Desvantagens de Tintas UV 100%

• Migração, odor e emissão de monômeros (rotulagem, segurança)

• Problemas de aderência devidoà retração na polimerização

• Correlação peso molecular /viscosidade

Desvantagens de Tintas Base Água

• Baixa resistência ao risco

• Limitado brilho

• Limitada resistência química

• Baixa resistência a blocking

• Necessidade de coalescentes (VOC)

• Baixa viscosidade com elevado PM (spray)

• Sem monômeros ou solventes

• Menor retração do polímero => melhor adesão

• Sem problema de blocking após a cura

• Boas propriedades mecâncias

• Boa resistência mecânica

• Maior facilidade para fosquear

Tintas UV Base Água

22

Tintas UV Base ÁguaResinas

Baixa viscosidade sem monômeros ou solventes

– Aplicação por spray ou cortina

– Fácil controle de viscosidade

Retração devido à perda de água

– Filmes finos aplicáveis

Excelente adesão em substratos difíceis

Fácil limpeza do equipamento

Reduzida inflamabilidade

Reduzida irritabilidade da pele

Passo de flash-off antes da cura UV

– Maior tempo de cura

– Uso de maior energia

Elevada tensão superficial da água

– Necessita aditivos de umectação

Vis

co

sid

ad

e

Peso Molecular

Dispersão

Solução de polímero

Vantagens

Desvantagens

23

Tintas UV Base ÁguaResinas

1ª. GeraçãoEmulsões de Cura UV

Resinas poliéster e epóxi acriladas emulsificadas

Vantagens– Elevada reatividade

– Excelentes resistências

– Fácil fosqueamento

– Fácil manipulação

– Boa estabilidade

Desvantagens– Apresentam tack após

evaporação da água

2ª. GeraçãoDispersões de Cura UV

Dispersões acrílicas e poliuretânicas de cura UV

Vantagens– Isento de tack depois da

evaporação de água, mesmo sem cura UV

– Maiores resistências após a cura UV

– Boas propriedades mecânicas (relação dureza / flexibilidade)

Desvantagens– Maior dificuldade de limpeza

24

2. Monômeros

Monômeros

Quimicamente: moléculas insaturadas (possuem duplas ligações)

Podem ser do tipo

– Acrílicos

– Metacrílicos

– Vinílicos

– Alílicos

Na maioria das formulações curadas por radiação UV são utilizados os monômeros acrílicos, já que estes apresentam maior velocidade de cura que os outros monômeros insaturados (metacrílicos e vinílicos)

26

MonômerosFunções na Formulação

Diluição das resinas (oligômeros)

Melhoria na umectação dos substratos

Modificação das características físicas finais (flexibilidade, dureza, velocidade de cura) da formulação

Melhoria na aderência em substratos difíceis

27

MonômerosClassificação

Número de insaturações

– Mono, Bi, Tri, Tetra, Penta e Hexafuncionais

– A funcionalidade dos monômeros é fundamental para variar as a velocidade de cura e propriedades físico-químicas dos produtos (elongamento, flexibilidade, dureza, resistência química, etc)

Tipo químico

– Hidrocarbonetos (alcanos) alifáticos e ciclo-alifáticos, éteres derivados do PO (óxido de propileno) e EO (óxido de etileno), aromáticos, derivados do butadieno, poliéster/poliéterderivados.

28

Monômeros

Propriedade Mono Di Tri Tetra Penta

Velocidade de cura Baixa Rápida

Flexibilidade Flexível Quebradiço

Dureza Baixa (mole) Duro

Resistência a

Solventes

Menor Maior

Shrinkage

(Retração)

Baixa Alta

29

Monômeros Monofuncionais

Excelentes para diluição dos oligômeros

– Permitem formular com maior concentração de oligômeros e por isso alteram menos as propriedades do filme determinadas pelos oligômeros. Exemplo: alto brilho e baixa viscosidade com Epóxi Acrilada (EA): o ideal é formular com alta concentração de EA, pois ela tem um alto índice de refração e alto brilho.

Exemplos

– EOEOEtAcrilato rápido, bom poder solvente

– EO4Nonil Fenol Acrilato flexível, boa umectação

– Caprolactona Acrilato muito flexível, baixa volatilidade

– Lauril Acrilato hidrofóbico, flexível, baixaespuma

30

Monômeros Difuncionais

Bom poder de diluição

– Aumentam a velocidade de cura e a rigidez, se comparados com os monofuncionais. Os derivados de PO são excelentes umectantes para pigmentos; os de EO são mais rápidos que os PO. Os PO tem menor tensão superficial que os EO e os alcanos.

Exemplos

– TPGDA: um dos mais utilizados. Apresenta bom poder de diluição e boa velocidade de cura, além de custo baixo

– (PO)2NPGDA: um dos melhores umectantes bifuncionais para pigmentos. Velocidade de cura = TPGDA, maior flexibilidade e dureza que TPGDA.

– PEG600DA: solúvel em água. 31

Monômeros Trifuncionais

A utilização de monômeros trifuncionais tende a aumentar a rigidez do filme, mas escolhendo entre diferentes monômeros trifuncionais a rigidez pode ser diminuída mantendo a alta velocidade de cura:

Velocidade de cura decrescente:

TMP(EO)6TA > TMP(EO)3TA ~ TMP(PO)6TA > TMP(PO)3TA ~ TMPTA

Os POs são excelentes umectantes de pigmentos. Os EOssão mais rápidos que os POs. Quanto maior a EO maior a solubilidade em H2O.

32

MonômerosTMPTA

Aumento de grupos POs

– Diminui a velocidade de cura

– Aumenta a flexibilidade

– Aumenta a resistência química

– Baixo shrinkage (encolhimento, retração)

33

Velocidade de Cura X Funcionalidade

Ve

loci

dad

e d

e c

ura

(m

/min

)

34

Elongamento X Funcionalidade

35

Resistência à Tração X FuncionalidadeR

esi

stê

nci

a à

traç

ão (

psi

)

36

Monômeros Tetra e Pentafuncionais

São utilizados como aditivos

– Aumento da resistência química

– Aumento da velocidade de cura superficial ao invés de aumentar o fotoiniciador na formulação

Exemplos

– Relação de viscosidade em misturas com Epóxi acrilado

(5EO) PetaTetra << PentaErPentaA ~ DiTMPTetraA <<< DiPentaPentaA

(5EO)PetaTetra = Elongação semelhante ao TMPTA porém mais rápido que este último

37

3. Fotoiniciadores

Fotoiniciadores

Radicais livres

Catiônicos

39

FotoiniciadoresDefinição e mecanismo

Fotoiniciadores são aditivos fotolatentes

A radiação UV inicia a decomposição em radicais livres (ou cátions) através da absorção de luz UV pelo fotoiniciador

Radicais atacam as ligações duplas dos oligômeros e monômeros e iniciam uma reação em cadeia

Rede de ligações cruzadas é formada se os oligômeros e monômeros contêm mais que uma dupla ligação.

FilmeReticulação

do Polímero

Decomposição em

radicais livres

X●●

Fotoiniciador inativo

XGatilho

h*

+

40

Fotoiniciadores

Coiniciador

– componente que ao absorver a luz, auxilia o fotoiniciador na produção de radicais livres.

Cromóforo

– grupo funcional do fotoiniciador e o qual define a faixa de absorção da luz.

Absorção de luz

– ocorre quando a luz encontra um grupo cromóforo conveniente para a absorção de fótons de um comprimento de onda definido (emitido pela lâmpada UV).

41

FotoiniciadoresGrupos Cromóforos

Cromóforo λmax (nm)

C=C-C=O 350

N=O 660

N=N 350

C=O 280

Antraceno 380

Naftaleno 310

Benzeno 260

C=C-C=C 220

C=C 180

C-H < 180

C-C < 18042

Longos comprimentos de onda, importantes para cura em profundidade adesãode sistemas pigmentados

Comprimentos de onda médios contribução para cura em profundidade

Comprimentos de onda curtos, cura superficialde sistemas de cura UV

UVC

200 nm

UVB280 nm

UVA315 nm

380 nm

100 nm

visível

Raios-X

FotoiniciadoresMecanismo de reação (Fotólise)

Norrish Tipo I: Clivagem α

– Clivagem fotoquímica ou homólise de aldeídos e cetonas em dois radicais livres intermediários. Exemplos: α-Hidroxicetonas, α-Aminocetonas, BAPO, ...

Norrish Tipo II: abstração de H

– Abstração intramolecular de hidrogênio g por compostos carbonílicos excitados. Exemplo: Benzofenona, Isopropiltioxantona,…

– Abstração intermolecular de doadores de hidrogênio, por exemplo, Aminas ou resinas modificadas com amina, por compostos carbonílicos excitados, por exemplo, Benzofenona, … 43

Norrish Tipo I: Clivagem α

α-Hidroxicetona

O

OH h· C O

+OH. sub produtos

Polimerização

44

Norrish Tipo II: Abstração de H

Benzofenona

H·

Tranferência

de hidrogênio

OR

O

Polímero

+

OH

.

sem iniciação

N

OH

OH

.

subprodutos

N

OH

OH+

Coiniciador

N-metildietanolamina

(MDEA)

O

Fotoiniciador

Benzofenona

h·

O

Fotoiniciador

excitado

*

45

Principais Fotoiniciadores Tipo I

Benzildimetilcetais

α-Hidroxicetonas

α-Aminocetonas

Óxidos de acilfosfina

Fenilglioxilatos

Poliméricos

46

Fotoiniciadores Tipo IBenzildimetilcetal (BDK)

47

O

OO

2,2-dimetoxi-1,2-difeniletan-1-ona– λ = 254, 337 nm

– Primeiro fotoiniciador introduzido no mercado,na década de 1970

– Pó cristalino branco a levemente amarelado

– Apresenta amarelamento após cura,limitando o uso a camadas inferiores

Aplicações– Primers e massas baseados em poliéster insaturado para madeira e

substitutos de madeira

– Tintas e vernizes gráficos baseados em acrilatos para papel, metal e plásticos

Fotoiniciadores Tipo Iα-Hidroxicetonas (AHK)

2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propanona – λ = 245, 280, 331 nm

– Líquido, com boas propriedades de solvência

– Altamente apropriado para blendas com outros fotoiniciadores

– Elevada eficiência para cura de superfície, ou pouco mais reativo do que a 1-hidroxiciclohexilfenilcetona

Aplicações– Vernizes acrilados para madeira, papel, metal e plásticos e vernizes gráficos

O

OH

48

Fotoiniciadores Tipo Iα-Hidroxicetonas (AHK)

1-hidroxiciclohexilfenilcetona – λ = 246, 280, 333 nm

– Pó cristalino esbranquiçado

– Baixo amarelamento, média volatilidade

– Elevada eficiência para cura de superfície

Aplicações– Vernizes acrilados para madeira, papel, metal e plásticos e vernizes gráficos

– Principal uso em vernizes e como fotoiniciador para superfície em sistemas pigmentados

– Especialmente recomendado para uso em aplicações de uso exterior

O OH

49

Fotoiniciadores Tipo Iα-Aminocetonas (AAK)

2-metil-1[4-(metiltio)fenil]-2-morfolinopropan-1-ona– λ = 232, 240, 307 nm

– Odor

Aplicação– Cura de profundidade em tintas

gráficas pigmentadas

2-benzil-2-dimtilamino-1-(4-morfolinofenil)-butanona-1– λ = 233, 324 nm

Aplicação– Cura de profundidade em tintas

gráficas pigmentadas, com excelente performance

N OC

O

CS NO

O

N

50

Fotoiniciadores Tipo IÓxidos de Acilfosfina

Óxido de bisacilfosfina (BAPO)– λ = 360, 365, 405 nm

– Pó amarelo esverdeado

– Baixo odor, baixa volatilidade

Aplicação– Tintas e tintas gráficas

pigmentadas com excelente cura em profundidade

– Aplicações de elevada espessura

Óxido de monoacilfosfina (MAPO)– λ = 295, 380, 393 nm

– Pó amarelo esverdeado

– Boa solubilidade, baixo odor, baixo amarelamento

Aplicação– Tintas e tintas gráficas

pigmentadas com muito boa cura em profundidade

P

OO O

P

OO

51

Fotoiniciadores Tipo IFenilglioxilato

Éster metílico do ácido Fenilglioxílico– λ = 255, 325 nm

– Líquido levemente amarelado

– Baixo amarelamento após a cura

– Excelente propriedades de cura em superfície(resistência a manchamento)

– Permite desenvolvimento de verniz com excelente adesão

Aplicações– Revestimentos para pisos

– Revestimentos para parquet (pisos de madeira)

– Revestimentos de plásticos e metais

O

O

O

52

Fotoiniciadores Tipo IPoliméricos

Elevado peso molecular– Solubilidade mais limitada

– Viscosidade mais elevada

– Baixíssima tendência à migração

Aplicações– Tintas para embalagens

de alimentos

53

Exemplo de umfotoiniciador polímerico

Fotoiniciadores Tipo IIFotossensibilizadores

Benzofenona– λ = 360, 365, 405 nm

– Flocos brancos

– Baixa inibição por oxigênio

– Maior velocidade de cura aumenta com aminas ou resinas modificadas com aminas

Aplicação– Onde há moderadas

expectativas com respeito a cor e odor

Isopropiltioxantona– λ = 380 nm

– Pó amarelo páliod

Aplicação– Como fotoiniciador auxiliar em

sistemas pigmentados

O

54

FotoiniciadoresResumo

• Absorve a luz abaixo de 300 nm

• Moderado em termos de cor e odorBenzofenonas (BP)

• Amarelamento após cura – limitação de uso

• Cura de supefície

• Ideal para fillers e primers

Benzildimetilcetal(BDK)

• Absorve luz abaixo de 300 nm

• Cura de superfície

• Para vernizes

α-Hidroxicetonas(AHK)

55

FotoiniciadoresResumo

• Absorve luz acima de 300 nm

• Excelente cura em profundidade

• Para sistemas pigmentados transparentes

α-Aminocetonas(AAK)

• Absorve luz acima de 380 nm

• Ideal para sistemas pigmentados opacos

• Excelente cura de profundidade

Óxidos de acilfosfina(MAPO/BAPO)

• Baixo amarelamento

• Excelente cura de superfície

• Para vernizesFenilglioxilato (PG)

• Maior peso molecular

• Baixíssima migração

• Tintas de embalagens de alimentosPoliméricos

56

Fotoiniciadores

Excitação eficiente do fotoiniciador através da emissão de luz pela lâmpada

Ab

so

rção

do

s f

oto

inic

iad

ore

s

(AH

K,

AA

K,

MA

PO

e B

AP

O)

Em

issão

da lâ

mp

ad

a d

e H

g

57

FotoiniciadoresCritérios de Seleção

Propriedades de cura

Perfil de Absorbância (ativação/comprimento de onda/energia)

Comportamento da Cura (profundidade/superfície, inibição por O2)

Eficiência e reatividade (velocidade e concentração)

Propriedades Físicas

Solubilidade em monômeros/oligômeros

Baixa volatilidade, sem migração (odor, fotofragmentos)

Rotulagem, indicação de segurança

Propriedades do filme

Amarelamento (depois da cura e exposição à luz)

Adesão do revestimento ao substrato

Sensibilidade ao preço58

FotoiniciadoresCura Superficial

Oxigênio

– Inibidor da cura superficial

– Deve gerar um número suficiente de radicais que compense o oxigênio.

Ozônio

– Também é inibidor da eficiência de cura superficial

• A retirada deve ser eficiente (para fora do equipamento)

• Limite de Segurança: 0,1ppm/8h de trabalho

– Recomendado o uso de aminas como coiniciadores

– Aumento da concentração de fotoiniciadores

– Avaliação da intensidade da lâmpada

59

Reação de supressão do estado excitado do fotoiniciador

[FI]* + O2 FI + O2*

Reação de captura do radical livre R• + O2 R – O – O•

Forte propagação Fraca propagação

Técnicas para minimizar os efeitos do O2– Usar um filme transparente (barreira para o Oxigênio)– Aumentar a intensidade da lâmpada UV (> fótons)– Utilizar atmosfera inerte (N2)– Utilizar aminas sinergísticas (sequestro do O2)

FotoiniciadoresInibição por Oxigênio

60

Formulação

Formulação

Foto-iniciador

Inicia a reaçãoInfluencia na cura

AditivosPropriedades das tintasEx: brilho, nivelamento,

estabilidade UV

Pigmentos e CargasColoração, lixamento, enchimento

MonômerosBaixo PM, ajuste viscosidade, densidade de ligações cruzadas

Monofuncionais: acrilado, estirenadoDi/tri/tetrafuncionais: acrilados

Resinas ou OligômerosAcrilados, Poliésteres insaturados:

Elevado PM, normalmente elevada viscosidadeInfluencia as principais propriedades da tinta / verniz:

reatividade, brilho, adesão, resistência, ...

1 – 5%

0 – 5%

0 – 50%

0 – 60%

25 – 95%

62

Formulação

DesempenhoPropriedades físico-químicas adequadas para o processo do cliente

PreçoBaixo custo de matérias-primas e produção

63

A formulação depende de vários fatores:

Tipo de

substrato

Madeira

Papel

Plástico

Metal

Vidro

Formulação

64

Tipo de

aplicação

Rolo

Pistola

Offset

Flexografia

Serigrafia

Propriedades do

revestimento

Resistência à luz

Flexibilidade

Aderência

Espessura

FormulaçãoTintas Gráficas

Formulação - Artes GráficasFlexografia - Substratos

Kraft

– Epóxi acrilados para menor absorção

Papel

– Epóxi acrilados e poliéster acrilados para brilho e baixa absorção

Filme

– Poliéster acrilados e blendas de oligômeros para aderência

Formulação - Artes GráficasFlexografia - Requisitos de Desempenho

Viscosidade

– Depende da escolha e proporção de oligômeros e monômeros. Viscosidade típica de 400 - 1000 cP (25°C)

Densidade de cor e reologia

– Interação do pigmento com o sistema de oligômeros e monômeros

Brilho

– Escolha dos oligômeros

Baixa absorção

– Depende do peso molecular dos oligômeros

Aderência

– Escolha dos oligômeros e monômeros

Velocidade de cura

– Funcionalidade dos monômeros e pacote de fotoiniciador

Dispersão de pigmento % Tinta %

Monômeros 0 – 30 Dispersão de

pigmento

45 – 60

Pigmento 25 – 40 Monômeros 30 – 50

Oligômeros (umectação,

aderência, cura,

absorção baixa)

30 – 50 Oligômeros

(reatividade, dureza,

flexibilidade)

0 – 20

Inibidor 0,1 – 1 Aditivos (ceras, etc.) 0 – 5

Fotoiniciadores 8 – 12

Formulação - Artes GráficasFlexografia

Espessura típica = 3 µm

Formulação - Artes GráficasOffset - Substratos

Papel

– Epóxi acrilados para velocidade de cura e baixo custo

Plásticos

– Poliéster acrilados e blendas de oligômeros para aderência

– Produtos de baixo odor quando para alimentos

Formulação - Artes GráficasOffset - Requisitos de Desempenho

Resistência a risco

– Uretano acrilado de alta funcionalidade

Resistência à água

– Monômeros de alta funcionalidade

Laminação

– Uretanos acrilados flexíveis

Dispersão de pigmento % Tinta %

Monômeros

(GPTA/TPGDA)

5 – 10 Dispersão de

pigmento

50 – 60

Pigmento 25 – 35 Monômeros 0 – 5

Oligômeros (umectação,

aderência, cura, fluidez)

– poliéster e/ou epóxi

50 – 60 Oligômeros

(reatividade, dureza,

flexibilidade)

0 – 30

Inibidor 0,1 – 1 Aditivos (ceras, etc.) 0 – 5

Fotoiniciadores 8 – 12

Formulação - Artes GráficasOffset

Viscosidade típica = 120 - 300 Poises (25°C)Espessura típica = 2 µm

Formulação - Artes GráficasSerigrafia - Variáveis

Custo

– BAIXO – Epóxi acrilados

Substrato

– PLÁSTICOS – Poliésteres acrilados especiais, uretano acrilados, acrílico acrilados, aminas acriladas

Resistência a risco

– Uretano acrilado de alta funcionalidade

Resistência à água e às intempéries

– Monômero ou uretano acrilado (de preferência alifático) de alta funcionalidade

Flexibilidade

– Uretano acrilado flexível e/ou IBOA ou TBCH

Resistência a solventes

– Epóxi acrilado ou uretano acrilado

Formulação - Artes GráficasSerigrafia - Requisitos de Desempenho

Dispersão de pigmento % Tinta %

Monômeros 5 – 40 Dispersão de pigmento

70 – 80

Oligômeros 20 – 80 Monômeros 0 – 15

Pigmento 5 – 50 (branco opaco)

Oligômeros (reatividade, dureza, flexibilidade)

0 – 15

Aditivos (controle de espuma)

0,3 – 1,5 Aditivos (nivelamento, fluidez)

0,3 – 1,5

Inibidor 0,1 – 1 Cargas / ceras 0 – 15

Fotoiniciadores 4 – 6

Formulação - Artes GráficasSerigrafia

Viscosidade típica = Plana: 40-300 Poises (25°C) Rotativa: 500 - 2500 cP (25°C)

Espessura típica = 8 a 30 μm

FormulaçãoMadeira

Formulação – MadeiraSubstratos

Aglomerado

• Móveis de baixo custo

MDF

• Móveis com melhor perfor-mance

Lâmina

• Móveis de alto custo

Chapa dura

• Produtos de elevada reatividade

76

substrato + massa UV

veio de impressão

verniz UV fosco ou brilhante

primer UV 1

primer UV 2

Formulação – MadeiraProcesso de impressão

77

Formulação - MadeiraProcesso de Pintura - Rolo

Massa

– Epóxi com cargas

Primer

– Epóxi/poliéster com alta pigmentação

Massa % Primer %

Epóxi acrilado 25 – 40 Epóxi acrilado 15 – 30

Cargas 40 – 70 Poliéster 0 – 25

Monômeros 5 – 10 Pigmento 10 – 30

Fotoiniciador 1,5 – 3 Fotoiniciador 3 – 5

Monômero 10 – 20

Carga 0 – 10

Aditivos 1 – 2

Espessura 60-100 g/m² Espessura 5-30 g/m²

Viscosidade Alta Viscosidade 20” CF6 – 120 KU

Formulação - MadeiraProcesso de Pintura - Rolo

Veio de impressão

– Epóxi – baixa viscosidade (boa definição do desenho)

Acabamento

– Epóxi (brilhante ou semi-brilho)

– Poliéster/uretanos (foscos)Veio de Impressão % Acabamento %

Epóxi acrilado 30 – 50 Oligômero acrilado 40 – 60

Monômeros 20 – 40 Monômeros 20 – 40

Pigmento/Corante 15 – 25 Fotoiniciador 2 – 5

Fotoiniciador 3 – 10 Fosqueante 0 – 12

Aditivos 0,5 – 5

Espessura 4 g/m² Espessura 5-30 g/m²

Viscosidade 20” – 60” CF4 Viscosidade 60” CF4 – 50” CF8

Controle de Qualidadee Aplicação

Controle de Qualidade

Viscosidade

Densidade

Fineza

Força de tingimento

Adesão

Estabilidade

Velocidade de cura

Nivelamento

81

Controle de Qualidade

Viscosidade

– Copos

– Viscosímetros placa-cone / placa-placa

– Viscosímetros rotacionais

82

Controle de Qualidade

Densidade

– Picnômetro

Fineza

– Grindômetro

83

Controle de Qualidade

Força de tingimento

– Espectrofotômetro

Adesão

84

Controle de Qualidade

Estabilidade

Velocidade de cura

Brilho / Nivelamento

85

Controle na Aplicação

Resistência a solventes

Scratch – Resistência ao risco

Blocking – resistência ao empilhamento

Coeficiente de fricção (slip)

Resistência à Abrasão

Encolhimento / Retração (shrinkage)86

glass plate

hammer (500 g)

Scotch-brite

Controle na Aplicação

Resistência a MEK e Tolueno

– São usados para confirmar se a cura foi completa

Testes de aderência

– Após 24 h

Testes de Cura (secagem)

– Resistência à unha

87

Controle na AplicaçãoRadiômetro

Controle total do processo

– Dose: energia total recebida por unidade de área pela superfície do substrato durante a aplicação. Varia com o tempo. Unidade: J/cm2

– Irradiância (Intensidade): número de fótons recebidos por unidade de área pela superfície do substrato. Varia com a potência da lâmpada, distância substrato/lâmpada, conjunto lâmopada/refletor. Unidade: W/cm2

– Velocidade da linha. Unidade: m/min

Monitoramento do desempenho da lâmpada UV

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Controle na AplicaçãoRadiômetro

Rápida verificação de problemas de cura

Estabelecimento de condições ideais de cura: equipamento e tinta/verniz

Otimização de uso de lâmpadas

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Fatores que influenciam na curaEfeito da cor do substrato

Reflexão e absorção da luz UV

Substratos: Branco, Transparente e Refletivo

– A velocidade de cura pode aumentar em 20% nos substratos brancos comparado aos negros.

– Substratos transparentes e refletivos favorecem a velocidade de cura (~40%).

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Fatores que influenciam na curaCor, Concentração e Tamanho de partícula

Alta Baixa

Tamanho de partícula

Pequenas Grandes

Vermelho Amarelo Verde Azul Pigmentos

Pobre Média Boa

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Cura

Concentraçãode pigmento

Tamanho departícula

Cor

Fatores que influenciam na curaEspessura de Camada

Quanto maior a camada do filme (transparente ou pigmentado), maior é a dificuldade de cura.

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Pobre Média BoaCura

Espessurade filme

Espessos

Finos

Fatores que influenciam na cura

Equipamento de cura UV

– Intensidade da luz UV gerada pela lâmpada

– Espectro da luz UV

– Tipo de lâmpada UV / Potência / Energia

– Número de lâmpadas

– Conversor de velocidade;

– Refletores

– Atmosfera inerte

Formulação

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Importante

A cura correta é a propriedade mais importante para o desempenho do produto. Todas as outras propriedades são decorrentes e/ou se originam desta.

Uma cura deficiente prejudica todas as outras características como: resistência ao risco, adesão, etc.

Também a viscosidade e a reologia do produto asseguram a fluidez do produto no equipamento de aplicação.

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Dúvidas ?

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