Le tuyau est un élément important de l'emballage quotidien des produits chimiques.Largement utilisés dans des produits tels que les crèmes pour les mains, les produits nettoyants, les crèmes solaires, etc., les revêtements de surface traditionnels pour tuyaux sont principalement des revêtements polyuréthanes bicomposants à base de solvants. Bien que ces revêtements offrent d'excellentes performances en termes de flexibilité et d'impression secondaire (bronzage), leur teneur en COV (composés organiques volatils) atteint 80 %, ce qui limite leur utilisation. Ces dernières années, avec la prise de conscience environnementale croissante de la population, la production et l'utilisation de revêtements à forte teneur en COV sont soumises à une surveillance stricte. Il existe un consensus sur la nécessité de privilégier des revêtements de tuyaux respectueux de l'environnement.et remplacer les revêtements traditionnels à forte teneur en COV.
Actuellement, les revêtements écologiques reconnus comprennent : 1. Les revêtements à base d’eau dont la teneur en COV est inférieure à 10 % ; 2. Les revêtements à haute teneur en solides, voire les revêtements 100 % solides, dont la teneur en solides est supérieure à 85 %. Le polyéthylène (PE), matériau de base des tuyaux, présente une faible tension superficielle et une faible polarité, ce qui explique le manque d’applications éprouvées des revêtements à base d’eau dans ce domaine. Les revêtements à haute teneur en solides polymérisables aux UV sont devenus le revêtement de choix pour les tuyaux, grâce à leur haute efficacité, leurs économies d’énergie et leur respect de l’environnement. Cependant, leur utilisation pour la fabrication d’emballages de tuyaux destinés à l’utilisation de produits chimiques courants engendre généralement des problèmes tels qu’une faible résistance au vieillissement sous la lumière, un jaunissement facile, des fissures, un aspect mat, une faible résistance à l’usure, des difficultés d’impression secondaire (bronzage) et une odeur désagréable après application.
Cet article partira des principes de base des revêtements à polymérisation UV, en les associant à des applications concrètes, et abordera en détail les principaux problèmes mentionnés précédemment lors du revêtement et de la décoration secondaire des matériaux d'emballage utilisés dans l'industrie chimique. S'appuyant sur l'optimisation de la formulation du revêtement, des solutions spécifiques à ces problèmes seront proposées en fonction des spécificités de chaque fabricant de matériaux d'emballage.
Introduction aux revêtements à polymérisation UV
La photopolymérisation est une technologie « verte » émergente en plein essor. Depuis les années 1970, elle est largement utilisée dans les revêtements, les encres, les agents de réticulation et le domaine médical. Parmi les techniques de photopolymérisation, la polymérisation par ultraviolets (UV) est actuellement la plus répandue. Les revêtements UV sont principalement composés de photo-initiateurs, de résines insaturées et de monomères, d'additifs de contrôle de surface, ainsi que des pigments et charges nécessaires. Dans le domaine de la décoration de surface des emballages de produits chimiques d'usage courant, la polymérisation UV est largement utilisée pour la pulvérisation, l'impression et d'autres procédés. Pour le revêtement des tuyaux d'emballage de produits chimiques d'usage courant, les revêtements UV se caractérisent par un durcissement rapide, une brillance de surface élevée, une excellente résistance aux rayures et une teneur élevée en matières solides. En tant que matériau de revêtement écologique émergent, il suscite un intérêt croissant ces dernières années.
Cependant, comme tout matériau, les revêtements durcissables aux UV présentent des inconvénients tels que le jaunissement, la fissuration et une faible résistance à l'usure. Cet article aborde les problèmes courants des revêtements UV appliqués aux tuyaux, en partant de leurs causes, et propose des solutions, de la conception de la formule du revêtement à son application.
Principaux problèmes et solutions lors de l'application de revêtements à polymérisation UV sur les matériaux d'emballage de tuyaux chimiques courants
I. Causes et solutions du jaunissement
Le jaunissement des revêtements polymérisés aux UV est principalement dû à la présence de structures moléculaires capables d'absorber les ultraviolets d'une longueur d'onde spécifique. Après absorption, ces substances subissent des transitions de niveau d'énergie, entraînant l'oxydation du revêtement. Lorsque le degré d'oxydation reste faible, le revêtement prend une teinte jaune, phénomène communément appelé « jaunissement ».
(Image de gauche : phénomène de jaunissement ; image de droite : normal)
Les principaux composants des revêtements UV capables d'absorber la lumière ultraviolette sont :
1. Résidus de photo-initiateur (il s'agit de la substance la plus importante responsable du jaunissement)
2. Structure moléculaire contenant une activité UV (cette partie du revêtement UV est principalement une substance contenant une structure cyclique benzénique dans la résine ou le monomère UV)
3. Liaisons insaturées résiduelles non durcies et autres substances facilement oxydables (telles que les groupes amino, etc.).
II. Causes et solutions de la fissuration des revêtements
Les principales causes de la déformation et de la fissuration du revêtement sont les suivantes : 1. L’adhérence du revêtement au substrat est insuffisante ; 2. L’allongement à la rupture du revêtement après durcissement est faible. On dit souvent que la résistance du revêtement est insuffisante.
Solutions pour les fissures de revêtement :
1. Dès la conception de la formule, fournir des revêtements avec une meilleure adhérence et une plus grande résistance ;
2. Concernant le contrôle du procédé de revêtement, les méthodes spécifiques sont les suivantes : 1. Prétraitement du substrat, par exemple par flamme, effet corona ou autres traitements appliqués au substrat ou par prétraitement avec l’agent de pré-revêtement, afin d’accroître la polarité de surface du substrat et d’en améliorer la qualité. 2. Lors du procédé de revêtement, l’épaisseur du revêtement doit être réduite de manière appropriée, et la température de polymérisation ainsi que l’énergie de polymérisation UV doivent être augmentées.
III. Causes et solutions des odeurs désagréables
Le tuyau revêtu dégagera une odeur âcre lors de la mise en place du produit, surtout s'il est resté longtemps scellé dans son emballage. Cette odeur est principalement due à la migration, au fil du temps, de composés moléculaires à bas point d'ébullition présents dans le film de peinture vers la surface du revêtement. Ces composés s'évaporent dans l'air et s'accumulent continuellement dans un environnement clos. Leurs sources principales sont les solvants résiduels (solvants incomplètement volatilisés), les monomères résiduels (durcissement incomplet) et les composés issus de la photo-initiation et de leur craquage (résidus d'initiateur).
Solutions pour éliminer l'odeur après séchage :
1. Dès la conception de la formulation, utiliser un système d'initiation très actif afin de réduire la quantité d'initiateur utilisée ; augmenter la teneur en composants multifonctionnels du système et utiliser des plastifiants appropriés afin de réduire la quantité de monomères à petites molécules, en particulier les petites molécules monofonctionnelles.
2. Du point de vue du contrôle du processus de revêtement, la réduction appropriée de l'épaisseur du revêtement, l'augmentation de la température de polymérisation et de l'énergie de polymérisation UV peuvent réduire la génération d'odeurs désagréables.
IV. Causes et solutions de la faible résistance aux rayures des tuyaux mats
La faible résistance aux rayures des revêtements mats s'explique par le fait que leur aspect mat est principalement dû à la réflexion diffuse de la lumière à leur surface. Cette réflexion diffuse est elle-même causée par la rugosité de la surface et l'incompatibilité de la couche elle-même. Le frottement d'une surface rugueuse engendre une friction plus importante, rendant le revêtement plus sensible aux rayures qu'une surface brillante. De plus, les particules pulvérulentes présentes dans le revêtement mat altèrent, dans une certaine mesure, l'intégrité de sa surface, ce qui contribue également à sa plus grande vulnérabilité aux rayures.
(Le tube mat se raye facilement et blanchit lorsqu'on le frotte.)
Solutions pour les rayures :
1. En commençant par la conception de la distribution, l'utilisation d'une partie de la résine mate pour remplacer les composants en poudre de la peinture peut réduire la rugosité de la surface du revêtement et augmenter le rapport pigment-base du revêtement tout en assurant le degré de matité du revêtement, et finalement améliorer la résistance aux rayures des surfaces revêtues de mat.
2. En commençant par le contrôle du processus de revêtement, la réduction appropriée de l'épaisseur du revêtement, l'augmentation de la température de polymérisation et de l'énergie de polymérisation UV peuvent améliorer la résistance aux rayures de la surface du revêtement mat.
V. Causes et solutions des mauvaises performances d'estampage à chaud
Les principales raisons des mauvaises performances du marquage à chaud sont les suivantes : 1. Le revêtement ne correspond pas au papier de marquage à chaud, ce qui entraîne un marquage à chaud incomplet ou une mauvaise adhérence ; 2. Le contrôle du processus pendant le marquage à chaud est instable.
Solutions pour un marquage à chaud de mauvaise qualité :
1. Du point de vue de la formulation, Weixi Chemical intègre de manière innovante des substances thermosensibles. Ces substances présentent une dureté élevée et une faible tension superficielle à température ambiante. Cependant, lorsque la température atteint ou dépasse leur température de transition de phase, elles subissent une transition caractérisée par une chute brutale de leur dureté et une augmentation de leur tension superficielle. Lors du marquage à chaud, la température de la pièce à marquer augmentant rapidement au-delà de cette température de transition, la dureté de cette pièce chute considérablement et sa tension superficielle augmente, améliorant ainsi l'adhérence entre le papier et le revêtement, ainsi que l'intégrité du marquage. Une fois le bronzage terminé, la température redescend en dessous de la température de transition et la dureté du revêtement retrouve sa valeur initiale.
2. Du point de vue du contrôle du processus, privilégiez le choix du papier de bronzage et du procédé adaptés au revêtement, et augmentez de manière appropriée la température de bronzage et la force de pression pendant le bronzage, ce qui contribue à améliorer l'intégrité et l'adhérence du bronzage.
Le vernis anti-UV pour tuyaux en PE remplacera progressivement les revêtements polyuréthanes bi-composants. Il répond aux exigences nationales en matière de sécurité, de production propre, de réduction des émissions de carbone et de protection de l'environnement. Certains problèmes rencontrés lors de la fabrication de ce vernis peuvent être résolus grâce à une optimisation conjointe de sa formule par le fabricant, du processus par le fabricant d'équipements et de l'usine de tuyaux.
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光固化Il s'agit d'un modèle « 绿色 » de 20 à 70 ans.固化技术已广泛应于涂料，油墨，交联剂以及医疗等领域。其中紫外UV涂料主要由光引发剂、不饱和树脂及单体、表面控制助剂以及必要的颜填料组成。在日化包装材料表面装饰领域，UV固化技术被广泛应用于喷涂，印刷等领域。在日化软管包装材料涂装中，UV固化涂料以其快速固化、表面光泽高、耐刮擦性能优异、固含量高的特点，做为一种新兴的环境友好型涂装材料，近年来越来越引起人们的关注。
然而，同其他任何材料一样，UV固化涂料在使用过程中也会存在诸如黄变、开裂、哑光耐磨性差等问题，本文将重点就应用于Le système UV est doté d'un système de protection contre les UV.发，提出从涂料配方设计到涂料施工过程的解决这些问题的方法。
Date de publication : 6 janvier 2023