9.2. Отверждение покрытий под действием уф излучения

Способ отверждения покрытий УФ излучением («УФсушка») в настоящее время считается одним из наиболее перспективных. Достоинства способа: относительно высокая производительность, малые затраты энергии, несложность оборудования. Однако, отверждение под действием УФ излучения применимо к ограниченному числу лакокрасочных материалов: лакам, эмалям, шпатлевкам на основе ненасыщенных полиэфиров и полиакрилатов. Покрытия получают на древесине, картоне, бумаге, нередко на металлах и других материалах. Принцип отверждения основан на способности УФ-лучей инициировать реакцию полимеризации олигомерных материалов. Энергия УФ излучения  312 эВ. Это в 24 раза выше энергии лучей видимого света, что позволяет проводить отверждение покрытий с удовлетворительной скоростью при нормальной температуре.

Процесс отверждения эффективно протекает при введении в лакокрасочные материалы фотоинициаторов полимеризации. Для полиэфирных пленкообразователей ими служат бензофенон и его производные, простые эфиры, ацетофенон, бензальдегид. Оптимальная дозировка фотоинициаторов в зависимости от их активности и толщины наносимого слоя лакокрасочного материала составляет от 0,2 до 1,0%.

Отверждение полиэфирных покрытий ускоряется присутствием окислительно-восстановительной системы, состоящей, например, из алифатического амина (триэтиламин, триэтаноламин) и пероксида (бензоилпероксид и др.). Однако в этом случае резко (до 68 ч) сокращается жизнеспособность композиций.

С максимальной скоростью формируются непигментированные покрытия; введение пигментов замедляет процесс. Это связано с тем, что большинство широко применяемых неорганических и органических пигментов поглощает УФ-лучи в той же спектральной области (200400 нм), что и фотоинициаторы. Их коэффициент отражения К10%. Только при применении специальных пигментов (метатитанат магния, оксиды циркония, ванадия, сурьмы, сульфид и селенид кадмия) с К30% были разработаны эмали (специальные) фотохимического отверждения.

Фотоинициирование полимеризации, учитывая области максимальной адсорбции УФ-излучения, происходит в диапазоне длин волн до 700 нм. Соответственно этому выбирают источники УФ-излучения: ртутные, люминесцентные и ксеноновые лампы и кварцевые излучатели. Предпочтительны источники с высокой эмиссией в диапазоне длин волн 300400 нм и максимумом излучения в области 360370 нм. Полиэфирные лаки в большинстве случаев отверждают излучением от ламп двух типов: люминесцентных низкого давления и ртутных высокого давления.

Перспективным источником УФ-излучения является излучение плазмы аргона, образующейся при дуговом разряде. Такие излучатели способны создавать поток излучения с поверхностной плотностью до 75 кВт/м² (для ртутных ламп она примерно равна 12кВт/м²).

Отверждение покрытий при УФ-излучении проводят на установках непрерывного и периодического действия. Например, при поточной отделке щитовой мебели. В типовом варианте установка непрерывного действия включает: камеру отверждения с ртутными УФ-лампами и рефлекторами (применяются лампы низкого ЛЭР30, ЛЭР40 и высокого ДРТ10000, ДПТ12000 давления), охладитель (предусматривается изделий или ламп холодным воздухом), напольный конвейер, систему вентиляции.

Отверждают лаки, эмали и шпатлевки. Продолжительности отверждения лаков (ПЭ2106) 12 мин, эмалей и шпатлевок при толщине слоя до 150 мкм 25 мин. Более тонкие покрытия отверждаются быстрее. В промышленности отверждение покрытий проводят при скоростях конвейера  1050м/мин. Эксплуатационные расходы на установках УФ-сушки в 1,52,0 раза меньше, чем на установках терморадиационного отверждения.