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Mittwoch, 28. Oktober 2020
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Wissenschaft & Technik, Technologien

Strahlenvernetzung von pigmentiertem Beschichtungsmaterial durch UV-LEDs

Dienstag, 29. September 2020

Eine Studie beschreibt die Strahlenvernetzung von pigmentiertem Beschichtungsmaterial, die eine Tiefenhärtung ermöglicht und die Sauerstoffinhibierung verhindert.

Die Anwendung einer UV-C-LED bei 278 nm verringerte die durch Sauerstoffhemmung verursachte Klebrigkeit auf der Oberfläche.  Bildquelle: Quelle doctor-a - Pixabay (Symbolbild).
Die Anwendung einer UV-C-LED bei 278 nm verringerte die durch Sauerstoffhemmung verursachte Klebrigkeit auf der Oberfläche.  Bildquelle: Quell...

LED-Lichtquellen emittieren in einem kleinen Wellenlängenbereich, z.B. im Blaulicht und UV-A. Diese LEDs können für die Strahlungshärtung durch Radikalpolymerisation eingesetzt werden, die ein wachsender Sektor in der Beschichtungsindustrie ist. LEDs werden in Zukunft Quecksilberbogenlampen als Lichtquellen ersetzen, aber die Entwicklung von LEDs mit höherer Intensität und auch im UV-B- oder UV-C-Bereich ist noch im Gange.

Im aktuellen Bericht wurde die Effizienz von Initiatorsystemen für die Photopolymerisation von UDMA analysiert. Die gewählten Systeme werden üblicherweise in der Beschichtungsindustrie eingesetzt, andere wurden in der Zahnmedizin und Holographie erfunden. Das Ziel ist die Tiefenhärtung von Urethandimethacrylat (UDMA) mit Hilfe von UV-LEDs bei 365 nm, 395 nm und 405 nm.

Erkenntnisse über den Einfluss der Lichtquelle

Die Überlappung der Extinktion der Initiatorsysteme und der Emission der LED wird im Hinblick auf die Reaktivität in der Deckschicht und einer Dicke bis zu 20 mm diskutiert, wodurch Erkenntnisse über den Einfluss der Lichtquelle und der Reaktivität bzw. spektralen Eigenschaften des Initiatorsystems auf den Photopolymerisationsprozess gewonnen werden.

Überraschenderweise zeigen die als Initiatoren für die Härtung von Beschichtungen ungewöhnlichen Initiatorsysteme wie Ivocerin und HABI-mercapto eine hohe Effizienz. Selbst pigmentierte und gefüllte Systeme sind bis zu einer Tiefe von jeweils 4-20 mm härtbar. Darüber hinaus wird durch den Einsatz einer UV-C-LED bei 278 nm und die Verwendung dieser Initiatoren auch die durch die Sauerstoffinhibierung verursachte Klebrigkeit an der Oberfläche verringert.

Die Studie wurde veröffentlicht in Progress in Organic Coatings, Volume 144, July 2020.

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