УФ-краски. Радикальные и катионные

Существуют два принципиально различающихся вида реакции фотополимеризации — радикальный и катионный, и два типа УФ-отверждаемых лакокрасочных материалов — с радикальным и катионным механизмами отверждения.

Таблица 2. Сравнение катионной и радикальной систем отверждения

При радикальном механизме отверждения фотоинициатор поглощает свет и генерирует свободные радикалы; при катионном образуются катионы, которые инициируют полимеризацию. В качестве связующего в радикальных лакокрасочных материалах применяются акрилаты (олигоэфир — или олигоуретанакрилаты), а в катионных — в основном эпоксидные смолы.

Наиболее широкое распространение получили радикальные материалы. Это связано с их меньшей стоимостью по сравнению с катионными, однако у радикальных материалов имеется и ряд существенных недостатков:

• недостаточная адгезия и стойкость на истирание, особенно при запечатывании различных пленочных материалов для изготовления колбасной оболочки (например, полиамида);
• наличие остаточного запаха;
• невозможность их использования для печати пищевой упаковки.

Эти недостатки полностью отсутствуют у катионных УФ-материалов.

Как видно из таблицы, в большинстве случаев радикальные краски обеспечивают качественную печать при невысокой стоимости. Однако для достижения наилучших печатно­технических и потребительских свойств рекомендуется использовать краски катионного типа.

Основными красками УФ-отверждения, используемыми во флексографической печати, являются краски радикальной полимеризации. И здесь стоит отметить основные серии используемых красок:

• краски для печати самоклеящейся этикетки;
• краски для печати колбасной оболочки технические;
• краски для печати термоусадочных рукавов.

Из всего многообразия красок для печати самоклеящихся этикеток стоит выделить краски с высокой пигментацией и хорошей текучестью. Ведь именно эти свойства позволяют печатать высоколиниатурными анилоксовыми валами и получать яркие, контрастные с минимальным растискиванием оттиски и тем самым уменьшать расход краски, мощность УФ-сушек, улучшать адгезию к основе.

Краски для печати по колбасной (полиамидной) оболочке должны отвечать требованиям по адгезии и температурному воздействию, так как сначала производят печать, а потом набивают оболочку и варят в кипящей воде.

Краски для печати термоусадочной пленки должны быть пластичными (термоусадка может быть на 70% от первоначальных размеров), высокопигментированными и реактивными, поскольку УФ-сушки выделяют большое количество ИК-излучения и при печати могут деформировать пленку.

Виды УФ-отверждения

УФ-отверждение разделяют на радикальное и катионное, причем последнее наиболее часто применяется при обработке пластмасс и в металлообрабатывающей промышленности для окрашивания трехмерных деталей (табл. 2). В техническом плане для окрашивания металла и пластмасс лучше подходят УФ-краски радикального отверждения, так как они в большинстве случаев имеют лучшую реактивность и поэтому быстрее отверждаются. Радикальные УФ-краски, как прозрачные, так и цветные, позволяют получить большую толщину сухого слоя, что для катионных систем часто невозможно. К тому же стоимость радикальных УФ-систем значительно ниже катионных. Как показали исследования, без дополнительной сушки катионные УФ-покрытия склонны к образованию пузырей на металле. Несмотря на это, катионные системы имеют свое преимущество — безупречную адгезию к различным подложкам, грунтованным поверхностям и даже таким проблемным металлам, как никель. Радикальные системы не могут обеспечить такой адгезии. Отвержденная пленка катионного УФ-покрытия не содержит низкомолекулярных соединений и совершенно не имеет запаха.