在過去,我們經常發現某種類型的光固化粘合劑受到抑制影響,并在其表面留下殘余物。這個現象是由什么引起的,我們應該如何避免呢?
這種情況被稱為氧抑制,減少它依賴于以下幾個關鍵因素:
- 紫外線(280-390 nm)的強度
- 曝光時間
- 由紫外治療系統產生的熱量
粘合劑的特定配方
當光敏劑接觸到不同波長的光時,光固化粘合劑會固化,并將光敏劑分解為自由基。然后,這些自由基與低聚物進行反應,形成長鏈和交聯。(當你將光投射到粘合劑上時,它將硬化)。
通常,通過使用強度大于1 W/cm2 / 1,000 mW/cm2 的高強度光以及280-450 nm的寬頻譜來固化UV粘合劑,其能量足夠強大,使得粘合劑交聯速度非常快,從而實現無粘性的硬表面。
某些單體和低聚物是光固化粘合劑的成分,在固化過程中可能容易受到氧抑制。如果存在氧氣,它會穿透表面并干擾自由基聚合,從而留下部分反應的單體和低聚物。這導致了人們在用手指摩擦粘合劑表面時感到粘稠,或者在戴著手套的手上留下濕濕的殘余物。
為了防止氧抑制,將光固化粘合劑固化為銀行卡光滑干燥的表面銀行卡或無粘性的表面需要考慮材料的配方以及所使用光的強度和波長。實踐證明,紫外線強度越高,表面的光潔度就越好。
通常,使用汞蒸氣燈產生的中短波長(280-320 nm)紫外光可以實現更有效的表面固化,但存在深度固化問題。較長波長(400-500 nm)的系統通常在較低波長下也會發射一部分紫外光,并且有更好的深度固化效果。320-450 nm范圍內的紫外/可見光譜似乎具有**佳的表面和深度固化效果。
通過改變固化過程,增加光強度,延長固化時間,或略微調整光波長,可以消除表面粘性。然而,即使進行了這些改動,某些UV粘合劑可能永遠不會固化到無粘性的狀態,因為它們是為沒有空氣接觸的應用設計的,例如兩種基材之間的粘接。
*光固化粘合劑固化至無粘性狀態的時間與達到完全固化的時間是不同的。它僅表示在給定光強度下,材料能在多少時間內克服表面氧抑制。
覆蓋有保形涂層的電路板在光固化輸送系統中固化。 因此,用戶需要考慮他們將使用的固化燈的強度。
高強度的燈可以產生大量以W/cm2為單位的強度。例如,某些聚光燈系統的發射功率高達15-20瓦/cm2(在365 nm測量)。使用同時發射紫外線和可見光的高強度光固化系統,將絕大多數粘合劑固化到無粘性狀態非常容易。
我們注意到,大多數粘合劑都有一個**小強度閾值,在該閾值以下它們不會變得粘性,并且有一個**低總能量閾值,必須達到才能完全固化。
請參考公式“瓦特/厘米2 x 秒 = 焦耳/厘米2”。你可以根據曝光時間(以秒計)調整強度(以瓦特計),以獲得相同數量的焦耳/cm2:
2 焦耳/厘米2 = 2 瓦/厘米 2 x 1 秒或 2 焦耳/厘米 2 = 0.02 瓦/厘米 2 x 100 秒。
在這兩種情況下,你都會得到相同的總能量(高強度短時間或低強度長時間),但你可能會低于0.1瓦/厘米2的**低強度閾值——因此你永遠不會得到一個無粘性的表面。
有時候,人們發現通過使用氮氣或氬氣(惰性氣體)淹沒固化區域來解決氧氣抑制問題是有益的。惰性氣體替代了表面上的氧氣,即使在低強度光源下也能提供無粘性的表面處理。
通過選擇適當的粘合劑、工藝、光波長、曝光時間和燈強度,可以減少光固化材料中的氧抑制。