Do preto à luz: cura dupla (UV+térmica) para substratos escuros
No campo de revestimentos industriais e processamento de materiais, o tratamento de superfície de substratos escuros tem sido considerado por muito tempo como uma "terra de ninguém" para avanços técnicos. Seja o painel preto piano do interior do carro, o revestimento fosco metálico de eletrodomésticos ou o material compósito escuro no campo da eletrônica de consumo, o sistema de cura único tradicional (como cura UV pura ou cura térmica pura) sempre enfrenta uma contradição central: devido à forte absorção de luz dos substratos escuros, a cura UV única tradicional muitas vezes leva à cura profunda incompleta devido à penetração insuficiente da luz, causando problemas como má adesão e encolhimento desigual da superfície.
A cura UV tradicional depende de fotoiniciadores para absorver a luz ultravioleta e gerar radicais livres, mas quando o revestimento é aplicado a um substrato escuro, altas concentrações de pigmentos (como negro de carbono) ou substratos escuros formarão uma barreira natural à luz. Dados experimentais mostram que a transmitância de revestimentos pretos com espessura superior a 50μm para luz ultravioleta de 365nm é inferior a 5%, resultando em um grau de reticulação na parte inferior do revestimento de apenas 30%-40% do valor teórico.
Este defeito de cura se manifesta diretamente como resistência reduzida às intempéries e resistência insuficiente ao desgaste do revestimento, o que é particularmente proeminente em campos de alta qualidade, como interiores automotivos e carcaças de produtos eletrônicos. Embora o sistema de cura térmica possa evitar o problema da penetração da luz e obter uma cura uniforme através da condução de calor, a alta temperatura de mais de 150°C não só leva ao risco de deformação do material, mas também é mais provável que cause deformação em substratos sensíveis ao calor (como plásticos e materiais compósitos).
O sistema de cura dupla (cura UV+térmica) oferece uma solução inovadora para o problema de cura de substratos escuros.
O sistema de cura dupla forma uma estrutura inicial por reticulação superficial rápida iniciada por luz UV e, em seguida, completa a reação de polimerização profunda com a ajuda da cura térmica, o que não só resolve a limitação da penetração da luz, mas também melhora a densidade geral do material. Este mecanismo sinérgico é particularmente adequado para materiais compósitos contendo negro de carbono e pigmentos escuros. O movimento da cadeia molecular na fase de cura térmica pode preencher os defeitos microporosos após a cura UV, de modo que a resistência ao cisalhamento do material após a cura térmica a 120-150℃ seja aumentada em mais de 40%.
O sistema de cura dupla atinge o controle dimensional completo da interface do material à estrutura profunda através da coordenação sequencial de luz UV e energia térmica. As descobertas específicas são refletidas em três dimensões:
1. Design gradiente de penetração de energia
Na fase UV, uma fonte de luz de onda curta de alta energia (como LED-UV) é usada para curar rapidamente a camada superficial para formar um filme protetor denso; na fase de cura térmica, um aumento de temperatura gradiente (50-120°C) é usado para ativar o agente de cura latente profundo, de modo que a reação de reticulação seja realizada camada por camada da superfície para o interior da matriz. Experimentos da gigante química BASF confirmaram que este processo reduz o estresse interno do revestimento em 32% e aumenta a força de ligação com o substrato para 8,5MPa.
2. Desacoplamento espaço-temporal de reações químicas
O processo de cura pode ser precisamente controlado projetando um sistema de reação ortogonal de grupos sensíveis a UV (como acrilatos) e grupos ativados por calor (como isocianatos bloqueados). Esta estratégia de "reticulação em etapas" permite que o revestimento mantenha uma alta dureza (≥3H) enquanto ainda atinge um alongamento na ruptura de mais de 15%, resolvendo completamente a contradição entre rigidez e tenacidade em processos tradicionais.
3. Janela de processo dinâmica
Equipamentos adaptativos inteligentes de cura dupla podem ajustar a dosagem de UV e os parâmetros de ar quente em tempo real de acordo com a cor e a espessura do substrato. O módulo de controle de IA desenvolvido pela Core Rate Intelligence pode aumentar o rendimento de cura de substratos escuros de 68% de UV único para 98%, enquanto reduz o consumo de energia em 40%. Essa capacidade de adaptação dinâmica torna o sistema de cura dupla uma "solução flexível" para atender às necessidades de fabricação personalizadas.
Pessoa de Contato: Mr. Eric Hu
Telefone: 0086-13510152819