{"id":3578,"date":"2024-01-11T16:17:11","date_gmt":"2024-01-11T16:17:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.kpuvpowder.com\/?p=3578"},"modified":"2024-01-30T19:05:18","modified_gmt":"2024-01-30T19:05:18","slug":"unidos-por-la-luz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.kpuvpowder.com\/es\/unidos-por-la-luz\/","title":{"rendered":"Unidos por la luz"},"content":{"rendered":"

<\/i>Art\u00edculos<\/span><\/a><\/div>
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Unidos por la luz<\/h1><\/div>

La combinaci\u00f3n de los ingredientes de la f\u00f3rmula con la fuente de luz adecuada es fundamental para el \u00e9xito de los procesos de curado UV.<\/h2>\n

CFCM Nov\/Dic 2023 Por Noelle Stapinsky<\/strong><\/em>
\nDesde hace m\u00e1s de 20 a\u00f1os, la tecnolog\u00eda de luz ultravioleta (UV) se utiliza para el curado de revestimientos l\u00edquidos y en polvo. Y lo que est\u00e1 obligando a m\u00e1s empresas de revestimientos a pasarse al UV o a a\u00f1adirlo a su proceso de curado es triple: es eficiente desde el punto de vista energ\u00e9tico, aumenta la productividad porque el curado se produce instant\u00e1neamente y es adecuado para sustratos sensibles al calor. Pero el curado UV es muy diferente de los sistemas tradicionales de secado al aire o de energ\u00eda t\u00e9rmica, ya que el curado es una reacci\u00f3n qu\u00edmica dentro de la laca que utiliza la energ\u00eda UV para polimerizar una combinaci\u00f3n de mon\u00f3meros y olig\u00f3meros sobre un sustrato. Adem\u00e1s, los materiales UV curables l\u00edquidos y en polvo son materiales fotopolimerizados que requieren un fotoiniciador qu\u00edmico (PI) para responder a la energ\u00eda UV y desencadenar la reacci\u00f3n molecular.<\/p>\n

Y aunque los fotoiniciadores (PI) son sin duda el ingrediente estrella, tanto ellos como otras materias primas necesarias para el \u00e9xito de la formulaci\u00f3n plantean un reto, ya que deben ajustarse con precisi\u00f3n a la longitud de onda y los picos de energ\u00eda de la fuente de luz.<\/p>\n

\u00abDurante muchos a\u00f1os, la industria ha estado utilizando l\u00e1mparas de mercurio modificadas para tener menos luz visible y una fuerte energ\u00eda UV que proporciona una amplia gama de longitudes de onda. As\u00ed que se utilizar\u00eda una IP diferente en funci\u00f3n de c\u00f3mo estuviera dise\u00f1ada la l\u00e1mpara\u00bb, dice Mike Idacavage, consultor de UV y miembro de Radtech desde 1986. \u00abEn los \u00faltimos 15 a\u00f1os, la tecnolog\u00eda UV-LED se ha desarrollado para proporcionar mucha m\u00e1s energ\u00eda de la l\u00e1mpara, pero tienen una longitud de onda muy estrecha. Es una sola longitud de onda, por lo que resulta m\u00e1s dif\u00edcil encontrar una IP que reaccione con esa energ\u00eda. El uso de UV-LED frente a las l\u00e1mparas de mercurio tiene sus pros y sus contras. Mientras que las UV-LED pueden ser m\u00e1s f\u00e1ciles de usar y m\u00e1s econ\u00f3micas, hay menos IP que funcionen con ellas: tu caja de herramientas para formular pasa de docenas a quiz\u00e1 cuatro o cinco\u00bb.<\/p>\n

\u00abTodav\u00eda hay muchas l\u00e1mparas de mercurio y funcionan muy bien porque son m\u00e1s potentes y curan con flash a altas velocidades o se utilizan para revestimientos muy gruesos\u00bb, prosigue Idacavage. \u00abPero en cuanto a los IP disponibles, es muy dif\u00edcil de precisar. Podr\u00eda haber 40, pero s\u00f3lo 10 o 15 se utilizan realmente de forma regular\u00bb.<\/p>\n

Kevin Otto, director de operaciones de Keyland Polymer, explica que, a la hora de elegir una fuente de luz y una longitud de onda adecuadas para un PI, \u00abes necesario evaluar los espectros de absorci\u00f3n de luz de cada PI, especialmente los picos. A continuaci\u00f3n, hay que compararlos con la salida espectral de los conjuntos de l\u00e1mparas. El objetivo es que las l\u00e1mparas proporcionen picos en longitudes de onda que se correspondan con los picos de absorci\u00f3n de los PI\u00bb.<\/p>\n

QU\u00cdMICA DE CURADO<\/h3>\n

Las dos qu\u00edmicas de PI m\u00e1s comunes son las radicales libres (doble enlace) y las cati\u00f3nicas (anillo epoxidado), siendo la primera la m\u00e1s popular porque es m\u00e1s f\u00e1cil trabajar con ella y es menos susceptible a los problemas de inhibici\u00f3n causados por el entorno durante el procesado y el curado. Los curados cati\u00f3nicos son inhibidos por la humedad, mientras que los radicales libres son inhibidos por el ox\u00edgeno.
\n\u00abLas opciones disponibles para los sistemas de radicales libres ser\u00e1n mayores que las de los cati\u00f3nicos\u00bb, afirma Otto. \u00abLos radicales libres tienen una reacci\u00f3n muy r\u00e1pida que s\u00f3lo se produce durante la exposici\u00f3n a los UV. La cati\u00f3nica es una reacci\u00f3n m\u00e1s lenta que sigue reaccionando despu\u00e9s de la exposici\u00f3n a los rayos UV. Esta reacci\u00f3n m\u00e1s lenta puede ofrecer una mejor oportunidad de humedecer el sustrato sobre el que se aplica el revestimiento. Y esa mejor humectaci\u00f3n se traduce en una mejor adhesi\u00f3n del revestimiento. Los sustratos que m\u00e1s pueden beneficiarse de esto son los que tienen una mayor tendencia a ser dif\u00edciles de adherir\u00bb.<\/p>\n

Idacavage afirma que el curado cati\u00f3nico es m\u00e1s bien una subcategor\u00eda. \u00abSi lo miras a mil pies de altura, es lo mismo, tienes mon\u00f3meros, olig\u00f3meros, aditivos y PI. Es un tipo diferente de qu\u00edmica en la que el PI se rompe y forma un \u00e1cido que funciona con los epoxis\u00bb.\"\"<\/a><\/p>\n

Para la tecnolog\u00eda de curado UV-LED, uno de los IP m\u00e1s utilizados hoy en d\u00eda es el TPO, un fotoiniciador radical eficiente sin escisi\u00f3n con una gama de longitudes de onda de absorci\u00f3n muy amplia que desencadena la reticulaci\u00f3n y el curado de los mon\u00f3meros. La mayor\u00eda de las longitudes de onda de los LED UV oscilan entre 365 y 405 nan\u00f3metros (nm), pero en el caso del TPO el espectro UV va de 340 a 400 nm, por lo que es el m\u00e1s utilizado debido a su versatilidad.<\/p>\n

\u00abHa habido mucho debate y preocupaci\u00f3n por el hecho de que las normativas gubernamentales y la Agencia de Protecci\u00f3n Medioambiental de EE.UU. (EPA) entren en juego, y que algunos de los fotoiniciadores actuales puedan ser restringidos o eliminados\u00bb, afirma Idacavage. \u00abY la TPO es una de ellas. El gran problema es que REACH en Europa ha solicitado regular el TPO como toxina potencial para la reproducci\u00f3n. Se considera una toxina potencial en la formulaci\u00f3n no curada, pero una vez curado es un pol\u00edmero y ya no se considera t\u00f3xico. Si se regula, no significa que no se pueda utilizar, sino que cambiar\u00e1 la forma de manipularlo y las empresas no querr\u00e1n llegar a esos extremos. El inconveniente es que actualmente no hay nada que pueda sustituirlo f\u00e1cilmente\u00bb.<\/p>\n

En cuanto a los trabajos que se est\u00e1n realizando en IP para fuentes de luz de onda estrecha o alternativas, Idacavage dice que es un tema de conversaci\u00f3n desde hace tiempo y la respuesta es variada. \u00abDesde el punto de vista cient\u00edfico, es dif\u00edcil dise\u00f1ar esas mol\u00e9culas. En segundo lugar, si no existen ahora, ser\u00eda una mol\u00e9cula nueva la que actuar\u00eda como desencadenante. Lo que preocupa a la gente del sector es que una empresa puede dise\u00f1ar una, pero se gastar\u00eda hasta 500.000 d\u00f3lares en la patente y las pruebas reglamentarias. La mayor\u00eda son reacios a hacerlo porque podr\u00eda ser una apuesta arriesgada. \u00bfY si nadie lo compra?\u00bb.<\/p>\n

ENFOQUE DE LA FORMULACI\u00d3N<\/h3>\n

Por supuesto, es fundamental que la fuente de luz coincida con la IP, pero hay muchas otras variables que hay que tener en cuenta a la hora de formular. Seg\u00fan Tony Csaba, director de desarrollo t\u00e9cnico de Barentz, dependiendo de la longitud de onda que se quiera absorber, se utilizar\u00eda un espectro de luz espec\u00edfico o un haz de electrones como tipo de energ\u00eda. \u00abSe elige la luz en funci\u00f3n del IP, pero los distintos IP tienen propiedades y velocidades diferentes. As\u00ed que dependiendo de cu\u00e1l sea tu resina, quieres elegir un PI con cuidado, y dependiendo del PI quieres elegir la luz o fuente de energ\u00eda correcta.\u00bb<\/p>\n

\u00abEmpiece con su sistema de resinas y formule en torno a \u00e9l. Hay que trabajar hacia atr\u00e1s a partir del producto final. Puede que necesites m\u00e1s o menos viscosidad o determinados espesores. Puedes decidir que necesitas TPO, pero cuando empiezas a trabajar te das cuenta de que su viscosidad no es lo bastante baja o de que amarillea demasiado o se cura con demasiada lentitud\u00bb, dice Csaba.<\/p>\n

A veces hay problemas para conseguir la profundidad de curado necesaria, seg\u00fan Csaba. \u00abHay que atravesar el propio revestimiento, ya que a veces se autoprotege. Eso depender\u00e1 de si la longitud de onda de la luz puede penetrar en los materiales. As\u00ed que hay que tener en cuenta el grosor de los materiales, ya que muchos sistemas de curado radical tienen un grosor m\u00e1ximo y no se puede ir m\u00e1s all\u00e1 de cierta profundidad\u00bb, afirma.<\/p>\n

Idacavage a\u00f1ade: \u00abLos IP son s\u00f3lidos o en polvo y muchas veces es dif\u00edcil disolverlos en una formulaci\u00f3n l\u00edquida. Pero una cosa interesante es que hay IP \u00fanicos, y a veces dos IP pueden combinarse y licuarse. As\u00ed, el proceso de mezcla es m\u00e1s f\u00e1cil y se cubren varias longitudes de onda: una puede curar m\u00e1s en la superficie y la otra puede curar m\u00e1s profundamente en el revestimiento\u00bb.<\/p>\n

Tambi\u00e9n hay problemas de sombreado, en los que la longitud de onda puede no ser capaz de penetrar en recovecos de dif\u00edcil acceso de una pieza. Para ello, Otto dice: \u00abLos UV son s\u00f3lo en la l\u00ednea de visi\u00f3n. Si alguna parte del revestimiento no est\u00e1 expuesta a los rayos UV, no se endurecer\u00e1. Es importante conocer la geometr\u00eda de la pieza y la configuraci\u00f3n de la l\u00e1mpara. Las formas complejas pueden recubrirse y se recubren con UV, s\u00f3lo es cuesti\u00f3n de elegir la configuraci\u00f3n correcta de la l\u00e1mpara y orientar las matrices para cubrir toda la pieza. Muchas l\u00e1mparas proporcionan una inundaci\u00f3n muy amplia de UV (microondas y arco) que ayudan a garantizar que una mayor parte de la pieza est\u00e9 expuesta a UV\u00bb.<\/p>\n

Tambi\u00e9n hay sustancias que absorben en la misma longitud de onda. \u00abSi eso ocurre, tendr\u00e1s que elegir una IP diferente porque los ingredientes est\u00e1n absorbiendo y no est\u00e1s consiguiendo penetrar con la luz, y \u00e9sta rebota en una superficie reflectante\u00bb, dice Csaba. \u00abY cosas como el tama\u00f1o de las part\u00edculas de algunas cargas no permiten que la luz UV penetre. Esto tambi\u00e9n afectar\u00e1 al tipo de IP que necesite\u00bb.<\/p>\n

\u00abAs\u00ed que, a medida que se avanza por este camino, la IP depende del tipo de ingredientes que se utilicen en la f\u00f3rmula\u00bb, explica Csaba. \u00abSi le preocupa el amarilleamiento, debe elegir un IP que no lo provoque. Algunos de los subproductos de los IP permanecen en la resina curada y pueden afectar al rendimiento. Y a veces, en la base de la f\u00f3rmula, los ingredientes pueden ser sensibles a la exposici\u00f3n a los rayos UV o a la oxidaci\u00f3n, lo que puede provocar decoloraci\u00f3n o caleo\u00bb.<\/p>\n

Un ejemplo de ello es el estireno, seg\u00fan Csaba, que tiene un grupo arom\u00e1tico en el centro y dos dobles enlaces. Si hay dobles enlaces en un sistema curado con UV, los radicales libres los agarrar\u00e1n y los unir\u00e1n a la columna vertebral. Y cualquier cosa con esos dobles enlaces alternos en la columna vertebral puede causar degradaci\u00f3n.<\/p>\n

\u00abPor ejemplo, un epoxi est\u00e1ndar puede tener dos ingredientes en su f\u00f3rmula: un PI y un ep\u00f3xido. Si se mezclan y se exponen a la luz, se gelifican y se convierten en un bloque s\u00f3lido. Ser\u00e1 un revestimiento grueso y agradable, pero la aromaticidad de la espina dorsal es ep\u00f3xido a base de bisfenol A y esa espina dorsal arom\u00e1tica empezar\u00e1 a degradarse al incidir la luz UV y puede empezar a calcificarse o amarillear\u00bb.<\/p>\n

\u00abMi consejo para los nuevos lacadores que se pasen a UV es que trabajen en estrecha colaboraci\u00f3n con el proveedor de PI\u00bb, dice Idacavage. \u00abSiempre te ayudar\u00e1n con qu\u00e9 ingredientes elegir en funci\u00f3n del proyecto y te guiar\u00e1n durante todo el proceso\u00bb.<\/p>\n

Csaba a\u00f1ade: \u00abCuando empiezas a formular, llegas a un punto en que te das cuenta de que cuanto mejor pronosticas, m\u00e1s f\u00e1cil es el trabajo. Como pronosticador, tu trabajo consiste en averiguar cu\u00e1l es el uso final. Cuanto mejor lo hagas, mejor podr\u00e1s ajustar y perfeccionar los requisitos. Con cierta variabilidad de ingredientes, sabr\u00e1 lo que necesita. Se trata de entender los peque\u00f1os matices\u00bb.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":3,"featured_media":3577,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"content-type":"","footnotes":""},"categories":[91],"tags":[],"class_list":["post-3578","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-articulos"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t