1.Oligomeren met dubbele uitharding
Als een oligomeer twee verschillende soorten actieve functionele groepen voor uitharding bevat, zoals een acrylaatgroep die kan uitharden door vrije radicalen, en een andere groep die kan uitharden door middel van kationische fotopolymerisatie, vochtpolymerisatie, hydroxylpolymerisatie of thermische polymerisatie, dan wordt het een dual-cure oligomeer genoemd.
Door gebruik te maken van bisfenol A-epoxyhars en acrylzuur in een ringopeningsesterificatiereactie [epoxygroep : carboxylgroep = (1,5 ~ 2,0) : 1, molaire verhouding], wordt een epoxyacrylaathars met epoxygroepen bereid. De acrylgroepen kunnen een vrije-radicale polymerisatie ondergaan, terwijl de epoxygroepen een kationische fotopolymerisatie of thermische uitharding kunnen ondergaan. Onderzoeksresultaten tonen aan dat er een intramoleculaire interactie bestaat tussen deze twee actieve functionele groepen, die de voortgang van zowel vrije-radicale als kationische fotopolymerisatie effectief kan bevorderen, waardoor de reactiesnelheid en de uiteindelijke conversiesnelheid aanzienlijk verbeteren en de zuurstofremming sterk wordt verminderd. De uitgeharde film gevormd door dual-cure oligomeren vertoont betere mechanische eigenschappen.
Door hexamethyleendiisocyanaat te laten reageren met N,N-bis(3-aminopropyltriethoxysilaan), gevolgd door een reactie met hydroxyethylacrylaat, kan een siloxaan-achtig polyurethaanacrylaat worden bereid met zowel radicaal-fotohardende als vochthardende eigenschappen. Dit kan worden gebruikt in fotohardende conforme coatings.
De synthese van fenolische epoxyacrylaatharsen met epoxygroepen resulteert in materialen met zowel radicaal-fotohardende als thermische uithardende eigenschappen, die gebruikt kunnen worden in fotogevoelige soldeerresists.
2.Zelf-initiërende oligomeren
Er bestaan twee soorten oligomeren met zelfinitiërende functies:
- Het oligomeer zelf heeft een foto-initiërende werking, waardoor er weinig tot geen extra foto-initiator aan de formulering hoeft te worden toegevoegd.
- Een foto-initiërende groep wordt in het oligomeer opgenomen, waardoor het een macromoleculaire foto-initiator wordt die zowel als oligomeer als foto-initiator in de formulering functioneert.
Het eerste type zelfinitiërend oligomeer is een nieuw product ontwikkeld door het Amerikaanse bedrijf Ashland. Het wordt bereid via een Michael-additiereactie tussen multifunctionele acrylaatesters en β-ketoesters (zoals ethylacetoacetaat, allylacetoacetaat en 2-acetoacetoxyethylmethacrylaat). Het actieve methyleenkoolstofatoom in de β-ketoester vormt een nieuwe covalente binding met het terminale koolstofatoom van de koolstof-koolstof dubbele binding van het acrylaat. De carbonylgroep in de β-ketoester is verbonden met een volledig gesubstitueerd koolstofatoom. Deze binding is instabiel onder ultraviolet licht. Na absorptie van UV-licht breekt de binding gemakkelijk, waarbij een acetyl-vrij radicaal en een ander macromoleculair vrij radicaal ontstaan, wat het zelfinitiërende vermogen mogelijk maakt.
Daarom is er bij UV-coatings, inkten en lijmen die zijn samengesteld met zelf-initiërende oligomeren weinig tot geen extra foto-initiator nodig. Dit voorkomt problemen zoals geur, vergeling, mengproblemen, neerslag, migratie en de hoge kosten die gepaard gaan met het toevoegen van traditionele foto-initiatoren.
Zelfinitiërende oligomeren kunnen ook worden bereid door reacties tussen verschillende acrylaatesters en verschillende Michael-donoren, waarbij een reeks producten ontstaat.
Acrylaatsoorten omvatten: acrylaat, epoxyacrylaat, polyurethaanacrylaat, polyesteracrylaat, siliconenacrylaat, melamineacrylaat, perfluoracrylaat, fumaraat en maleaat. Michael-donoren omvatten: β-ketoesters, β-diketonen, β-ketoamiden, β-ketoaniliden en andere. De R'-groep in de Michael-donor kan een functionele groep of een dual-cure-groep zijn.
Het tweede type zelfinitiërend oligomeer wordt meestal bereid door hydroxylbevattende foto-initiatoren (zoals benzoïne, 1173, 184, 2959) te laten reageren met oligomeren die isocyanaatgroepen bevatten, waardoor de foto-initiator op het oligomeer wordt geënt om een macromoleculaire foto-initiator met een ingebouwde initiërende groep te creëren.
Voordelen van geënte foto-initiatoroligomeren:
- De fotoverhardingssnelheid ligt dicht bij die van conventionele oligomeren in combinatie met foto-initiatoren met kleine moleculen.
- Goede compatibiliteit met het systeem.
- Vermindert het migratievermogen van de foto-initiator aanzienlijk.
- Vermindert de vorming van schadelijke fotodecompositieproducten van de foto-initiator (zoals benzaldehyde).
- De foto-initiator is niet giftig en onschadelijk, waardoor deze geschikt is voor gebruik in coatings en inkten voor voedselverpakkingen.
Uit data blijkt dat de entingsreactieproducten van foto-initiatoren de migratie en uitloging van initiatorfragmenten sterk verminderen, en dat de hoeveelheid benzaldehyde die in de uitgeharde film ontstaat ook aanzienlijk afneemt. Het enten van foto-initiatoren op oligomeren creëert dus in feite een klasse van macromoleculaire foto-initiatoren die niet-toxisch en onschadelijk zijn. Deze kunnen worden gebruikt in coatings en inkten voor voedsel- en farmaceutische verpakkingen. In 2006 kondigde de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) aan dat UV-coatings en -inkten geproduceerd met behulp van macromoleculaire foto-initiatoren gebruikt mogen worden voor het bedrukken van voedsel- en farmaceutische verpakkingen. Dit veranderde de eerdere praktijk, waarbij UV-inkten en -coatings niet gebruikt mochten worden voor voedsel- en farmaceutische verpakkingen, volledig en opende een nieuw toepassingsgebied voor UV-inkt en -coating.
3.Oligomeren met lage viscositeit
Aan het einde van de 20e eeuw ontstond een nieuwe technologie voor fotohardende materialen: UV-inkjetprinten. Inkjetprinten is een contactloze printmethode die geen drukplaten vereist. Afbeeldingen worden gevormd door inktdruppels op een substraat te spuiten. Door afbeeldingen en tekst via een computer te bewerken en de printkop nauwkeurig aan te sturen om inktdruppels te spuiten, is het een volledig digitaal beeldvormingsproces. Het is momenteel een van de snelst ontwikkelende digitale beeldvormingsmethoden en biedt de voordelen van printen op aanvraag, hoge snelheid, hoge kwaliteit en levendige kleuren.
Het belangrijkste verbruiksartikel voor UV-inkjetprinters is UV-inkjetinkt. Deze inkt moet een lage viscositeit, een hoge uithardingssnelheid, een goede pigmentstabiliteit en geen sedimentatie hebben.
Geplaatst op: 13 april 2026
