Прогресс УФ-катионных покрытий в металлической упаковочной промышленности

Значение зеленого покрытия в металлической упаковочной промышленности

Металлическая упаковка является важнейшим подразделением национальной легкой промышленности, незаменимым в развитии промышленного производства и общественной жизни. С итерацией современных коммерческих потребностей требования к металлической упаковке больше не ограничиваются обеспечением надежных условий хранения содержимого. С точки зрения носителя информации производители надеются повысить ценность бренда, передать корпоративную культуру и будущие тенденции благодаря тщательному дизайну и безупречному производству.

Жестяная упаковка, в первую очередь банки из трех частей, служит наиболее типичным представлением. Посредством ряда операций по обработке поверхности, резке, печати и сварке металлических подложек можно получить упаковочную продукцию, отвечающую конкретным требованиям к дизайну. В настоящее время внутренние и наружные покрытия, используемые в традиционных процессах нанесения покрытий, обычно требуют термической выпечки и централизованной обработки ЛОС, что делает печатные фабрики обычно значительными потребителями энергии и излучателями ЛОС. Учитывая все более строгие правила сокращения выбросов, внедрение технологии зеленых покрытий для сокращения выбросов ЛОС и потребления энергии и достижения прослеживаемости углеродного следа является критически важным вопросом для ведущих в отрасли компаний и влиятельных брендов, независимо от того, следует ли выполнять социальные обязательства или продолжать расширять производственные мощности.

* Государственный совет выпустил «План действий по непрерывному улучшению качества воздуха» в декабре 2023 года, нацеленный на достижение целей контроля качества воздуха в ключевых регионах к 2025 году.

* «Временные правила управления торговлей квотами на выбросы углерода» начали внедрять в Китае 1 мая, напрямую связывая выбросы углерода с ожиданиями работы предприятия.

* В 2023 году было несколько случаев штрафов, связанных с выбросами углерода, с усилением исполнения в этом году.

Согласно рыночной информации, в процессах печати и нанесения покрытий большинство печатных красок уже перешли на УФ-краски, в то время как внутреннее покрытие, базовое покрытие и лак по-прежнему являются покрытиями на основе растворителей, которые требуют термического запекания. Учитывая специфику внутренних покрытий, следующим технологическим направлением должен стать переход базовых покрытий и лаков на технологию фотоинициированного отверждения. В настоящее время фотоинициированный полимеризационный лак для печати является горячей темой в отрасли с быстрым прогрессом в развитии. В следующем содержании представлена подробная информация о фотоинициированном отверждении печатного лака.

УФ-катионные покрытия: лучшее решение для упаковки из белой жести

Ультрафиолетовые фотоинициированные катионные (УФ катионные) покрытия в настоящее время являются наиболее подходящими продуктами зеленого покрытия для упаковки из белой жести. Их технические характеристики, такие как безопасность контакта с пищевыми продуктами, отличные характеристики последующей обработки, нулевые выбросы ЛОС, отсутствие необходимости в нагреве и сверхвысокая эффективность отверждения, идеально покрывают потребности продукта. В настоящее время, используя свою ведущую технологию фотоинициированного отверждения, Европа и Америка коммерчески используют эту технологию в течение многих лет. С распространением технологий и снижением комплексных затрат ожидается, что в будущем уровень проникновения на рынок катионных покрытий с УФ-излучением будет еще больше увеличиваться.

Ультрафиолетовые фотоинициированные свободные радикалы (УФ-радикалы) покрытия являются еще одной распространенной фотоинициированной системой отверждения. Основная разница в их применении при печати на жести заключается в том, чтоКатионное УФ покрытиеМогут использоваться для всех типов белой упаковки, в то время как покрытия с УФ-радикалами не могут использоваться для пищевых продуктов и упаковки с высокой эластичностью. Что вызывает различия в сценариях применения? Далее об этом говорится ниже:

Диаграмма 1: Сравнительные характеристики УФ-катионных и УФ-радикальных систем

Низкие миграционные характеристики-соответствие требованиям безопасности пищевых продуктов

Механизм отверждения этогоСпециальная химическая смолаЭто процесс небольшой родинкиCules полимеризуются в большие молекулы за очень короткое время. УФ-катионные покрытия имеют коэффициент конверсии, близкий к 100%, а отвержденный пленочный материал имеет хорошие низкие миграционные характеристики. Напротив, радикальная система обычно достигает только около 80% конверсии. Остаточные малые молекулы из непрореагировавших компонентов не отвечают требованиям безопасности.

Причина сверхвысокой скорости преобразования катионных покрытий УФ-излучения заключается в том, что мономеры или молекулы смолы в системе часто имеют две или более функциональных групп. Они имеют характеристики после отверждения (или темного отверждения). Под ультрафиолетовым излучением они вызывают полимеризацию и цепные реакции. За чрезвычайно короткое время (около 0,02 секунды) коэффициент конверсии функциональных групп может превышать 80%. Оставшиеся непрореагировавшие функциональные группы продолжают реагировать даже без УФ-энергии. При комнатной температуре в течение 48 часов коэффициент конверсии может превышать 99%, а нагрев может значительно сократить это время.

Диаграмма 2: Типичные значения низкомолекулярной миграции в УФ-катионных покрытии

Это принципиально отличается от механизма отверждения УФ-радикальных систем. Под ультрафиолетовым излучением функциональные группы УФ-радикалов достигают конверсии около 80%, и реакция останавливается сразу после отключения УФ-света. Непрореагировавшие мономеры, функциональные группы и смолы остаются в пленке, что снижает механические характеристики и долговечность и легко мигрирует на контактную поверхность, создавая риски безопасности.

Кроме того, УФ-катионные покрытия имеют низкую летучесть и запах, обеспечивая лучшую рабочую среду и безопасность для здоровья, что делает их более приемлемыми для операторов производственных линий.

Высокая растяжимость и долговечность-отличная производительность после обработки

Первичные смолы, используемые в УФ-катионной системе, являются эпоксидными материалами, которые обеспечивают отличную адгезию и механическую прочность, присущую эпоксидным материалам. Инженеры могут выбирать из алициклических эпоксидных, бисфенола А эпоксидных, гидрогенизированных эпоксидных и оксирановых колец на основе конкретных сценариев применения.Циклоалифатические эпоксидные смолыОбладают самой высокой реакционной способностью, высоким Tg, не содержат бисфенола А и преодолевают плохую атмосферостойкость обычных эпоксидных материалов, что делает их наиболее подходящими материалами эпоксидной смолы для катионных реакций.

УФ катионный лак обладает следующими характеристиками:

• Высокая растяжимость

Объемная усадка во время катионного отверждения низкая, что помогает уменьшить внутреннее напряжение во время отверждения, тем самым снижая хрупкость материала и повышая прочность.

• Кипячение и химическая стойкость

УФ-катионный лак, в основном на основе алициклической эпоксидной смолы, не содержит бензольных колец или других молекулярных структур, влияющих на атмосферостойкость. Высокая плотность сшивания обеспечивает высокий Tg, придавая покрытию отличную химическую стойкость и стойкость к кипению.

• Высокая механическая прочность

Во время катионного отверждения активные катионные центры, генерируемые катионными инициаторами, запускают кольцевую полимеризацию эпоксидных групп в смоле, образуя трехмерную сетевую структуру. В отличие от акрилатной основы системы свободных радикалов, насыщенная циклоалифатическая структура высокой плотности придает отвержденному продукту высокую плотность поперечных связей и отличные механические свойства, повышая прочность материала и устойчивость к царапинам.

Таблица: Сравнение прочности в штампованных банок

Таблица: Характеристики УФ-катионного покрытия в трех компонентных лаках

Стоимость и оборудованиеNT Инвестиции

Сравнение затрат

Обсудив важность фотоинициированного отверждения лака для печати и различия между продуктами, наиболее практичным вопросом является то, как инвестиции в проект фотоинициированного отверждения сравниваются с традиционным покрытием. Ранее, из-за более высокой стоимости покрытий и оборудования, развитие рынка фотоинициированных отверждения покрытий было медленным. В последние годы, при значительном сокращении затрат в этих двух областях, явная стоимость проектов в настоящее время находится на одном уровне с традиционным покрытием, и в сочетании с огромными преимуществами в неявных затратах общая стоимость проектов показывает абсолютное преимущество.

* Комплексное сравнение затрат между различными типами лаков

UV оборудование печатания

Самым большим изменением в фотоинициированном печатном оборудовании является необходимость установки источников УФ-ламп на производственной линии, заменяя традиционные печи. Это значительно сокращает инвестиции в оборудование и занимаемую площадь, а природный газ больше не требуется для обеспечения тепловой энергией. Согласно профессиональным поставщикам оборудования, вклад для новой фотоинициированной линии отверждения (исключая покрытие) не превышает 1 миллион юаней.

* Схема фотоинициированной отверждения печатной линии (предоставляется поставщиком)

Текущий обзор рынка

УФ-катионный печатный лак зрело применяется в белой упаковке за рубежом. Внутри страны катионная политура уже держит всестороннее преимущество цены. Хотя количество фотоинициированного отверждения оборудования для нанесения покрытий на внутреннем рынке ограничено, нижестоящие производители активно расширяют макеты, выбирая между УФ-катионным или УФ-радикальным лаком на основе их бизнес-структуры. Дополнительно, УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ катионная политура также применима к алюминиевым субстратам, включая алюминиевые консервные банки и алюминиевые крышки винта.

УФ-катионное прозрачное базовое масло и белые покрытия все еще находятся в стадии разработки, и на рынке доступно несколько коммерческих сортов.

Введение в УФ катионных лакокрасочных смол

В предыдущем введении обсуждалась алициклическая эпоксидная смола в качестве предпочтительного типа смолы для УФ-катионного лака. Ниже приведены общие типы алициклических эпоксидных смол на рынке. Путем менять структуры, твердость, прилипание, сопротивление жары, выкостность, и другие свойства политуры можно отрегулировать, и системы можно соответствовать согласно различным сценариям применения:

Диаграмма 4: Введение в некоторые продукты из алициклической эпоксидной смолыМатериал TETRA.

Jiangsu TETRA New Material Technology Co., Ltd.-высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на производстве, разработке и техническом обслуживании алициклических эпоксидных смол и специальных эпоксидных смол. У них есть высококачественная команда R & D, состоящая из профессионалов и талантов технологического управления, которые имеют loНг принимался за технические применения в химических и фармацевтических полях. В настоящее время у них есть две производственные базы в Тайсин, Цзянсу и Дунъин, Шаньдун, общей мощностью около 15 000 тонн.

Мы приветствуем общение и обмены с отраслевыми партнерами, чтобы внести свой вклад в развитие технологии фотоинициированного отверждения в Китае.