UV Coating -Các lợi ích : P2 Độ cứng - Bền

Độ cứng của sơn đóng rắn bằng tia UV

Sơn UV tạo ra lớp hoàn thiện có độ bền cao, có khả năng chống trầy xước, trầy xước và các hình thức hao mòn khác. Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho đồ nội thất có tần xuất sử dụng cao .

Quá trình đóng rắn bắt đầu khi sơn tiếp xúc với tia UV, từ một loại đèn chuyên dụng phát ra tia UV có bước sóng cụ thể. Ánh sáng tia cực tím kích hoạt các chất quang hóa trong sơn, tạo ra các gốc tự do bắt đầu phản ứng hóa học được gọi là phản ứng trùng hợp. Trong quá trình này, các monome (phân tử nhỏ hơn) trong sơn liên kết với nhau để tạo thành một chuỗi dài polyme (phân tử lớn),và đồng tời liên kết với các oligomer , tạo ra một lớp phủ rắn và cứng. Sơn đóng rắn UV thường được coi là cứng hơn và bền hơn sơn truyền thống . Điều này là do quá trình đóng rắn bằng tia cực tím làm cho sơn liên kết ngang và hình thành liên kết mạnh hơn giữa các phân tử riêng lẻ , và mật độ của các liên kết dầy đặc hơn sơn truyền thống. Do đó, lớp sơn có khả năng chống trầy xước và các loại hư hỏng khác.

Một số loại oligomer phổ biến được sử dụng trong sơn đóng rắn UV bao gồm:

Epoxy Oligomers: Đây là những oligomers dựa trên họ epoxy có đặc tính cứng dễ chà nhám và có giá hợp lí.

Acrylic Oligomers: Đây là những oligomers dựa trên họ acrylic và được sử dụng để tạo độ mềm dẻo và dẻo dai cho màng sơn.

Polyester Oligomers: Đây là những oligomers dựa trên họ polyester và được sử dụng để tạo độ bền, độ cứng và khả năng kháng hóa chất cho màng sơn.

Urethane Oligomers: Đây là những oligomers dựa trên họ urethane và được sử dụng để cung cấp độ dẻo dai, tính linh hoạt và độ bám dính cho màng sơn.

Oligomer silicone: Đây là những oligomer dựa trên hóa học silicone và được sử dụng để cung cấp khả năng chịu nhiệt, chống nước .

Độ cứng của sơn đóng rắn UV bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, bao gồm loại và hàm lượng oligome, điều kiện đóng rắn và nguồn sáng UV.

Loại oligomer: Loại oligomer được sử dụng trong sơn đóng rắn UV có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng của màng đóng rắn. Ví dụ, các oligome epoxy thường cung cấp một lớp màng cứng hơn các oligome acrylic. Tỉ lệ sử dụng của oligomers cũng đóng một vai trò quan trọng, vì việc tăng tỉ lệ có thể dẫn đến một màng liên kết ngang dày đặc hơn và cứng hơn.

Điều kiện đóng rắn: chẳng hạn như nhiệt độ và độ ẩm, có thể ảnh hưởng đến độ cứng của màng . Ví dụ, cường độ năng lượng đóng rắn cao hơn ( Energy Dosage :mJ/cm2) thường tạo ra màng cứng hơn và bền hơn, trong khi cường độ thấp có thể tạo ra màng mềm hơn và kém bền hơn. Khoảng thời gian đóng rắn cũng có thể ảnh hưởng đến cường độ năng lượng đóng rắn, tác động lên độ cứng, vì thời gian lâu hơn có thể dẫn đến liên kết ngang của các oligome hoàn chỉnh hơn.

Nguồn sáng UV: Loại và cường độ của nguồn sáng UV được sử dụng để đóng rắn cũng có thể ảnh hưởng đến độ cứng của màng được bảo dưỡng. Ví dụ, đèn UV có cường độ cao hơn và bước sóng ngắn hơn có thể thúc đẩy liên kết chéo hiệu quả và hoàn chỉnh hơn của các oligome, dẫn đến màng cứng hơn. Tuy nhiên , để tia UV có thể đi xuyên qua lớp sơn màu, phải sử dụng các loại tia UV có bước sóng dài.

Một số phương pháp đo độ cứng bề mặt của sơn, tùy thuộc vào loại sơn và yêu cầu ứng dụng. Dưới đây là một vài phương pháp phổ biến:

Kiểm tra độ cứng của bút chì: sử dụng bút chì với các mức độ cứng khác nhau để làm xước bề mặt sơn. Thử nghiệm được thực hiện bằng cách ấn ( bằng vật nặng có trọng lượng xác định ) bút chì lên bề mặt sơn ở góc 45 độ và tăng dần độ cứng viết chì cho đến khi đầu bút chì làm trầy xước bề mặt. Độ cứng của sơn được xác định bởi độ cứng của bút chì gây ra vết xước đầu tiên có thể nhìn thấy.

Kiểm tra độ cứng Buchholz: Phương pháp này liên quan đến việc sử dụng máy kiểm tra độ cứng Buchholz, đây là thiết bị đo lực cần thiết để đẩy một mũi lõm hình bán cầu vào bề mặt sơn. Độ cứng của sơn được xác định bởi lượng lực cần thiết để tạo ra độ sâu vết lõm xác định.

Độ cứng đo bằng con lắc :

Kiểm tra độ cứng con lắc, còn được gọi là kiểm tra độ cứng Persoz hoặc König, là một phương pháp đo độ cứng bề mặt của lớp phủ. Nó liên quan đến việc sử dụng một dụng cụ con lắc để đo thời gian cần thiết để một con lắc lắc qua lắc lại trên bề mặt của lớp phủ.

Trong quá trình thử nghiệm, con lắc được chuyển động và cho phép dao động qua lại trên bề mặt của lớp phủ. Thời gian cần thiết để con lắc hoàn thành một số lần dao động nhất định được đo và sử dụng để tính giá trị độ cứng của con lắc.

Kiểm tra độ cứng Shore: Phương pháp này sử dụng máy kiểm tra độ cứng Shore, là thiết bị đo độ cứng vết lõm của vật liệu. Người thử ấn một mũi nhọn hoặc mũi tròn vào bề mặt sơn tạo vết lõm có độ sâu( lún) xác định. Độ cứng của sơn được xác định bởi lượng lực cần thiết để tạo ra độ sâu vết lõm đó.

Điều quan trọng là phải biết cân bằng độ cứng, độ bền và chi phí . Cũng như việc kết hợp nhiều lớp sơn , kết hợp như thế nào sẽ tạo ra độ cứng- bền như ý muốn .

Thêm một lưu ý nữa là trong một số trường hợp, việc tăng độ cứng không đảm bảo khả năng chống trầy xước của lớp phủ. Cần phải có chuyên viên tư vấn cụ thể .