A tinta UV catiônica é uma tinta especial, e seu mecanismo de cura e processo de cura são diferentes daqueles das tintas tradicionais à base de solvente, tintas à base de água e tintas UV de radicais livres. Sua principal característica é o uso de iniciadores catiônicos fotossensíveis e o uso de vários grupos altamente ativos, como epóxi e éter vinílico no esqueleto da resina e do monômero. Este iniciador catiônico é insensível ao oxigênio e não é fácil de extinguir. Uma vez acionado sob luz, ele rapidamente acionará uma reação em cadeia dos grupos ativos no monômero e na resina, e continuará até que todos os grupos ativos reajam completamente. A reação em cadeia não parará. O filme de tinta formado dessa forma tem muito poucos monômeros e resinas residuais não reagidos, e não há migração, por isso é muito seguro. Ao mesmo tempo, devido à alta taxa de conversão, o filme de tinta é muito resistente ao desgaste, resistente a arranhões, resistente a solventes e tem excelentes propriedades físicas.
Tintas UV catiônicas curam muito rapidamente e têm alta eficiência de produção. Sob radiação de luz UV de alta densidade de potência, 80% da reação de reticulação pode ser alcançada em milissegundos. Elas podem ser enroladas com segurança para cima e para baixo em máquinas de impressão digital de rotogravura, flexográfica ou rolo a rolo sem grudar ou deixar resíduos de tinta na superfície do rolo. Tintas UV catiônicas não contêm compostos orgânicos voláteis (VOCs), por isso são mais ecológicas. Além disso, tintas UV catiônicas mostram adesão particularmente boa quando impressas e revestidas em substratos tratados com corona, o que também é uma das principais propriedades das tintas UV catiônicas.
Além disso, as tintas UV catiônicas têm baixa volatilidade e baixo odor, e têm um melhor ambiente operacional e saúde e segurança em comparação com as tintas UV radicais livres tradicionais. Durante o processo de impressão, depois que o produto impresso curado por radiação sai da prensa, a camada de tinta parece ter sido curada, mas alguns monômeros e resinas não reagiram completamente (ou seja, meio secos ou não completamente secos). Neste caso, a tinta UV radical livre irá parar de reagir e manter este estado por um longo tempo, ou melhorar ligeiramente. No entanto, as tintas de cura catiônica podem continuar a reagir mesmo depois de deixar a luz UV até que os monômeros e resinas estejam completamente reticulados. Esta é a chamada pós-cura, que é completamente diferente das tintas UV radicais livres tradicionais e também é a maior vantagem das tintas UV catiônicas.
Os principais componentes da tinta UV catiônica
Os principais componentes da tinta UV catiônica são um pouco semelhantes à tinta UV de radicais livres tradicional, ambas contendo oligômeros (resinas), diluentes reativos (monômeros), fotoiniciadores e vários aditivos. Entre eles, os oligômeros são equivalentes aos ligantes em tintas comuns e são materiais formadores de filme. Eles desempenham principalmente um papel de esqueleto no desempenho da tinta. Estruturalmente, existem grupos de fotocura no esqueleto do oligômero, que são fotossensíveis e podem participar de reações de fotocura. Os diluentes reativos podem não apenas diluir a tinta, fazendo com que a tinta tenha boa adaptabilidade de impressão, mas também participar da reação, fazendo com que a tinta tenha melhores propriedades físicas e químicas. O fotoiniciador é equivalente ao catalisador na tinta comum. Ele pode produzir radicais livres ou cátions absorvendo raios ultravioleta, iniciando assim reações de polimerização e reticulação física entre oligômeros e diluentes reativos para formar uma camada de tinta de estrutura de rede.
Iniciador
Os iniciadores catiônicos comumente usados são sais de iodônio e sais de sulfônio. Quando eles absorvem luz ultravioleta, eles produzem centros ativos catiônicos, que então iniciam uma reação em cadeia entre monômeros e resinas.
Monômeros e resinas
Existem muitos tipos de resinas (ou oligômeros) comumente usados em tintas UV catiônicas, como resinas acrílicas, resinas de poliuretano, resinas de poliéster, resinas epóxi, resinas de vinil éter, resinas de poliéster, resinas de poliéter, resinas de silicone, resinas fenólicas e resinas de colofônia. Nos esqueletos dessas resinas, geralmente há um ou mais grupos funcionais, que incluem, mas não estão limitados aos seguintes grupos: grupos epóxi, grupos de ácido acrílico, grupos de vinil éter, grupos anidrido, etc.
Os monômeros comumente usados em tintas UV catiônicas são principalmente ácido acrílico, epóxi, éter vinílico e anidrido. Os principais requisitos de desempenho são: baixa viscosidade, velocidade de cura rápida, baixo odor e não é fácil de migrar.
Na estrutura de monômeros e resinas, é melhor ter 2 ou mais grupos funcionais para que tenham funções de cura dupla, como cura UV de radicais livres + cura UV catiônica, cura UV catiônica + cura térmica catiônica, etc.
Toner e aditivos
Toner e aditivos são essenciais em tintas. Muitos toners comumente usados em tintas à base de solvente e tintas à base de água não podem ser usados em tintas UV catiônicas. Alguns toners reagirão com o centro ativo catiônico para neutralizar o ácido e a base, fazendo com que a reação catiônica falhe. Alguns aditivos, como dispersantes de amida, também reagirão com cátions e não podem ser usados casualmente. Esses toners e aditivos precisam ser cuidadosamente selecionados.