Czasopismo | OCHRONA PRZED KOROZJĄ | Rocznik 2023 - zeszyt 9

Innovative lead-free UV-cured paint coatings for decorating utility glass

Innowacyjne bezołowiowe farby utwardzane promieniami UV do malowania szkła użytkowego

10.15199/40.2023.9.1

nr katalogowy: 144983
10.15199/40.2023.9.1

Streszczenie

The results of research on the development of UV-cured paint coatings for utility glass are discussed. Paint compositions differing in the type of oligomers, monomers and photoinitiators as well as additives, fillers and colouring pigments have been developed. A properly selected system of adhesion promoters, consisting of an ester derivative of phosphoric acid and an amino-functional silane, provides very good adhesion to glass without any preliminary surface treatment. In addition to very good adhesion, the coatings are characterized by very good crosslinking and resistance properties.

Abstract

Omówiono wyniki badań nad opracowaniem farb utwardzanych promieniami UV przeznaczonych do malowania szkła użytkowego. Opracowano kompozycje lakierowe różniące się rodzajem oligomerów, monomerów i fotoinicjatorów oraz środków pomocniczych, wypełniaczy i pigmentów barwiących. Odpowiednio dobrany układ promotorów adhezji, złożony z pochodnej estrowej kwasu fosforowego oraz aminofunkcyjnego silanu, zapewnił uzyskanie bardzo dobrej przyczepności do szkła bez jakiejkolwiek wstępnej obróbki powierzchni. Powłoki odznaczały się ponadto bardzo dobrym usieciowaniem i doskonałymi właściwościami odpornościowymi.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] J. Fu, L. Wang, H. Yu, M. Haroon, F. Haq, W. Shi, B. Wu, L. Wang. 2019. “Research Progress of UV-Curable Polyurethane Acrylate-Based Hardening Coatings.” Progress in Organic Coatings 131: 82–99. DOI: 10.1016/j. porgcoat.2019.01.061.
[2] Y. Wang, F. Liu, X. Xue. 2017. “Preparation and Properties of UV-Cured Epoxy Acrylate/Glycidyl-POSS Coatings.” Journal of Coatings Technology and Research 14: 665–672. DOI: 10.1007/s11998-016-9886-1.
[3] J. Fu, H. Yu, L. Wang, R. Liang, C. Zhang, M. Jin. 2021. “Preparation and Properties of UV-Curable Polyurethane Acrylate/SiO2 Composite Hard Coatings.” Progress in Organic Coatings 153: 106–121. DOI: 10.1016/j. porgcoat.2020.106121.
[4] Z. Guo. 2022. “Research Advances in UV-Curable Self-Healing Coatings.” RSC Advances 12: 32429–32439. DOI: 10.1039/d2ra06089b.
[5] Y. Zhang, Y. Sheng, M. Wang, X. Lu. 2022. “UV-Curable Self-Healing, High Hardness and Transparent Polyurethane Acrylate Coating Based on Dynamic Bonds and Modified Nano-Silica.” Progress in Organic Coatings 172: 107051. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2022.107051.
[6] D. Zhao, S. Liu, Y. Wu, T. Guan, N. Sun, B. Ren. 2019. “Self-Healing UV Light- -Curable Resins Containing Disulfide Group: Synthesis and Application in UV Coatings.” Progress in Organic Coatings 133: 289–298. DOI: 10.1016/j. porgcoat.2019.04.060.
[7] L. Lv, H. Liu, W. Zhang, J. Chen, Z. Liu. 2020. “Facile UV-Curable Fabrication of Robust, Anti-Icing Superhydrophobic Coatings Based on Polyurethane.” Materials Letters 258: 126653. DOI: 10.1016/j.matlet.2019.126653.
[8] J. Fu, H. Yu, L. Wang, S. Fahad. 2020. “Preparation and Properties of UV-Curable Diamine-Based Polyurethane Acrylate Hard Coatings.” Applied Surface Science 533: 147442. DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.147442.
[9] G. Xiao, Y. Wang, H. Zhang, L. Chen, S. Fu. 2019. “Facile Strategy to Construct a Self-Healing and Biocompatible Cellulose Nanocomposite Hydrogel via Reversible Acylhydrazone.” Carbohydrate Polymers 218: 68–77. DOI: 10.1016/j.carbpol.2019.04.080.
[10] V. Shukla, M. Bajpai, D. K. Singh, M. Singh, R. Shukla. 2004. “Review of Basic Chemistry of UV-Curing Technology.” Pigment and Resin Technology 33(5): 272–279. DOI: 10.1108/03699420410560461.
[11] Y. Chen, N. Wang, G. Tong, D. Wu, X. Jin, X. Zhu. 2018. “Synthesis of Multiarm Star Polymer Based on Hyperbranched Polyester Core and Poly(ε- -caprolactone) Arms and Its Application in UV-Curable Coating.” ACS Omega 3(10): 13928–13934. DOI: 10.1021/acsomega.8b02128.
[12] Z. Chen, J. F. Wu, S. Fernando, K. Jagodzinski. 2011. “Soy-Based, High Biorenewable Content UV Curable Coatings.” Progress in Organic Coatings 71(1): 98–109. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2011.01.004.
[13] F. Masson, C. Decker, T. Jaworek, R. Schwalm. 2000. “UV-Radiation Curing of Waterbased Urethane-Acrylate Coatings.” Progress in Organic Coatings 39(2–4): 115–126. DOI: 10.1016/S0300-9440(00)00128-4.
[14] C. Decker, F. Masson, R. Schwalm. 2004. “How to Speed up the UV Curing of Water-Based Acrylic Coatings.” Journal of Coatings Technology and Research 1(2): 127–136. DOI: 10.1007/s11998-004-0007-1.
[15] H. D. Hwang, J. I. Moon, J. H. Choi, H. J. Kim, S. D. Kim, J. C. Park. 2009. „Effect of Water Drying Conditions on the Surface Property and Morphology of Waterborne UV-Curable Coatings for Engineered Flooring.” Journal of Industrial and Engineering Chemistry 15(3): 381–387. DOI: 10.1016/j. jiec.2008.11.002.
[16] S. Mamat, L. C. Abdullah, M. M. Aung, S. A. Rashid, M. Z. Salleh, S. Saalah, E. R. Jusoh, M. Rayung. 2023. “Synthesis and Characterization UV-Curable Waterborne Polyurethane Acrylate/Al2O3 Nanocomposite Coatings Derived from Jatropha Oil Polyol.” Biointerface Research in Applied Chemistry 13(2): 193. DOI: 10.33263/briac132.193.
[17] R. Bongiovanni, G. Malucelli, M. Sangermano, A. Priola. 1999. “Properties of UV-Curable Coatings Containing Fluorinated Acrylic Structures.” Progress in Organic Coatings 36(1–2): 70–78. DOI: 10.1016/S0300-9440(99)00033-8.
[18] T. Li, , Z. Xie, J. Xu, Y. Weng, B. H. Guo. 2018. “Design of a Self-Healing Cross- -Linked Polyurea with Dynamic Cross-Links Based on Disulfide Bonds and Hydrogen Bonding.” European Polymer Journal 107: 249−257. DOI: 10.1016/j. eurpolymj.2018.08.005.
[19] J. Liu, J. Cao, Z. Zhou, R. Liu, Y. Yuan, X. Liu. 2018. “Stiff Self-Healing Coating Based on UV-Curable Polyurethane with a «Hard Core, Flexible Arm» Structure.” ACS Omega 3(9): 11128−11135. DOI: 10.1021/acsomega.8b00925.
[20] D. Zhao, S. Liu, Y. Wu, T. Guan, N. Sun, B. Ren. 2019. “Self-Healing UV Light- -Curable Resins Containing Disulfide Group: Synthesis and Application in UV Coatings.” Progress in Organic Coatings 133: 289–298. DOI: 10.1016/j. porgcoat.2019.04.060.
[21] T. Li, Z. P. Zhang, M. Z. Rong, M. Q. Zhang. 2019. “Self-Healable and Thiol-Ene UV-Curable Waterborne Polyurethane for Anticorrosion Coating.” Journal of Applied Polymer Science 136: 47700. DOI: 10.1002/app.47700.
[22] Z. Wang, H. Yang, B. D. Fairbanks, H. Liang, J. Ke, C. Zhu. 2019. “Fast Self- -Healing Engineered by UV-Curable Polyurethane Contained Diels-Alder Structure.” Progress in Organic Coatings 131: 131–136. DOI: 10.1016/j. porgcoat.2019.02.021.
[23] M. Farley. 2012. “UV Curable Coatings: Another Option for Decorating Glass.” UV and EB Technical Conference Proceedings. https://www.radtech. org/proceedings/2012/papers/Session%203%20-%20Sustainability/ MFarley_RedSpot.pdf.
[24] M. Farley. 2010. “UV Curable Coatings for Containers and Closures.” UV and EB Technical Conference Proceedings. https://www.radtech.org/ proceedings/2010/papers/1449.pdf.
[25] K. Zhang, T. Li, T. Zhang, C. Wang, C. Wang, M. Wu. 2013. “Adhesion Improvement of UV-Curable Ink Using Silane Coupling Agent onto Glass Substrate.” Journal of Adhesion Science and Technology 27(13): 1499–1510. DOI: 10.1080/01694243.2012.746159.
[26] WO 2015/2000421 A1: UV-curable Coating Compositions for Glass Based on Epoxy/Oxetane Compounds, Epoxy Functionalized Silsesquioxane and Epoxy Functionalized Nanoparticles.
[27] T. Liang, H. Li, X. Su, X. Lai, H. Wu, C. Wang, Y. Wang, M. Zhuang, X. Zeng. 2016. “A Facile Fabrication of Robust Thiol-Ene/Hierarchically Mesoporous Silica Nanoparticles Hybrid Superhydrophilic Coating Films under UV Radiation.” Progress in Organic Coatings 101: 423–430. DOI: 10.1016/ j.porgcoat.2016.09.011.
[28] T. Liang, H. Li, X. Lai, X. Su, L. Zhang, X. Zeng. 2016. “A Facile Approach to UV-Curable Super-Hydrophilic Polyacrylate Coating Film Grafted on Glass Substrate.” Journal of Coatings Technology and Research 13: 1115–1121. DOI: 10.1007/s11998-016-9828-y.
[29] S. Dalle Vacche, G. Mariggiò, A. Vitale, R. Bongiovanni, M. Corrado. 2019. “Compositionally Graded Hydrophobic UV-Cured Coatings for the Prevention of Glass Stress Corrosion.” Coatings 9(7): 424. DOI: 10.3390/ coatings9070424.
[30] J. Kron, S. Amberg-Schwab, G. Schottner. 1994. “Functional Coatings on Glass Using ORMOCER®-Systems.” Journal of Sol-Gel Science and Technology 2: 189–192. DOI: 10.1007/BF00486239.
[31] PN-EN 13523-11:2020-01: Metale powlekane metodą ciągłą – Metody badań – Część 11: Odporność na rozpuszczalniki (próba pocierania).
[32] PN-EN ISO 16276-2:2008: Ochrona konstrukcji stalowych przed korozją za pomocą ochronnych systemów malarskich – Ocena i kryteria przyjęcia adhezji/kohezji (wytrzymałości na odrywanie) powłoki – Część 2: Badanie metodą siatki nacięć i metodą nacięcia w kształcie X.

Zeszyt


OCHRONA PRZED KOROZJĄ- e-zeszyt (pdf) 2023-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	45.00 zł

Prenumerata

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

504.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

678.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	762.00 zł brutto 705.56 zł netto 56.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

762.00 zł

Open Access

Zeszyt

2023-9

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma