Введение к работе
Актуальность работы. Фотополимеризующиеся композиции (ФПК) используются в различных отраслях промышленности: радиоэлектронике, приборостроении, автомобилестроении, производстве мебели и т.д. При этом имеет место тенденция к расширению сферы использования материалов данного типа.
В полиграфии ФПК применяются в качестве основы красок и лаков УФ-отверждения, а также в формных процессах.
Основным преимуществом красок и лаков УФ-отверждения перед аналогичными традиционными материалами является их экологическая чистота. Превращение красок и лаков в твердую пленку достигается в данном случае не за счет испарения вредных растворителей, а за счет реакции полимеризации, в результате которой все жидкие компоненты переходят в твердый полимер. Вторым важным преимуществом данной технологии является экономия энергии, т.к. реакция фотополимеризации требует меньших энергетических затрат, чем испарение растворителей.
Современные сушильные устройства УФ-излучения более компактны и экономичны в сравнении с обычными тепловыми. Более высокая скорость закрепления ФПК позволяет повысить производительность оборудования.
В отечественной полиграфии ФПК нашли широкое применение лишь в формных процессах. В последние годы в радиоэлектронной промышленности начали использовать краски, закрепляющиеся под воздействием УФ-излучения, для изготовления печатных плат.
К моменту начала этих исследований отечественная промышленность производила ФПК для производства печатных плат, однако эти композиции не полностью удовлетворяли предъявляемым требованиям по
- 4 -показателям светочувствительности, адгезии к подложкам, термостойкости и другим, что и обусловило необходимость исследований по улучшению качества этих композиций.
Настоящая работа является частью исследований, проводимых на кафедре"Химия и материаловедение" МГАП, по разработке отечественных ФІШ для радиоэлектронной промышленности и УФ- отверждае-мых трафаретных красок для печати по бумаге и картону.
Одним из важнейших моментов при разработке рецептур ФПК является выбор подходящего фотоинициатора (ФИ). Его свойства, концентрация и совместимость с другими компонентами определяют такую важную характеристику ФПК как светочувствительность, проявляющуюся через время отверждения композиции. Часто светочувствительность ФПК является критической характеристикой, лимитирующей скорость процесса изготовления печатных плат или получения другой печатной продукции. Полнота отверждения ФПК определяет в ряде случаев адгезию пленок к подложкам.
Таким образом, разработка эффективных ФИ-систем для ФПК является актуальной задачей.
Цель работы. Изучение эффективности фотоинициаторов, относящихся к различным классам органических соединений, при отверждении олигоэфиракрилатов в условиях, моделирующих данный процесс в красочных и лаковых пленках. Быбор наиболее активных фотоинициаторов, исследование эффективности комплексных фотоинициирующих систем как в непигментированных, так и в пигментированных композициях.
Исследование светочувствительности модельных фотополимеризую-щихся композиций в зависимости от соотношения олигомера и активного разбавителя.
Разработка на основе полученных результатов фотоинициирующих
систем для трафаретных красок УФ-отверждения двух серий:
ФПК - защитной, маркировочной и щелочесмываемой для производства печатных плат;
ТФК - для печати по бумаге и картону.
Научная новизна. Изучена кинетика фотоотверждения олигоэфир-акрилата МГФ-9 в присутствии различных фотоинициаторов в условиях наличия и отсутствия контакта с воздухом. Показано, что наиболее перспективными фотоинициаторами для УФ-отверждаемых красок и лаков на основе олигоэфиракрилатов являются производные антрахинона.
Изучена эффективность двухкомпонентных и одной трехкомпонент-ной систем.
Впервые о інаружено.что зависимость скорости отверждения фото-полимеризутощихся композиций от соотношения олигомера и активного разбавителя может носить экстремальный характер. Дано объяснение наблюдаемой зависимости, основанное на двояком влиянии вязкости среды на скорость фотополимеризации на воздухе.
Изучена эффективность одно- и многокомпонентных фотоинициаторов при отверждении пигментированных систем. Полученные результаты легли в основу рецептур трафаретных красок УФ-отверждения серий ФПК (для производства печатных плат) и ТФК (для печати по бумаге и картону).
Практическая ценность.Разработанные фотоинициирутошие системы использованы в рецептурах серии ФПК, которые после апробации на предприятиях радиоэлектронной промышленности, выпускаются в промышленном масштабе.
Краски серии ТФК для печати по бумаге и картону успешно прошли производственные испытания на Каменской картоннобумажкой фабрике.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на научно-
- б -
технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГАП в 1990 и 1994 годах, на научно-техническом семинаре "Материалы для монтажно-сбороч-ных работ и регистрации видеоинформации" (Львов, 1990г.). Работа обсуждалась на кафедрах "Химия и материаловедение" и "Фотопроцессы" МГАП.
Публикации. По теме .диссертации опубликованно 7 научных статей и получено I авторское свидетельство.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 7 глав, общих выводов, библиографии и двух приложений.
