UVと熱硬化の組み合わせ:自動車内装コーティングの高耐摩耗性と耐黄変性のための主要なソリューション
自動車内装製造部門において、コーティング技術の性能は製品競争力に直接影響します。従来の単一硬化技術(純粋なUV硬化や純粋な熱硬化など)は、環境保護、耐久性、生産効率に対する現在の業界の多様な要求に応えることができなくなっています。UV硬化は数秒で表面定義を達成できますが、暗い基材(カーボンブラックを含む複合材など)へのUV浸透が不十分な場合、影の部分で硬化が不完全になり、コーティングの密着性と耐摩耗性が大幅に低下する可能性があります。
一般的に、50μmを超える黒色コーティングは、365nmのUV光に対する透過率が5%未満であり、コーティング底部での架橋度は理論値のわずか30%〜40%となり、その後の使用中にひび割れや剥離が起こりやすくなります。一方、熱硬化技術は深い硬化を達成できますが、150℃を超える高温で数十分間を必要とし、多くのエネルギーを消費するだけでなく、プラスチック基材の変形を引き起こす可能性があります。これは、軽量化された新エネルギー車の傾向と、熱に弱い材料(炭素繊維複合材など)の使用が増加している中で特に当てはまり、従来の熱硬化の限界がますます明らかになっています。
このような背景から、UVと熱硬化を組み合わせたデュアル硬化技術が登場しました。この技術は、光と熱の相乗効果を活用して、従来のプロセスの2つの主要な欠陥を正確に解決します。まず、UV硬化の迅速な設定能力を活用して生産効率を向上させます。次に、熱硬化による深い架橋を通じてコーティング構造を最適化し、環境性能、性能、コストのバランスを実現します。
UVと熱硬化を組み合わせた技術の核心は、デュアル硬化グループの直交反応システム設計にあります。B-6210樹脂はヒドロキシルアクリレート結合を導入し、UV硬化段階で光開始剤(Irgacure 184など)を介してラジカル重合を可能にし、初期の三次元ネットワーク構造を形成します。その後の熱硬化段階では、ヒドロキシル基がイソシアネート基と架橋反応を起こし、コーティングの密度をさらに高めます。
実際のアプリケーションでは、デュアル硬化技術は、動的に適応したプロセスウィンドウを通じて性能最適化を実現します。Core Rate Intelligenceが開発したAI制御モジュールは、基材の色と厚さに基づいて、UV線量と熱風パラメータをリアルタイムで調整できます。暗いABSシェルの場合、800mJ/cm²のUVエネルギーで3〜5秒間予備硬化し、次に80℃で30分間熱硬化すると、コーティングの内部応力が32%減少し、基材との結合強度が8.5MPaに増加し、歩留まりが単一UV硬化の68%から98%に増加し、エネルギー消費量が40%削減されます。このインテリジェントな制御は、従来のプロセスの「ワンサイズフィットオール」硬化欠陥を解決するだけでなく、パーソナライズされた製造のための柔軟なソリューションを提供します。
デュアル硬化技術を使用して作成されたコーティングは、耐摩耗性、耐黄変性、耐候性において画期的な成果を上げています。Allnexのデュアル硬化コーティングは、Taber摩耗試験(CS10Fホイール、500g荷重)で0.5以下のヘイズ値を達成し、従来のコーティングの2倍以上の耐摩耗性を示しました。85℃/85%RHの湿熱老化試験では、1000時間後もブリスターや剥離がなく、4.5(ISO 105-A02)の耐黄変性評価を達成しました。これらの性能向上は、ナノ補強と分子鎖の配向に起因しています。たとえば、Dabao Paintは、その配合物に5%のナノAl₂O₃を組み込み、6Hを超える表面硬度を達成しています。同時に、勾配温度上昇(50〜120℃)により、潜伏硬化剤が活性化され、架橋反応が表面から基材の内部へと層ごとに進行し、表面から内部までの包括的な保護を実現します。
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