Desarrollo de fondo transparente para madera curado con UV-LED 395 nm

Abstract

[ES] Esta investigación consistió, principalmente, en el desarrollo y/o adaptación de barnices transparentes para madera 100 % sólidos para curado, mediante lámparas UV-LED de 395 nm, con el objetivo de sustituir las lámparas habituales de alta presión de mercurio y galio, anticipándose a la posible prohibición de las mismas por la CEE. Las LEDs se están convirtiendo en una técnica prometedora y revolucionaria en el mercado, ya que ofrecen un proceso de fotocurado de alta velocidad con una serie de ventajas adicionales, como son: la emisión baja de calor, la portabilidad, un menor consumo de energía, poco o ningún contenido de COV, libre de ozono y acabados de alta calidad. Sin embargo, no todo son ventajas, ya que existen ciertos inconvenientes como el tacking en superficie, debido a la inhibición de la reticulación provocada por el oxígeno y el alto amarilleo. Para solucionar estos problemas, se realizó un estudio tanto bibliográfico como mediante flayers y reuniones con diversos proveedores, aconsejando la utilización de monómeros de mayor funcionalidad, resinas de mayor funcionalidad, combinación de fotoiniciadores tipo I (óxidos de acilfosfina) y tipo II (tioxantonas y derivados de estas junto a coiniciadores amínicos), y con sistemas de curado LED, sobre todo para el caso de lámparas LED de 395nm y 405 nm. En este trabajo se han estudiado estas diferentes opciones. Finalmente, se decidió utilizar resinas más convencionales, como son las resinas epoxi acrílicas y los poliéter acrílicos, debido su coste. Además, con objeto de minimizar el amarilleo, se intentó utilizar, en primer lugar, la combinación de óxidos de acilfosfina con otros fotoiniciadores de tipo I para conseguir un buen curado en superficie y evitar el amarilleo provocado por las tioxantonas. Sin embargo, se terminó recurriendo a fotoiniciadores de tipo II y, para la eliminación del amarilleo, se usó un blanqueador óptico. Finalmente, cabe añadir que, en todo momento de la investigación, se tuvo en cuenta el precio del producto final, la composición y el etiquetaje.

[EN] This research consisted mainly in the development and/or adaption of 100 % solid transparent varnishes (UV primers) for wood, using 395 nm UV-LED lamps, with the aim of replacing the usual high-pressure mercury and gallium lamps, anticipating the possible ban on them by the ECC. LEDs are currently becoming a promising and revolutionary technique in the market, since they offer a high-speed light-curing process with a series of additional advantages such as: low heat emission, portability, lower energy consumption, little or no VOC content, ozone free and high quality finishes. However, not all are advantages, since there are certain drawbacks such as tacking on the surface, due to cross-linking inhibition by the oxygen and high yellowing. To solve these problems a study was carried out, either through bibliography or flayers and meetings with various suppliers, advising the use of higher functionality monomers, higher functionality resins, combination of type I (acylphosphine oxides) and type II (thioxanthones and their derivatives together with amine co-initiators) photoinitiators, and with LED curing systems, especially in the case of 395 nm and 405 nm LED lamps. In this work these different options have been studied. Finally, it was decided to use more conventional resins, such as acrylic epoxy resins and acrylic polyether, due to their cost. In addition, in order to minimize yellowing, it was first tried to use the combination of acylphosphine oxides with other type I photoinitiators to achieve good surface cure and avoid yellowing caused by thioxanthones. However, finally, type II photoinitiators had to be utilized, and for the elimination of yellowing, an optical brightener was used too. Finally, it should be added that at all times of the investigation, the price of the final product, the composition and the labeling were considered.