Qu’est-ce que la résine UV ?
La résine UV est un terme générique désignant les résines dans lesquelles les monomères et les oligomères polymérisent et passent de l’état liquide à l’état solide lorsqu’ils sont irradiés par une lumière UV d’une longueur d’onde de 200 à 400 nm.
Lorsqu’une résine UV est irradiée par la lumière UV, la polymérisation commence instantanément et elle durcit en quelques secondes. Elle est donc très efficace et économe en énergie, car elle ne nécessite pas de chaleur.
Dans le passé, on utilisait des solvants organiques, mais ces dernières années, des résines UV sans solvant et à base d’eau ont été mises au point. Elles sont désormais plus respectueuses de l’humain et de l’environnement. Elles sont également utilisées à des fins plus générales, telles que le bricolage, la fabrication d’accessoires et d’articles divers, ce qui s’explique par leur rapidité et leur simplicité de durcissement par simple irradiation à la lumière ultraviolette, mais aussi par l’éclat rendu après durcissement.
Utilisations de la résine UV
Les résines UV sont utilisées dans de nombreux domaines, relevant aussi bien de la vie quotidienne que du monde industriel. Parmi les applications les plus courantes, on retrouve l’impression sur des supports PLV, le publipostage, les étiquettes alimentaires et les fichiers transparents. Contrairement aux résines séchant à la chaleur, les résines UV conviennent à l’impression sur film plastique et carton.
Elles sont également utilisées comme revêtement pour le bois et le plastique. Ces dernières années, elles sont souvent utilisées pour empêcher les rayures sur les smartphones, les tablettes et les matériaux extérieurs des automobiles. Dans le secteur industriel, elles sont utilisées comme adhésifs pour des composants électroniques, comme matériaux de résistance pour le formage des substrats mais on les retrouve aussi dans l’encapsulation de panneaux à cristaux liquides etc.
Principe de la résine UV
1 à 5 % du poids des résines UV se compose d’un photo-initiateur, qui génère des radicaux et des cations sous irradiation UV. Comme le mécanisme de réaction diffère selon le type de photo-initiateur, les résines UV peuvent être divisées en deux catégories : les résines à durcissement radicalaire et les résines à durcissement cationique.
1. Résine à durcissement radicalaire
Les radicaux sont générés à partir de l’initiateur par l’énergie de la lumière UV, et les groupes insaturés tels que les acrylates, les méthacrylates et les vinyléthers subissent une polymérisation radicale et un durcissement. Comme il existe un grand nombre de résines et de monomères pouvant être utilisés, diverses propriétés telles que la dureté, la résistance chimique et la résistance à la contamination peuvent être conférées en fonction de la conception du revêtement.
La majorité des résines UV est à durcissement radicalaire, en raison de sa rapidité de durcissement et de son coût relativement faible.
2. Résine à durcissement cationique
Les types de résine à durcissement cationique utilisent des sels d’iodonium ou des sels de sulfonium comme initiateurs. Lorsque l’initiateur est irradié par une lumière ultraviolette, un acide est généré. Il agit comme un catalyseur pour la polymérisation cationique des éthers cycliques et des vinyléthers, ce qui provoque le durcissement.
Le rétrécissement dû au durcissement de la résine peut être réduit, afin d’améliorer l’adhérence du revêtement. Toutefois, le degré de liberté de conception n’est pas élevé, ce qui rend difficile le contrôle des propriétés de ce type de résine.
Types de résines UV
Les résines UV sont globalement classées en trois catégories, selon la présence ou l’absence d’un solvant et le type de solvant. Le type le plus commun est celui des résines UV à base de solvant. En réponse aux préoccupations contemporaines récentes, tels que les réglementations sur les COV (composés organiques volatils), ce sont désormais les types de résine sans solvant et les résines UV à base d’eau, utilisant l’eau comme solvant, qui attirent l’attention.
1. Résine UV à base de solvant
Les résines UV à base de solvant sont faciles à manipuler et présentent une couche de revêtement uniforme. Des composants inorganiques à base de silicone sont également disponibles, généralement utilisés lorsqu’il est question d’une utilisation en extérieur.
2. Résine UV sans solvant
Comme elle ne contient pas de solvants organiques, ces résines UV n’ont pratiquement pas d’odeur et sont respectueuses des travailleurs et de l’environnement, car elles réduisent la production de COV. Un autre avantage est que les solvants organiques n’ont pas besoin d’être volatilisés, ce qui simplifie la chaîne de production.
Le type sans solvant est généralement préféré lorsqu’il est question de matériaux de base pouvant être dénaturés par la présence de solvants.
3. Résine UV à base d’eau
Comme les résines sans solvant, ces résines ne contiennent pas de solvants organiques. Elles sont principalement utilisées dans le secteur de la construction, où la production de COV est une difficulté majeure, comme pour l’installation sur site de surfaces de sol et pour le revêtement de sols en PVC par exemple. Elle présente également l’avantage d’une plus grande solidité et d’une plus grande résistance chimique que les cires conventionnelles.
Autres informations sur la résine UV
Additifs pour les résines UV
Les résines UV sont fabriquées en mélangeant des monomères, des oligomères, des photo-initiateurs et des solvants. Divers additifs peuvent être ajoutés en plus pour améliorer la réactivité par durcissement aux UV, l’adhérence entre le film de revêtement et le substrat, la dureté de la résine, la résistance aux taches, la résistance à l’eau et la dispersibilité.
Parmi ces additifs, on peut citer les inhibiteurs de polymérisation, les pigments et les agents de nivellement, qui ajustent la composition de la résine en fonction de l’objectif et de l’application.