Valg av UV-herdende lim, belegg og pottemasser

UV-herdende lim, belegg og pottemasser kombinerer korte prosesstider med en herding som kan styres bevisst. Hvilken materialklasse som passer, avhenger imidlertid ikke bare av den tilgjengelige UV-bølgelengden. Substrattransmisjon, sjikttykkelse, pigmentering, fyllstoffinnhold, oksygenkontakt og skyggelagte områder avgjør om et frittradikal-, kationisk eller dobbeltherdende system er egnet. Utvalgshjelpen nedenfor sorterer materialklassene etter bruksområde, prosessgrenser og etterherding de krever.

Selve herdereaksjonen dekkes på grunnlagssiden om hvordan UV-herding og fotopolymerisasjon fungerer; hvordan man legger opp en lime- eller pottingprosess i skjøten vises under utforming av UV-lime- og pottingprosesser.

Ved UV-herding aktiverer strålingen en fotoinitiator og starter tverrbindingen av materialet. En detaljert gjennomgang av reaksjonsveier, irradians og dose finnes på fagsiden om reaksjonsveier, irradians og dose ved UV-herding.

For materialvalg er det her fremfor alt kjemien, de optiske egenskapene og tilgjengeligheten til hele reaksjonssonen som er avgjørende.

To distinksjonsnivåer er viktige når man velger materiale: kjemien til bindemiddelsystemet – fri-radikal versus kationisk – og valget mellom single-cure- og dual-cure-systemer for geometrisk krevende deler.

Når det gjelder strålingskilden, er en kort bemerkning nok her: kvikksølvdamplamper avgir bredbånd, UV-LED-er avgir narrowband ved diskrete topper (365, 385, 395 og 405 nm). Det som betyr noe for materialvalget, er kun om absorpsjonsbåndet til fotoinitiatoren som brukes, faktisk treffes. Kildene selv sammenlignes på teknologisiden på UV-LED-er for UVA, UVB og UVC.

Matrisen tildeler hvert typiske krav materialsystemet som bør undersøkes først, og grensen der dette systemet svikter.

Hvorvidt den valgte kilden faktisk leverer strålingen som er nødvendig ved delen, vises kun ved en måling: hvilken sensor som måler hvilken størrelse på en pålitelig måte, er beskrevet under valg av egnede UV-sensorer; hvorfor to instrumenter kan vise forskjellige avlesninger ved samme kilde, forklares under spektral mismatch.

En håndfull antakelser dukker opp igjen og igjen ved materialvalg og kan føre til ufullstendig herding eller kundeklager. De generelle misforståelsene om lampeeffekt, dose og reciprositet er dekket på fundamentalsiden om grensene for dose og reciprositetsloven:

• „Oksygeninhibering påvirker hele volumet": oppløst oksygen i bulken forbrukes raskt under bestråling; det reelle problemet er det kontinuerlig rediffunderende oksygenlaget på overflaten, som gir klebrige, uherdede overflater spesielt ved lav irradians.
• „Et akrylat formulert for 365 nm herder klebefritt med hvilken som helst 365 nm LED": for en klebefri overflate trenger flere vanlige akrylatlimsystemer tilleggsstråling i området 220–260 nm for å overvinne oksygeninhibering – et krav som LED-systemer som kun emitterer ved 365 nm ikke kan oppfylle, og som må tas i betraktning ved valg av formulering.
• „Fri sikt mellom lampe og limfuge er valgfritt": i områder som skygges av UV-ugjennomsiktige deler (metaller, keramikk, fylte plaster) forblir et rent UV-materiale flytende, selv når direkte belyste områder ved siden av er fullstendig herdet.

Kildealdring kommer i tillegg til dette: irradians og spektrum endres over driftstiden, så et frigitt prosessvindu må måles på nytt regelmessig – se aldring av UV-lamper og UV-LED-er.

Fylte eller pigmenterte formuleringer oppfører seg fundamentalt annerledes enn klare systemer. Opake pigmenter som karbonsvart eller titandioksid absorberer en del av UV-strålingen fotoinitiatoren trenger før den når dypere lag; uorganiske fyllstoffer som glassperler eller silika sprer dessuten lyset og reduserer intensiteten eksponentielt med dybden.

Resultatet er en herdegradient der materialet nær overflaten herder fullstendig, mens kjernen forblir flytende. Lambert-Beers lov beskriver dette kvantitativt gjennom inntrengningsdybden D_p, der intensiteten har falt til 1/e av verdien sin, og den kritiske energien E_c som minst behøves for å igangsette polymerisasjonen.

For pigmenterte systemer er det verdt å gå over til lengre bølgelengder (385 eller 405 nm i stedet for 365 nm), fordi mange pigmenter sprer og absorberer disse mindre kraftig. Å bare øke dosen hjelper bare til en viss grad: det kan overkryssbinde og gulne området nær overflaten uten å forbedre herdingen i kjernen. Lagtykkelsen påvirker også krympespenningen som bygges opp under herdingen: typiske verdier er 1–2 % lineær og 2–5 % volumetrisk krymping, som i tykkere lag virker tredimensjonalt og kan påføre mekanisk spenning på tilstøtende komponenter når herdingen skjer raskere enn spenningene kan relaksere.

For geometrisk krevende deler med underskjæringer eller UV-opake materialer (metaller, keramikk, fylte plaster) har dual-cure-systemer blitt etablert. De kombinerer en primær UV-herding med en sekundær mekanisme: UV pluss fuktighetsherding for skyggeområder uten ytterligere varmetilførsel, UV pluss termisk etterherding for høyt belastede limforbindelser, og UV pluss anaerob herding for inaktive substrater.

Kationiske epoksysystemer tilbyr et alternativ forankret i selve kjemien: etter at eksponeringen er avsluttet, fortsetter deres onium-salt-fotoinitiatorer en syrekatalysert mørkereaksjon og kan derfor nå skyggeområder uten en andre herdemekanisme – på bekostning av lavere initial styrke og høyere fuktighetsfølsomhet enn akrylater. For anvendelser uten noen siktlinje overhodet mellom lyskilde og limlinje undersøker forskningen også eksperimentelt ikke-optisk eksitasjon som røntgenstråling, som ikke krever en direkte siktlinje; denne tilnærmingen er på forskningsstadiet og ikke i bred industriell bruk.

• Bølgelengdeskift fra 365 nm mot 385, 395 og 405 nm: UV-LED-er oppnår en høyere veggkontakteffektivitet ved lengre bølgelengder, men dette krever omformulerte fotoinitiatorsystemer tilpasset bølgelengden, fordi klassiske initiatorer utviklet for kvikksølvlamper kan tape effektivitet ved 405 nm.
• Flere dual-cure-formuleringer: nye produktlinjer kombinerer UV med fuktherding for å nå skyggelagte områder uten ekstra varmetilførsel; den tekniske konsekvensen er et ekstra, tidsseparert efterherdingssteg i produksjonsplanleggingen.
• Fotoinitiatorer uten kritisk klassifisering: som respons på REACH-klassifiseringen av TPO utvikles alternative alifatiske multifunksjonelle initiatorer med lavere cytotoksisitet, noe som betyr at eksisterende formuleringer må revurderes for herdeoppførsel og absorpsjon hver gang et råmateriale endres.
• Miniatyrisering innen elektronikk og optikk: mindre delgeometrier med trangere hulrom øker behovet for dual-cure-systemer og presis dosekontroll, fordi flomherding når sine geometriske grenser.

Hvordan irradiansen og UV-dosen dette krever, fanges opp ved delen, dekkes av produktoversikten til UV-målingsinstrumenter og radiometre.

Utvalget starter med spørsmålet om hvilken bølgelengde som faktisk når limet i limfugen – bestemt av substrattransmisjon, skyggelagte områder og den spektrale samsvaren mellom lampe og fotoinitiator – og ut fra det avledes om et single-cure-akrylat er tilstrekkelig, eller om et dual-cure- eller kationisk system er nødvendig for uutsatte soner. Først når applikasjon, teknisk problem, målestørrelse og prosessstørrelse og den passende teknologien er klarlagt, blir et konkret produktvalg meningsfullt.

Hvilket spekter den eksisterende kilden faktisk leverer, vises kun ved en måling på delen; målte spektre for vanlige lampetyper er tilgjengelige for sammenligning i spektraldatabasen for UV-lamper.

Det følgende utvalget er en referert sammenstilling av kommersielt tilgjengelige produkter basert på offentlig tilgjengelige produktdatablader fra produsentene. Det gjør ikke krav på å være fullstendig; verdiene for bølgelengde og kjemisk basis er hentet fra de respektive tekniske datablader og bør alltid verifiseres mot det aktuelle databladet før en prosess utformes. Hvert produktnavn lenker til produsentdokumentet som er vurdert – teknisk datablad, produktdatablad eller produktside. Opsytec selger ikke lim, belegg eller innkapslingsmasser; denne oversikten er kun til teknisk orientering.

Utvalgskriterium: Den kjemiske basen og absorpsjonsområdet til fotoinitiatoren må stemme overens med den tilgjengelige kilden; limfuge, substrattransmisjon og nødvendig initialstyrke avgjør deretter valget mellom et fritt-radikal akrylat, en kationisk epoksy og et dual-cure-system. Begrensning: I skyggelagte soner og bak UV-ugjennomsiktige fugedeler forblir et rent UV-akrylat flytende – der kreves en sekundær mekanisme. Typisk bruksområde: Fiksering og sammenføyning innen elektronikk, optikk, medisinsk teknologi og batterimontasje, hvor syklustider i sekundområdet og lokalt avgrenset varmetilførsel er nødvendig.

Valgkriterium: Det som styrer valget er sjikttykkelse, den nødvendige overflateherdheten og om overflaten må herde klebefri – det avgjør mellom å akseptere oksygeninhibering, inertere atmosfæren eller bruke en formulering som er utviklet for det. Begrensning: Pigmenterte og svært opake belegg herder ikke fullstendig i dybden; å bare øke dosen fører til overtverrbinding og gulfarging nær overflaten. Typisk bruksområde: Conformal coatings på kretskort, møbler og komponentbelegg på baneprosesser, samt trykkefinishing.

Utvalgskriterium: Innkapslingshøyde, fyllstoffinnhold og om strålingen kan nå hele innkapslingsvolumet er avgjørende; for optoelektroniske deler kommer brytningsindeks og motstand mot gulning i tillegg. Begrensning: Når innkapslingshøyden og fyllstoffinnholdet øker, utvikles en herdingsgradient med en flytende kjerne – over noen få millimeter er dual-cure- eller kationiske systemer med mørkreaksjon å foretrekke. Typisk bruksområde: Innkapsling av sensorer, kontakter og optoelektroniske sammenstillinger, fuktstabil innkapsling.

Hvordan er bølgelengde, irradians og dose relatert til hverandre?
Bølgelengden bestemmer om fotoinitiatoren i det hele tatt blir eksitert, irradiansen fastsetter hastigheten radikaler eller syre dannes med, og dosen er tidsintegralet av denne irradiansen. Høyere irradians kompenserer ikke for et bølgelengde-avvik, og et dosetall alene gjør det ikke mulig å rekonstruere prosessen. Dette utledes – inkludert grensene for reciprositetsloven – på grunnlagssiden om prosessvariablene ved UV-herding.

Hva skiller radikalbasert fra kationisk UV-herding?
Radikalbaserte akrylatsystemer herder i løpet av sekunder, men er oksygensensitive ved overflaten og viser en lineær krymping på 1–2 %. Kationiske epoksysystemer er upåvirket av oksygen, fortsetter etterherdingen i mørket etter at eksponeringen er avsluttet og krymper mindre, men reagerer sensitivt på fuktighet og bygger opp initialstyrke saktere.

Når er et dual-cure-system nødvendig?
Så snart en del av reaksjonssonen ikke har direkte siktlinje til strålingskilden – underskjæringer, hulrom, limflater bak metall, keramikk eller fylte plastmaterialer. Den sekundære mekanismen (fuktighet, varme eller anaerob) herder disse områdene etterpå, men krever et separat etterherdingssteg i prosessplanen. Kationiske epoksyer når skyggelagte områder delvis uten en andre mekanisme gjennom sin mørkereaksjon.

Hvorfor forblir UV-lim ofte flytende i skyggelagte områder?
Radikalbaserte herdesystemer krever direkte siktlinje til lyskilden, fordi aktiveringen av fotoinitiatoren avhenger av at fotoner faktisk ankommer. Områder bak UV-opake deler, metaller eller i underskjæringer får ikke tilstrekkelig bestråling og herder ikke uten en annen herdemekanisme som fuktighet eller varmeetterherding.

Hvilken rolle spiller oksygen i UV-herding?
Oksygen deaktiverer radikaler til ureaktive peroksyradikaler og virker derfor hovedsakelig som en overflateeffekt, ettersom oppløst oksygen i bulken forbrukes raskt under bestråling, mens oksygen som kontinuerlig diffunderer inn ved grenseflaten mot luft forsinker en klebefri herding. Kationiske systemer påvirkes ikke av dette, men er i stedet sensitive for fuktighet.

Hvordan påvirker pigmentering og lagtykkelse herdingen?
Pigmenter som karbonsvart eller titandioksid absorberer og sprer deler av strålingen før den når dypere lag; når laget blir tykkere skaper dette en herdegradient med en herdet overflate og en flytende kjerne. Å gå til lengre bølgelengder (385 eller 405 nm i stedet for 365 nm) hjelper, mens det å bare øke dosen ikke gjør det – det fører til overkryssbinding og gulning nær overflaten uten å forbedre herdingen i kjernen nevneverdig.

Hvilken irradians krever et UV-lim?
Det finnes ikke noe generelt svar – det som styrer dette er limets datablad og absorpsjonsområdet til fotoinitiatoren. Typiske verdier ligger mellom noen titalls og noen hundre mW/cm² i det passende bølgelengdeområdet, sammen med en minimumsdose.

Hvilke standarder er relevante for UV-innkapslingsmasser?
For reaktive resinmasser og innkapslingssystemer gjelder IEC 60455-familien, spesielt IEC 60455-2:2023 for testmetoder som herdegrad og mekaniske egenskaper. I medisinsk teknologi gjelder i tillegg ISO 10993 for biologisk evaluering og bransjespesifikke godkjenningsstandarder fra bilindustrien og luftfarten, avhengig av hvor den innkapslede delen brukes.

• ISO 10993-1:2018/2025 – biologisk evaluering av medisinsk utstyr, del 1; den reviderte utgaven EN ISO 10993-1:2026 har vært tilgjengelig siden 15. januar 2026.
• IEC 60455-2:2023 – testmetoder for reaktive resinforbindelser (pottemasser), 4. utgave 2023.
• ASTM D1002 / D3163-01(2023) – skjærstyrke for metall- og stivplastlimforbindelser.
• UV-Curable Adhesives Market – Mordor Intelligence, data per 2026; markedsvolum og segmentandeler.
• UV-Curable Coatings Market Report – Grand View Research, 2025; globale markedstall for UV-belegg.
• RoHS exemption 4(f)-IV – Clarifications on 2027 Expiration, UV+EB Technology, 2026; regulatorisk status for kvikksølvlamper.

En oversikt over regelverket som er relevant for UV-anvendelser, finnes under retningslinjer, normer og standarder innen UV.

Følgende vitenskapelige publikasjoner er hovedgrunnlaget for påstandene i denne rapporten om reaksjonskinetikk, resiprositetsloven og målemetodikk. For fullstendige databladet fra produsenten og standarddokumenter, se kildene som er oppgitt ovenfor.

• Wydra JW, Cramer NB, Stansbury JW, Bowman CN: The reciprocity law concerning light dose-relationships applied to BisGMA/TEGDMA photopolymers. Dental Materials 30(6):605–612, 2014.
• Palagummi SV, Hong T, Wang Z, Moon CK, Chiang MYM: Resin Viscosity Determines the Condition for a Valid Exposure Reciprocity Law in Dental Composites. Dental Materials, 2019/2020.
• Sangermano M, Roppolo I, Chiappone A: New Horizons in Cationic Photopolymerization. Polymers 10(2):136, 2018.
• Eibel A, Fast DE, Gescheidt G: Choosing the ideal photoinitiator for free radical photopolymerizations. Polymer Chemistry 9:5107–5115, 2018.
• Lang M, Hirner S, Wiesbrock F, Fuchs P: A Review on Modeling Cure Kinetics and Mechanisms of Photopolymerization. Polymers 14(10):2074, 2022.
• Bennett J: Measuring UV Curing Parameters of Commercial Photopolymers used in Additive Manufacturing. Additive Manufacturing 18:203–212, 2017.
• Stadler E, Eibel A, Fast D, Freißmuth H, Holly C, Wiech M, Moszner N, Gescheidt G: A versatile method for the determination of photochemical quantum yields via online UV-Vis spectroscopy. Photochemical & Photobiological Sciences 17:660–669, 2018.
• Noè C, Hakkarainen M, Sangermano M: Cationic UV-Curing of Epoxidized Biobased Resins. Polymers 13(1):89, 2021.
• Bauer F et al.: Free-Radical Photopolymerization. Polymers, 2022.

Redaksjonell status: 2. september 2026.

Om det frigitte prosessvinduet fortsatt oppfylles ved kilden som faktisk brukes, blir først klart ved en måling på delen. Vi måler spekteret, irradiansen og dosen til herdeprosessen din og gir råd om egnet måleteknikk – fra det flate UVpad-spektroradiometeret som beveger seg gjennom maskinen, via RMD Pro-radiometeret og UV-herdesensorene i XT-serien for prosessovervåking, til UV-bestrålingskamre for reproduserbare herdeforsøk i laboratoriet. Send oss spørsmålet ditt.