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紫外光(UV)固化涂料,是指在紫外線(Ultra-Violet)的輻照下,液態涂料中的光引發劑受激發變為自由基或陽離子,從而引發涂料中具有反應活性的物質間發生化學反應,最終導致體型結構的形成,從而使涂料固化。
紫外光(UV)固化涂料,是指在紫外線(Ultra-Violet)的輻照下,液態涂料中的光引發劑受激發變為自由基或陽離子,從而引發涂料中具有反應活性的物質間發生化學反應,最終導致體型結構的形成,從而使涂料固化。
紫外光(UV)固化涂料第一份專利誕生在1947年,經過半個多世紀的發展,UV固化涂料已經成為較為成熟的技術,特別是隨著人們環保意識的提高,生產和研究人員更加注意UV固化涂料的開發和應用。UV固化涂料是一種綠色環保型涂料,它完全符合“4E”原則,一般UV固化能耗為熱固化的1/5,且UV固化涂料含揮發組分較少,污染小,最吸引研究人員和開發商的是UV固化涂料能減少原材料消耗,有利于降低經濟成本。
一、發展過程
在過去的幾年中,UV固化涂料在光纖涂層、CD涂層/DVD粘合劑、信用卡、木材、飲料罐、食品包裝、雜志封面、醫療器械和汽車行業中都有著十分迅速的發展。UV固化涂料擁有巨大的市場潛力,其在整個涂料產品中的比例正在逐年增長。隨著UV固化應用范圍的日益擴大,在技術上也有重要突破,UV固化涂料與粉末涂料相結合,發展了UV固化粉末涂料,與水性涂料結合發展了、UV固化水性涂料,這早已成為研究的熱點,且技術正處于不斷成熟中,具有很大的發展前景。
二、組成成分
UV固化涂料主要由低聚物、單體、光引發劑及助劑組成。UV固化的主要反應歷程是由輻射引起光引發劑分解,生成活性自由基引發單體/低聚物聚合交聯。
因此,光引發劑的引發效率對于配方的成本以及光固化速率起著致關重要的作用,同時圍繞引發劑問題也產生了不同的固化技術,例如:混雜固化、光暗固化等。
低聚物組成了固化膜交聯網狀結構的骨架,它是產品物理化學性能的主要決定因素,多官能團單體一方面對于配方起到稀釋作用,提高可加工性能,另一方面對于光固體系的聚合速度影響很大。因此,急待發展的技術包括引發效率高而低價格的光引發劑,無毒或毒性小的單體,低粘度低聚物等等。
三、主要應用
1.粉末涂料
UV固化粉末涂料是粉末涂料技術與紫外光固化技術相結合的一項新型涂裝技術,它綜合了傳統粉末涂料和液體UV固化涂料技術的優點,并在一定程度上克服了兩類涂料的缺點。
2.水性涂料
UV固化水性涂料結合了水性涂料和光固化涂料的優點,近年來得到迅速發展,也是今后光固化涂料主要發展方向之一。
UV固化水性涂料的優點是:可以使用相對分子質量很高的齊聚體以提高對某些基材(如金屬)的粘附力并提高固化膜的其它物理性能,而不像傳統紫外涂層的齊聚體相對分子質量受到施工粘度的限制;體系的粘度可用水來調節,而不必使用稀釋單體,這樣就可以避免由活性稀釋單體引起的收縮;用這種方法可以得到極薄的涂層,且設備易于清洗;水烘干后在輻照之前就可以得到觸干的涂層,這樣可以用于三維物體的表面固化,這種輻照之前就觸干的涂層減少了灰塵的吸附并且能在固化前對涂層的缺陷進行修補。這種技術的缺點是:光固化前必須脫水烘干,體系光澤度低,耐溶劑性差,耐擦傷性差。