二、光固化涂料的涂裝及用途
1.UV光源及設備 UV固化設備簡單、便宜、易操作；89固化設備龐大、復雜、昂貴。所以UV固化應用普遍，而EB固化只限于生產能力大的作業線中應用。
紫外光源有汞蒸氣燈和氙燈兩種。前者在UV固化法上使用較為普遍，有低壓、中壓和高壓汞燈之分。
低壓汞燈即我們日常使用的普通熒光燈管紫外線滅菌燈，發射光波波長為485nm和253.7nm，在較低溫度（均40℃）下工作。
高、中壓汞燈在253.7nm的線譜較弱，但在365nm和366.3nm的線譜波長占有極大優勢，這對UV固化十分有利，許多引發劑體系在此波長的區域都有較強的吸收，因此在涂料UV固化中應用最廣泛。此外，工件表面溫度達90℃，對涂膜的固化還起協同作用。當然，這個溫度對涂膜固化來說是太高了點，在選擇應用時，設計了排風降溫裝置。為了充分地利用光源的有效功，還應設計安裝反射器，以捕捉利用更多的紫外光。高、中壓汞燈輸出功率在40～300W/cm之間可供選擇，具體確定時，還應考慮光固化涂料的組成。
氙燈最先用于攝影方面，現在已成功地應用于光固化涂料。在歐洲，其已成功用于涂裝木器的光固化涂料。
2.涂裝工藝 現以光固化涂料在電冰箱上應用為例，介紹其涂裝工藝。
（1）上料前清理 操作人員應戴手套，穿工作服，徹底清理工作環境和工件。保證被涂工件上無塵、無油污、無水、使工件背面有良好的導電性。
（2）靜電除塵 采用風幕分離涂裝車間進出口，用靜電作用將操作板面灰塵進一步清除，塵埃由上抽風排出。
（3）施工
①靜電噴涂 噴涂前將涂料用300目濾網過濾、調整涂料黏度（涂-4杯）10～25s、靜電壓112kV、電流輸出10～50mA、供氣壓力0.6～0.8MPa、涂料固體分高于85%。
施工時，被涂工件以2.7～3.5m/min的線速度水平行進；噴槍距工件距離為100～150mm。
②紅外線流平 噴涂后的工件以3.8～4.0m/min的傳送速度進入紅外線區段，紅外線段溫度25～30℃，流平時間2.5～3.0min。
③紫外光固化 紫外光固化時間3～15s（可按氣溫及涂膜要求進行調整）；紫外燈與工件距離150～400mm，固化區段溫度＜70℃。
④冷卻 經光固化后的工件溫度較高，應用冷風冷卻2min后放下，并按規定對涂膜性能進行檢測。
3.光固化涂料用途 光固化涂料因其無污染、高效率等優點，而得到快速發展，主要用于建筑材料、體育用品、電子通訊、包封材料、家用電器、汽車部件等不同領域。可被光固化涂料涂裝的基材及效果如下所述。
（1）塑料 可被光固化涂料涂覆的塑料有普通塑料和工程塑料。光固化涂料用于聚苯乙烯制品、聚酯薄膜制品、有機玻璃制品等普通塑料時，涂膜賦予塑料耐摩擦性、抗劃傷性及裝飾性；用于汽車部件、器械等工程塑料時，涂膜賦予它們高硬度、高光澤、高裝飾及不易劃傷等性能；用于塑料地板（如聚氯乙烯等）時，涂膜賦予其耐劃傷、耐磨、低光澤及美觀等性能。此外，用于ABS、聚乙烯、聚丙烯、三聚氰胺等基材也取得良好效果。
（2）木器家具 用于木器家具的光固化涂料包括光固化膩子、底漆和面漆。涂膜具有高光澤、耐磨、耐劃傷、高硬度、多色彩等性能。選用不同的光聚合性樹脂，可滿足不同性能要求。歐美各國的木器家具多采用光固化涂料，其特點是涂膜賦予被涂表面化學印花技藝。
（3）金屬 光固化涂料用于汽車部件、器械、罐頭盒等涂裝，可替代傳統涂料，賦予各種金屬制品高雅美觀的外表及保護性能。美國采用光固化涂料作食品罐頭面漆已普遍應用。
（4）紙張及光纖 光固化涂料用于紙張時，一般稱光固化上光油，主要用于雜志、包裝材料、標簽等表面上光，涂膜具有高光澤、耐磨、抗水及裝飾性。其也可用于保護纖維的強度、防止環境污染，賦予各條光纖不同顏色以示區別。
（5）其他基材 最近歐洲把光固化涂料用于樓房陽臺隔板復合材料，用12種顏色低光澤涂膜裝飾室外。還可用于皮革、光盤及織物等。人們正在開拓光固化涂料新的應用領域。
1997年輻射固化應用領域及市場規模見表7-31。
三、輻射固化涂料的發展
近年來，日本、北美、歐洲、中國等對輻射固化技術及其應用開展了更深入廣泛的開發研究，其主要市場開發領域見表7-32。
我國輻射固化產品有巨大潛在市場，其發展呈增長趨勢。我國輻射固化涂料及油墨開發應用的重點如下所述。
①光活性齊聚物的開發 三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化或丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、季戊四醇丙烯酸酯、乙二醇雙丙烯酸酯、新戊二醇雙丙烯酸酯、環氧基化新戊二醇雙丙烯酸酯、1，4-二醇雙丙烯酸酯、三縮乙二醇雙丙烯酸酯、丙烯酸十六醇酯等丙烯酯類光活性齊聚物的開發應用，在純度和色澤方面有了明顯提高，已接近或達到國外同類產品的水平。為我國輻射固化技術及應用發展奠定了基礎。
  ②光引發劑的生產應用近年來我國的光引發劑生產技術有重大突破。比較常用的光引發劑：BP、1173、184、651、ITX、907、TPO的質量與國際名牌產品接近。光引發劑不僅可滿足國內需求，而且大量用于出口。
③光固化涂料及油墨的發展我國光固化產品年增長≥25%，年產量達10kt。主要應用于木材、塑料、印刷電路板、光敏抗蝕劑、印刷版材等領域。其中，光固化摩托車用涂料，質量接近國際先進水平。
近幾年來UV固化涂料和油墨的生產單位不斷增多，至今感興趣并準備從事UV固化產品的單位也還在增多，2000年輻射固化通訊網的總網員單位已達173個。從UV固化生產單位分布來看，剛開始集中在廣東、湖南，現已擴展到浙江、上海、江蘇、山東、天津、西安，北京、東北地區。其中湖南長沙地區已成為中國最大的生產基地，湖南長沙亞大高分子化工廠有限公司從1992年建廠，現已生產摩托車罩光涂料、家電產品罩光涂料、竹木裝飾涂料、塑料裝飾與保護涂料、紙張上光涂料、金屬保護涂料、工藝品裝飾與保護涂料等7大系列，30多個品種。1999年產量達1.5kt。已成為國內規模最大，品種最全的UV涂料生產廠家，2000年已動工新建年產10kt的新廠。中國的輻射固化涂料及油墨開發應用前景看好。
另外，日本的輻射固化發展很有特色，其重點研究開發與信息產業、電子工業有關的UV固化產品，在國際市場上有很強的競爭力。最近日本開發了一種光盤用輻射固化涂料，以適應VCD廣泛使用需要，該光盤涂料在高溫高濕環境中的抗卷曲變形性能非常好，其涂膜的斷裂伸長率≥15%。該涂料由雙酚A型環氧丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、二苯甲酮、對-二甲氨基苯甲酸異戊基酯和其他助劑組成。隨著集成度和精度的不斷提高，人們對印刷線路板用油墨的分辨率提出了高精要求，日本已用光成像堿顯影的阻焊油墨和抗蝕油墨逐漸替代絲網直接光固油墨，分辨率從≤150μm提升到≤50μm，這種技術目前主要用于多層板印刷線路板。
Bieleman，Johan等人采用乙酸月桂基酯、脂環族醚丙烯酸酯、二聚脂肪酸二元醇丙烯酸酯、烷氧基化的多元醇三丙烯酸酯（或四丙烯酸酯），作為UV固化涂料的無毒、無刺激性活性稀釋劑。
2000年，日本的Ishii，Hiromi等將丙烯酸單體（Light Acy-late 1.9 ND-A）40份、環氧單體（Cyracure UVR 6110）35份、3-乙基-3-甲醇氧雜環丁烷（EOXA）10份、線性酚醛環氧樹脂（Araldite EPN 1180）10份和光引發劑（Cyracure! UVI 6990）5份混合，制得UV固化涂料。該涂料適用于兩片罐聽外壁，其固化性好、附著力強，涂膜的鉛筆硬度HB、拉伸性好。
2000年，Zhang，Huilei等人報道，用脂環族環氧化合物及芳香族縮水甘油醚，加入陽離子光引發劑（在日光照射幾小時可產生強酸）配制成零VOC的日光固化型涂料。該涂料在日光下（通常日光含5%紫外光）照射數小時便可交聯固化，這種單組分透明的日光固化環氧涂料，適用維修（AIM）和大型工件涂裝保護。
將帶乙烯基醚基和甲基丙烯酰基的環氧酯50份、二丙烯酸三丙二醇酯50份和Irgacure 184光引發劑2份組成輻射固化涂料，涂覆在玻璃板和PET薄膜上，在20%氧濃度下用紫外光照射，形成涂膜表面無黏性、鉛筆硬度2H、附著力強。
賀軍輝等人合成了具有分子內電荷轉移作用的錨鹽類，用于近紫外光的自由基引發聚合。王金娣等人研制了水溶性硫雜蒽酮光引發劑。洪嘯吟等合成了具有增感基團的硫誗鹽和碘誗鹽，提高了陽離子光固化體系的光敏性。施文芳采用簡便的方法合成了以丙烯酸為末端的聚酯型和聚氨酯型枝化齊聚物，它不僅可以用于一般光固化體系，還可望用于光固化粉末涂料。最近，國內光固化機理研究取得了新進展。
清華大學和西安交通大學分別開展了立體光刻及其光固化樹脂的研究，混雜光固化體系已成功地得到應用。四川大學、中科院現代物理所、科福公司和上海大學等進行了電子束應用技術研究。有些單位開展了電子束固化膠黏劑、電子束固化木器涂料、磁性涂料、金屬涂料及絲綢改性的研究。航天航空大學等進行電子束固化環氧樹脂和馬來酸酐樹脂基復合材料的應用研究，并取得了很好的成果。 環氧樹脂 - www.ytfilter.com -(責任編輯：admin) |