UV光固化技術(shù)

1、UVUV光固化技術(shù)光固化技術(shù)目目 錄錄簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1發(fā)展發(fā)展2基本原理基本原理3設(shè)備及影響因素設(shè)備及影響因素45實(shí)例及應(yīng)用實(shí)例及應(yīng)用簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介紫外線光UV（波長(zhǎng)200400nm）固化是輻射固化的一類，它是利用紫外光引發(fā)具有化學(xué)反應(yīng)活性的液態(tài)物質(zhì)快速轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)物質(zhì)的過程。紫外光固化技術(shù)被認(rèn)為是一種環(huán)境友好的綠色技術(shù)，亦稱3E 技術(shù)，即節(jié)能（ energy ）、環(huán)保（ environment ）、經(jīng)濟(jì)（ economy ）。發(fā)展發(fā)展1、UV固化是20世紀(jì)60年代問世的新型綠色環(huán)保技術(shù)，1968年德國(guó)Bayer公司開發(fā)了第一代UV固化木器涂料。2、70年代，美國(guó)福特公司第一個(gè)應(yīng)用電子束（EB）輻射固化汽車

2、零件和儀表表面涂層。與此同時(shí)，木板涂層EB固化生產(chǎn)線在歐洲市場(chǎng)問世。輻射固化技術(shù)應(yīng)用在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)經(jīng)歷了一段迅猛發(fā)展階段，本世紀(jì)初保持10%的速率。3、我國(guó)雖早在20世紀(jì)70年代就已引進(jìn)輻射固化技術(shù)，但真正的發(fā)展應(yīng)開始于20世紀(jì)90年代，目前，我國(guó)光固化發(fā)展從無到有，從小到大，已發(fā)展成為成熟，快速增長(zhǎng)的朝陽產(chǎn)業(yè)。中國(guó)已發(fā)展成為繼美國(guó)、日本之后，全球第三大輻射固化產(chǎn)品生產(chǎn)地，這其中又以光固化涂料產(chǎn)量最大。這些都標(biāo)志著我國(guó)輻射固化技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的開發(fā)以及市場(chǎng)的開拓己在世界上占有重要的地位?；驹砘驹眍A(yù)聚物又稱低聚物或樹脂，是UV 膠的骨架，主要指一類具有不飽和雙鍵結(jié)構(gòu)的分子聚合物，它進(jìn)一

3、步發(fā)生反應(yīng)，擴(kuò)展后形成的交聯(lián)固化體，賦予材料以基本的物理化學(xué)性能。例如黏度、抗張強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、硬度和柔順性等。單體又稱為活性稀釋劑(reactive diluents)，多為含有一個(gè)或多個(gè)雙鍵的小分子，主要用于調(diào)節(jié)體系的粘度和參加聚合反應(yīng)，但是對(duì)聚合速率和材料的性能也有影響。單體按官能度的多少可分為單官能單體、二官能單體及多官能單體。單官能單體有利于提升膠質(zhì)的柔韌性和附著；二官能單體及多官能單體不僅起稀釋劑的作用，而且起交聯(lián)劑的作用，它們對(duì)硬度、韌性和強(qiáng)度有重要影響1、預(yù)聚物(Oligomer)2、單體(Monomer)光引發(fā)劑是一種能吸收紫外光或可見光，經(jīng)過化學(xué)變化產(chǎn)生具有引發(fā)聚合能力的活

4、性中間體物質(zhì)，是光聚合體系的關(guān)鍵組分，對(duì)UV 固化體系的靈敏度（固化速率）起決定作用。光引發(fā)劑有自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑，分別應(yīng)用于自由基體系和陽離子體系。3、 光引發(fā)劑(Photoinitiators)基本原理基本原理 IOligomerMOligomerIMMMOligomerMOligomerMMIMOligomerMMMMOligomerMMI連鎖連鎖聚合形成了聚合形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，引發(fā)引發(fā)硬化硬化過過程程自由基聚合自由基聚合產(chǎn)產(chǎn)生原理生原理光光引發(fā)劑引發(fā)劑UV光光產(chǎn)產(chǎn)生自由基生自由基聚合聚合過過程程 I官能官能團(tuán)單體團(tuán)單體不不飽飽和基和基 I基本原理基本原理UV UV 自

5、由基固化自由基固化經(jīng)過經(jīng)過以下步以下步驟驟（1）自由基光引發(fā)劑受到UV 照射后，激發(fā)分解產(chǎn)生自由基（2）鏈引發(fā)光引發(fā)劑的自由基引發(fā)預(yù)聚物和單體分子的不飽和雙鍵產(chǎn)生新的自由基（3）鏈增長(zhǎng)由預(yù)聚物和單體產(chǎn)生的自由基可以繼續(xù)引發(fā)預(yù)聚物和單體分子中不飽和雙鍵產(chǎn)生自由基，進(jìn)行自由基連鎖反應(yīng)。（4）鏈終止化學(xué)反應(yīng)中，由于自由基含有未偶化電子，非常活潑，極傾向于基他自由基偶合或發(fā)生酸化作用，使鏈反應(yīng)終止?；驹砘驹碜烂媸绞痔崾絺魉蛶経V固化裝置由光源系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)和箱體等五個(gè)部分組成。設(shè)備設(shè)備光源系統(tǒng)由UV燈管、燈罩、變壓器（鎮(zhèn)流器）、電容器（觸發(fā)器）組成。UV燈功率的選擇。UV

6、燈的功率即UV燈光的輻射能量，也稱穿透力。若UV燈的功率不夠，即使光照時(shí)間再長(zhǎng)，過UV固化裝置的次數(shù)再多，產(chǎn)品也達(dá)不到完全固化。UV燈功率一般要滿足80120W/cm的要求，但功率越大熱量也會(huì)越大，因此要根據(jù)固化物和固化速度不同來選擇功率。UV燈的最大壽命一般為8001000小時(shí)，達(dá)到后即應(yīng)更換。 反射罩 反射罩的類型有聚焦型、非聚焦型和多面反射型。一般采用的是聚焦型。這種反射罩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是反射的UV光線能量集中，在這方面應(yīng)注意的是反射罩的選材和形狀。變壓器的選擇必須與UV燈的功率相配.即變壓器必須有足夠的輸出電壓，以保證UV燈能全功率工作。電容器電容的選擇應(yīng)與燈管和變壓器相配套。設(shè)備設(shè)備電極

7、電極式式UV 燈燈(Electrode Arc Lamp) 中壓水銀燈 高壓水銀燈 金屬鹵素?zé)?脈沖式氙氣燈無電極無電極式式UV燈燈(ElectrodelessLamp) 設(shè)備設(shè)備一、 紫外光能量的影響 需要的紫外光能量要確保徹底固化，供給的能量科學(xué)合理地大于其所需的能量屬正常。紫外光能量過多時(shí)，不僅浪費(fèi)能源，還會(huì)引起過量固化的負(fù)效應(yīng)，如團(tuán)聚、反固化反應(yīng)等。紫外光能量不足，則無法完全固化。紫外燈和反光罩與被照物表面的距離在7-8為最佳固化距離（紫外能量最強(qiáng)），但根據(jù)固化基材的不同，一般距離在10-15左右。距離過低，因紫外燈表面溫度很高，基材遇熱變形；距離過高，紫外能量小，基材表面不干發(fā)粘，固

8、化距離一定要跟基材、涂料、燈管功率等適當(dāng)調(diào)整。 UV固化因溫度原因粘度變化很大，所以應(yīng)調(diào)整室溫，一般15-25較合適，并且注意印刷時(shí)不能受到直射陽光的照射。影響UV固化的幾個(gè)因素二、 固化距離的影響三、 工作環(huán)境的影響應(yīng)用應(yīng)用木材涂層木材底漆和表層清漆以及色漆：填料（填充木板內(nèi)部和表面空隙）；水基家俱涂層。塑料涂層薄膜涂層和硬涂層：汽車部件、器械、光盤、信用卡、窗戶薄膜以及汽車前燈和發(fā)光部件的金屬化塑料低材涂層。紙張涂層裝飾紙、標(biāo)簽、卡片和書面等的表面上光、金屬化紙張底材涂層。地板涂層乙烯基地氈、乙烯基硅、鑲木地板。金屬涂層食品罐頭、汽車和器械裝飾、交通隧道墻板。硅硐涂層（紙張/薄膜）脫膜襯里、標(biāo)簽、鑄件。電子涂層保形涂層、封裝化合物、光刻膠、軟（硬）盤、光盤、錄相帶、磁帶、