400紫外光固化涂料解析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光聚合引发剂 填充剂 粘接剂 其他
UV的组成
组分
性能影响
用量 成本
预聚物（Oligomer） 影响耐磨性，硬度，附著力，光泽，固 20～40 高 化速度等重要性能
单体（Monomer） 影响粘度，固化速度，硬度等性能 10～30 中
溶剂（Solvent）
影响粘度，烧底性，附著力性能
40～·60 低
γX 射射
线 线 远红外线
真空紫外
紫外线 杀菌线
近紫外线 杀菌线
可见光
红外线
紫蓝青绿黄橙红
10
200
300 365 400
波长
高压汞灯的代表波长
800 nm
三、紫外线固化的优点
固化速度快，便于流水线操作 如果没有进行紫外线照射就不会固化，涂布
更加简便 无溶剂型，作业效率高 可以做成各种颜色的固化物
优点：(1) 以水为稀释剂、不燃烧、设备易 清洗
(2) 无毒性、刺激性、无VOC排放 (3) 可得到极薄的涂层，降低成本 缺点：(1) 光泽度低、耐洗涤性差 (2) 固化前需预干燥等
2. UV粉末涂料
优点：(1) 无需稀释剂 (2) 涂膜收缩率低，与基材附着力高 (3) 可形成优良的厚涂层(125μm) (4) 喷涂溅落的粉体可回收利用
I－R－R－I
I－R－O－O・ 不活性物质
聚合的比较（阳离子聚合）
环氧树脂 阳离子断裂
开始反应
Lewis酸产生
ｶﾁｵﾝ重合開始剤
＋ ＋
成长反应
R C
CR O
CR
R C
C
O
R
CC R
RR
CC
OO
R
R CR
O
HHOO
CCC
R RR
光
阳离子聚合
hυ
开始反应 I (开始剂)
生長反応 HX -＋ E (环氧树脂)
四、辐射固化技术领域以及价值
▪ 家具建材（木器、纸张、PVC扣板涂料） ▪ 食品包装印刷、套印清漆，脱模涂料等 ▪ 汽车、摩托车灯，仪表盘以及外壳等 ▪ 消费产品（塑料、运动器材、镜面涂层） ▪ 电子通讯（印刷电路版、PCB保护层，光纤）
▪ Efficiency(高效) ▪ Energy Saving(节能) ▪ Enabling(适应性广) ▪ Economy(经济) ▪ Environmental Friendly(环境友好) 符合
UV粉末涂料比UV液体涂料更具技术、 经济、环保优势，真正的 “5E”涂料。
十一、纳米技术改性UV涂料
纳米技术在涂料中应用可获得特殊的功能涂料。 (1) 抗菌涂料 (2) 抗紫外线涂料 (3) 抗辐射涂料 (4) 抗静电涂料 (5) 红外线吸收涂料 (6) 隐身涂料等
纳米SiO2改性紫外光固化涂料
HE+X - ＋ E HEE+X - ＋ E
停止反应
无
氧的影响
无
HX-(质子酸)
HE+X HEE+X HEEE+X -
聚合的比较
光自由基聚合开始剂
丙烯酸 树脂
紫外线
自由基
光阳离子聚合开始剂
环氧
hν
树脂
Lewis酸／B酸
阳离子
光聚合低聚物／光聚合单体
聚合反应
固化物
十、UV的发展方向
1. UV水溶性涂料
H2C C C O R O
光重自合由開基始剤
H
H2C C C O R O
H
H2C C C O R O
光
成长反应
H H2C C C O R
自由基聚合
开始反应 I (开始剂)
hυ I･(自由基)
生长反应 I･＋ R (丙烯酸酯) I－R･ ＋ R
I－R･ I－R－R･
停止反应 I－R･ ＋ I－R･ 氧的影响 I－R･ ＋ O2
紫外线 固化树脂
丙烯酸树脂 环氧树脂
H or CH3 H2C C C O R
自由基O 断裂
CH2 CH2 CH2 O R O
阳离子断裂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合的比较（自由基聚合）
丙烯酸树脂
自由基断裂
HH HOO O
开始反应
HH233CCH3C･CC
CCC
COO O
ORR O
R
H
H2CH2CCH2 CC
CO
OR O
R
H
目的：提高涂料的硬度、耐磨性、抗紫外 线的性能等。
改性方法： (1) 填充法 (2) 原位杂化法
(1) 填充法
直接填充纳米SiO2存在问题： (1) 有机相－无机相之间相溶性差 (2) 难分散，易团聚 (3) 稳定性差
解决方法：对纳米SiO2进行表面有机化改性
纳米SiO2表面改性得依据：
HO HO
光敏剂（PI） 影响固化速度，固化后气味，黄变等性 5～10
高
能
助剂（Additive）
影响气泡，流平，润湿性等性能
0.5～1
高
其他
各种填料，增强剂，染料等提供特殊性 5～10
/
能
八、UV应用
➢ 1. UV木器涂料 UV腻子漆、UV底漆、UV面漆。
➢ 2. UV纸张涂料 书刊封面、明信片、广告宣传纸、商品
丙烯酸树脂 自由基聚合
环氧树脂 阳离子聚合
改性环氧 丙烯酸树脂
机械强度大
改性聚氨酯 丙烯酸树脂
柔韧性好
改性硅系 丙烯酸树脂
具有硅胶的特性
七、UVCC的主要组分
▪ 光引发剂(3~5%) ▪ 预聚物(40~60%) ▪ 活性稀释剂(40~60%) ▪ 助剂(0.2~1%)
UV固化涂料
光固化低聚物 光固化单体
“5E”原则，符合21世纪环保绿色涂料新标 准。
五、紫外线固化的缺点
原则上，紫外线无法透过的材料无法使用UV胶 进行固化
被挡住无法照射的部分不能固化 着浓色困难 深部固化困难 固化时一定要有UV照射设备
附带其他固化功能的紫外线固化树脂，可以 克服掉以上的缺点
六、紫外线固化树脂的种类
紫外线固化树脂
外包装纸盒、纸币表面等。 ➢ 3. UV塑料涂料
汽车部件、光盘、信用卡等塑料基材。
➢ 4. UV金属涂料 适用于钢材防锈、金属标牌装饰、彩
涂钢板、易拉罐加工、铝合金门窗保护等。
➢ 5. UV光纤涂料
➢ 6. 皮革用UV涂料 ➢ 7. UV光盘保护涂料 ➢ 8. 汽车工业用UV涂料
九、光固化性树脂成构成分
O H
O HO
OH OH OH
OH OH
图1 纳米SiO2的表面状态
表面改性的方法： (1) 醇酸酯化法 (2) 表面活性剂改性法 (3) 偶联剂改性法 (4) 共聚接枝改性
偶联剂(KH-570)改性法：
UV固化涂料技术简介
紫外光固化涂料及其 纳米改性
第一部分
▪ 一、紫外线固化涂料的定义
▪ 紫外线固化涂料是一种通过紫外线照射 装置的照射，在短时间内吸收紫外线能 量快速固化的材料。
二、电磁波的分类
紫外线固化的有效波长为２００～４００ nm 200～300nm 为短波长，对UV胶表面固化有效 300～400nm 为长波长，对UV胶深部固化有效
UV的组成
组分
性能影响
用量 成本
预聚物（Oligomer） 影响耐磨性，硬度，附著力，光泽，固 20～40 高 化速度等重要性能
单体（Monomer） 影响粘度，固化速度，硬度等性能 10～30 中
溶剂（Solvent）
影响粘度，烧底性，附著力性能
40～·60 低
γX 射射
线 线 远红外线
真空紫外
紫外线 杀菌线
近紫外线 杀菌线
可见光
红外线
紫蓝青绿黄橙红
10
200
300 365 400
波长
高压汞灯的代表波长
800 nm
三、紫外线固化的优点
固化速度快，便于流水线操作 如果没有进行紫外线照射就不会固化，涂布
更加简便 无溶剂型，作业效率高 可以做成各种颜色的固化物
优点：(1) 以水为稀释剂、不燃烧、设备易 清洗
(2) 无毒性、刺激性、无VOC排放 (3) 可得到极薄的涂层，降低成本 缺点：(1) 光泽度低、耐洗涤性差 (2) 固化前需预干燥等
2. UV粉末涂料
优点：(1) 无需稀释剂 (2) 涂膜收缩率低，与基材附着力高 (3) 可形成优良的厚涂层(125μm) (4) 喷涂溅落的粉体可回收利用
I－R－R－I
I－R－O－O・ 不活性物质
聚合的比较（阳离子聚合）
环氧树脂 阳离子断裂
开始反应
Lewis酸产生
ｶﾁｵﾝ重合開始剤
＋ ＋
成长反应
R C
CR O
CR
R C
C
O
R
CC R
RR
CC
OO
R
R CR
O
HHOO
CCC
R RR
光
阳离子聚合
hυ
开始反应 I (开始剂)
生長反応 HX -＋ E (环氧树脂)
四、辐射固化技术领域以及价值
▪ 家具建材（木器、纸张、PVC扣板涂料） ▪ 食品包装印刷、套印清漆，脱模涂料等 ▪ 汽车、摩托车灯，仪表盘以及外壳等 ▪ 消费产品（塑料、运动器材、镜面涂层） ▪ 电子通讯（印刷电路版、PCB保护层，光纤）
▪ Efficiency(高效) ▪ Energy Saving(节能) ▪ Enabling(适应性广) ▪ Economy(经济) ▪ Environmental Friendly(环境友好) 符合
UV粉末涂料比UV液体涂料更具技术、 经济、环保优势，真正的 “5E”涂料。
十一、纳米技术改性UV涂料
纳米技术在涂料中应用可获得特殊的功能涂料。 (1) 抗菌涂料 (2) 抗紫外线涂料 (3) 抗辐射涂料 (4) 抗静电涂料 (5) 红外线吸收涂料 (6) 隐身涂料等
纳米SiO2改性紫外光固化涂料
HE+X - ＋ E HEE+X - ＋ E
停止反应
无
氧的影响
无
HX-(质子酸)
HE+X HEE+X HEEE+X -
聚合的比较
光自由基聚合开始剂
丙烯酸 树脂
紫外线
自由基
光阳离子聚合开始剂
环氧
hν
树脂
Lewis酸／B酸
阳离子
光聚合低聚物／光聚合单体
聚合反应
固化物
十、UV的发展方向
1. UV水溶性涂料
H2C C C O R O
光重自合由開基始剤
H
H2C C C O R O
H
H2C C C O R O
光
成长反应
H H2C C C O R
自由基聚合
开始反应 I (开始剂)
hυ I･(自由基)
生长反应 I･＋ R (丙烯酸酯) I－R･ ＋ R
I－R･ I－R－R･
停止反应 I－R･ ＋ I－R･ 氧的影响 I－R･ ＋ O2
紫外线 固化树脂
丙烯酸树脂 环氧树脂
H or CH3 H2C C C O R
自由基O 断裂
CH2 CH2 CH2 O R O
阳离子断裂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合的比较（自由基聚合）
丙烯酸树脂
自由基断裂
HH HOO O
开始反应
HH233CCH3C･CC
CCC
COO O
ORR O
R
H
H2CH2CCH2 CC
CO
OR O
R
H
目的：提高涂料的硬度、耐磨性、抗紫外 线的性能等。
改性方法： (1) 填充法 (2) 原位杂化法
(1) 填充法
直接填充纳米SiO2存在问题： (1) 有机相－无机相之间相溶性差 (2) 难分散，易团聚 (3) 稳定性差
解决方法：对纳米SiO2进行表面有机化改性
纳米SiO2表面改性得依据：
HO HO
光敏剂（PI） 影响固化速度，固化后气味，黄变等性 5～10
高
能
助剂（Additive）
影响气泡，流平，润湿性等性能
0.5～1
高
其他
各种填料，增强剂，染料等提供特殊性 5～10
/
能
八、UV应用
➢ 1. UV木器涂料 UV腻子漆、UV底漆、UV面漆。
➢ 2. UV纸张涂料 书刊封面、明信片、广告宣传纸、商品
丙烯酸树脂 自由基聚合
环氧树脂 阳离子聚合
改性环氧 丙烯酸树脂
机械强度大
改性聚氨酯 丙烯酸树脂
柔韧性好
改性硅系 丙烯酸树脂
具有硅胶的特性
七、UVCC的主要组分
▪ 光引发剂(3~5%) ▪ 预聚物(40~60%) ▪ 活性稀释剂(40~60%) ▪ 助剂(0.2~1%)
UV固化涂料
光固化低聚物 光固化单体
“5E”原则，符合21世纪环保绿色涂料新标 准。
五、紫外线固化的缺点
原则上，紫外线无法透过的材料无法使用UV胶 进行固化
被挡住无法照射的部分不能固化 着浓色困难 深部固化困难 固化时一定要有UV照射设备
附带其他固化功能的紫外线固化树脂，可以 克服掉以上的缺点
六、紫外线固化树脂的种类
紫外线固化树脂
外包装纸盒、纸币表面等。 ➢ 3. UV塑料涂料
汽车部件、光盘、信用卡等塑料基材。
➢ 4. UV金属涂料 适用于钢材防锈、金属标牌装饰、彩
涂钢板、易拉罐加工、铝合金门窗保护等。
➢ 5. UV光纤涂料
➢ 6. 皮革用UV涂料 ➢ 7. UV光盘保护涂料 ➢ 8. 汽车工业用UV涂料
九、光固化性树脂成构成分
O H
O HO
OH OH OH
OH OH
图1 纳米SiO2的表面状态
表面改性的方法： (1) 醇酸酯化法 (2) 表面活性剂改性法 (3) 偶联剂改性法 (4) 共聚接枝改性
偶联剂(KH-570)改性法：
UV固化涂料技术简介
紫外光固化涂料及其 纳米改性
第一部分
▪ 一、紫外线固化涂料的定义
▪ 紫外线固化涂料是一种通过紫外线照射 装置的照射，在短时间内吸收紫外线能 量快速固化的材料。
二、电磁波的分类
紫外线固化的有效波长为２００～４００ nm 200～300nm 为短波长，对UV胶表面固化有效 300～400nm 为长波长，对UV胶深部固化有效