輻射固化—表面固化新技術(shù)

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1、輻射固化—表面固化新技術(shù)輻射固化的基本含義就是利用紫外光(UV)或電子束為能源，引發(fā)具有化學(xué)活性的液體配方，在基體表面實現(xiàn)快速反應(yīng)的固化過程。UV/EB固化的工業(yè)應(yīng)用為材料表面固化提供了一種先進的加工手段。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹，這種固化技術(shù)不同于傳統(tǒng)技術(shù)(例如熱固化)的最大優(yōu)點在于輻射固化采用高效能源—紫外光或電子束作為引發(fā)手段，快速實現(xiàn)涂層固化。一、紫外光與電子束紫外光與電子束都可看成輻射大家族的成員，不同的是紫外光是一種電磁輻射，而電子束卻是經(jīng)加速的高能電子流。輻射固化常用的100～380nm紫外光區(qū)又細分為UV-C(100～280nm)、UV-B(28

2、0～315nm)和UV-A(315～380nm）。輻射固化采用的紫外光源一般是經(jīng)電能激發(fā)的紫外燈。電子束也是一種輻射，它是一批經(jīng)過加速的電子流，粒子能量遠高于紫外光，可使空氣電離，故高能電子束又可稱為電離輻射。電子束固化一般不需光引發(fā)劑，可直接引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，而且對物質(zhì)的穿透力也比紫外光大得多。產(chǎn)生電子束的裝置稱為電子加速器。輻射固化采用的一種掃描型的電子加速器，其基本原理與家庭使用的電視機十分類似。在電視機中經(jīng)加速的電子流掃描電視熒光屏取得視覺信息，輻射固化中電子加速器的電子束對基材表面掃描從而實現(xiàn)固化加工。二、輻射固化——系統(tǒng)工程輻射固化是在現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展

3、起來的一門新技術(shù)，因此可以看作是多種技術(shù)共同結(jié)構(gòu)形成的綜合體，包括輻射源(UV和EB)、原料、單體和齊聚物、光引發(fā)劑、各種助劑(如顏料、添加劑）、化學(xué)配方(涂料、油墨、黏合劑等)、基材與涂布裝置等。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家表示，輻射固化只有通過這些技術(shù)要素的合理配置才能發(fā)揮其固有的生命力。事實上這些技術(shù)要素在輻射固化的產(chǎn)業(yè)進程中已形成了相互依賴的市場鏈，共同保證市場競爭力，因此輻射固化的本身是一項系統(tǒng)工程。三、“3E原則”推動輻射固化發(fā)展任何高新技術(shù)的確立和發(fā)展，現(xiàn)在看來都須遵循“3E原則”，概莫能免，因此“3E原則”是輻射固化賴以生存和發(fā)展的根基和原動力。據(jù)中國環(huán)氧

4、樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹，所謂“3E”就是指能源(Energy)、生態(tài)(Ecology)和經(jīng)濟(Economy)。1、能源。輻射固化餓額能量消耗只需保證活性化學(xué)配方在輻射引發(fā)下發(fā)生聚合交聯(lián)反應(yīng)，不必對基材進行加熱，因此UV固化的能耗僅為常規(guī)溶劑型涂料和油墨固化的1/5，EB固化能耗更小，僅為常規(guī)固化的1/100。2、生態(tài)。輻射固化所采用的活性化學(xué)配方不含或少含揮發(fā)性溶劑，屬于零排放或低排放技術(shù)，有利于環(huán)境保護。此外輻射固化所用基礎(chǔ)能源為電源，無燃油然氣、也無二氧化碳產(chǎn)生。因此輻射固化常被譽為“綠色技術(shù)”。3、經(jīng)濟。輻射固化裝置緊湊，加工速度快、場地空間小、生產(chǎn)效率高。因此

5、工藝本身有助于提高產(chǎn)品性能，降低原材料消耗，這一切從經(jīng)濟成本上提高了技術(shù)本身的競爭能力。除此之外，輻射固化較之于傳統(tǒng)的固化技術(shù)尚有自身的特點，例如室溫固化，有利于熱敏材料的加工；固化配方可按需求調(diào)節(jié)，有利于提高工藝的適應(yīng)性，保證產(chǎn)品性能(如硬度、柔性、光澤、耐候性等)；輻射固化易于實現(xiàn)流水作業(yè)，自動化程度高。輻射固化特有的技術(shù)優(yōu)勢不僅滿足“3E原則”的要求，而且在產(chǎn)業(yè)化進程中持續(xù)保持對傳統(tǒng)固化的市場競爭力，使輻射固化自20世紀60年代以來一直呈高速增長勢頭：目前緊急發(fā)達國家(如美國、日本以及歐洲各國)每年增長率約為10%，發(fā)展中國家的增長速度更快，中國的平均年增長率可

6、達25%。據(jù)估計，目前全球UV/EB固化的化學(xué)原料和配方的市場占有額僅為工業(yè)涂料(油墨、涂料與黏合劑)總銷售額的3%，因此輻射固化發(fā)展前景看好。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹說，在輻射固化中占統(tǒng)治地位的是紫外光固化(約90%)，電子束固化由于加速器裝置一次性投資較高，至今所占比重仍然很小(約10%)。四、輻射固化產(chǎn)品舉例目前輻射固化產(chǎn)品已滲入到工業(yè)生產(chǎn)與日常生活的方方面面，幾乎無所不在。日前，中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家舉出一些典型的例子。1、涂層。光盤、光纖、磁帶、磁卡、高檔物品袋、照相膠片、雜志封皮、真空金屬塑料、易拉罐、家具貼面、層壓板、墻壁嵌板、乙烯地磚與瓦面、電鍍

7、金屬管及皮革裝飾等；2、油墨。平版膠印、凸版印刷、柔版印刷、凹版印刷和絲網(wǎng)印刷等；3、黏合劑。汽車前燈、壓敏標簽和移畫印花、電子器件封裝與包殼、醫(yī)用塑件裝配等；4、電子器件。印刷線路板敷形涂覆、抗蝕劑、阻焊劑、字符油墨、抗光干膜、保護涂層等；5、其它。印刷板、醫(yī)用器件、牙科充填物、化妝品盒、眼鏡片、高爾夫球、獎杯、滑雪板、摩托雪橇、廣告標牌等涂層固化或裝飾，以及三維立體光鑄加工。五、輻射固化的化學(xué)體系具有反應(yīng)活性的化學(xué)配方內(nèi)容構(gòu)成了輻射固化的化學(xué)體系，一般包括齊聚物、單體、光引發(fā)劑、助劑等成分。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹，齊聚物在輻射固化配方中起