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1、UV固化原理講師:洪伸宜何謂UV硬化製程?UV膠簡介UV燈源與系統(tǒng)簡介影響UV硬化的因素製程條件選擇及注意事項(xiàng)Outline何謂UV硬化製程傳統(tǒng)乾燥必須要在材料上加30%左右的溶劑,利用加熱或是在常溫下等待很長的時(shí)間,讓這30%的溶劑達(dá)到完全的揮發(fā),而變成固態(tài)。UV硬化方式,則是100%的樹脂一但經(jīng)過UV光照射後,瞬間由液態(tài)變成固體。UV硬化材料環(huán)氧樹酯材質(zhì)壓克力材質(zhì)甲基丙烯酸甲酯環(huán)氧樹酯?自由基反應(yīng)配方?陽離子反應(yīng)配方UV硬化材料環(huán)氧樹酯材質(zhì)壓克力材質(zhì)?自由基反應(yīng)配方?陽離子反應(yīng)配方自由基反應(yīng)方式需要正確的光譜與均勻而強(qiáng)勁的UV光照射,讓膠材內(nèi)均勻分佈的
2、光啟始劑能夠均勻的接收到UV光子。一但離開UV光照射,反應(yīng)便停止下來。所以讓正確光譜的UV光子均勻的照到UV膠材內(nèi)的光啟始劑是非常重要的。陽離子反應(yīng)方式與自由基方式不同。它有一種“暗烤”的特性。當(dāng)它照射到正確的UV光譜後,一但離開UV光後,仍能繼續(xù)反應(yīng)直到完全硬化為止。因此要達(dá)到完全硬化,最好在UV光照射後再進(jìn)入溫度烤箱烘烤。UV硬化材料一般紫外光硬化樹脂的組成配方可分為以下部份1.寡聚物(Oligomer)→約佔(zhàn)組成中的50%~80%不等要求性質(zhì)有(1)低黏度、(2)無臭味,硬化性優(yōu)、(3)低毒性2.單體(Monomer)→約佔(zhàn)總量的20%~50%左右要
3、求性質(zhì)(1)具光反應(yīng)性、(2)良好的硬化速率、(3)良好的溶劑力、(4)揮發(fā)性低等3.光起始劑(Photoinitiator)→約佔(zhàn)總量的2%~10%要求性質(zhì)(1)能夠吸引紫外光輻射能,並能誘始聚合作用、(2)良好的熱安定性4.添加劑(Additive)潤濕劑,消泡劑等界面活性劑5.顏料(Pigment)UV硬化材料一般紫外光硬化樹脂的基本功能區(qū)分以下部份名稱功能含量類型預(yù)聚物材料的主體,決定了其主要性能≥50%環(huán)氧丙烯酸酯,聚氨酯丙烯酸酯,其它光起始劑(光敏劑)吸收UV,引發(fā)聚合≤10%自由基型陽離子型單體(活性稀釋劑)調(diào)整黏度參與固化反應(yīng),影
4、響固化膜性能30-50%單官能基雙官能基多官能基其它(顏(染)料、阻聚劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑等視用途不同而異UV硬化步驟UV自由基固化經(jīng)過以下步驟︰(1)自由基光起使劑受到UV照射後,激發(fā)分解產(chǎn)生自由基︰(2)鏈引發(fā)︰起使劑的自由基引發(fā)樹脂和單體分子的不飽和雙鍵產(chǎn)生新的自由基。(3)鏈增長︰由樹脂和單體產(chǎn)生的自由基可以繼續(xù)引發(fā)樹脂和單體分子中的不飽和雙鍵產(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,由於自由基含有未偶化電子,非?;顫?,極易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。上述反應(yīng)結(jié)果,生成高分子化合物,使膠液轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w。UV
5、硬化步驟I?OligomerMOligomerIMMMOligomerMOligomerMMIMOligomerMMMMOligomerMMI連鎖聚合形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),達(dá)到了硬化過程自由基聚合產(chǎn)生原理光起始劑UV光產(chǎn)生自由基聚合過程I?具官能基單體不飽和基I?紫外光固化膠的組成預(yù)聚物是UV膠的骨架,它是具有活性的低分子聚合物,預(yù)聚物的主要功能是提供膠層的關(guān)鍵性能,例如︰黏度、抗張強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、硬度和柔順性等。在光固化自由基體系中使用的預(yù)聚物是一些含雙鍵的不飽和聚合物,主要有︰聚丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、不飽和聚酯、聚烯烴/硫醇等,其中環(huán)氧丙烯
6、酸酯和聚氨酯丙烯酸酯回應(yīng)活性高、原料豐富、品種多、價(jià)格適中,所以用量最多。紫外光固化膠的組成1、預(yù)聚物(Oligomer)紫外光固化膠的組成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固化生成線型聚合物,它有利于提升膠層的柔韌性和附著;二官能和多官能單體不僅起回應(yīng)性稀釋劑的作用,而且起交聯(lián)劑的作用,它們對(duì)膠層的硬度、韌性和強(qiáng)度有重要影響。增加單體的官能度可加速固化過程,為適應(yīng)生產(chǎn)具有良好性能的粘合劑,常使用單官能、二官能和多官能的混合物。2、單體單體又叫活性稀釋劑,其主要作用是調(diào)節(jié)黏度和參加聚合回應(yīng)。紫外光固化膠的組成光引發(fā)劑是任何
7、UV固化體系都需要的主要組分之一,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。自由基引發(fā)劑常用的有羰基化合物、偶氮化合物、有機(jī)硫化物、氧化還原物質(zhì)、鹵素化合物、有機(jī)金屬化合物、增咸染料等。應(yīng)用較廣泛且效果較好的是羰基化合物,主要有聯(lián)苯甲、二苯甲酮、安息香及其醚化合物如安息香乙醚、安息香丁醚等。3、光引發(fā)劑UV燈源種類UV燈源種類電極式UV燈(ElectrodeArcLamp)?中壓水銀燈高壓水銀燈金屬鹵素?zé)裘}衝式氙氣燈無電極式UV燈(ElectrodelessLamp)傳統(tǒng)電極式
8、UV燈源系統(tǒng)–燈管?UV燈管-中壓水銀燈?燈管直徑:23-25mm