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1、UV光固化技術目錄簡介1發(fā)展2基本原理3設備及影響因素45實例及應用簡介紫外線光UV(波長200~400nm)固化是輻射固化的一類,它是利用紫外光引發(fā)具有化學反應活性的液態(tài)物質(zhì)快速轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)物質(zhì)的過程。紫外光固化技術被認為是一種環(huán)境友好的綠色技術,亦稱3E技術,即節(jié)能(energy)、環(huán)保(environment)、經(jīng)濟(economy)。發(fā)展1、UV固化是20世紀60年代問世的新型綠色環(huán)保技術,1968年德國Bayer公司開發(fā)了第一代UV固化木器涂料。2、70年代,美國福特公司第一個應用電子束(EB)輻射固化汽車零件和儀表表面涂層。與此同時,木板涂層EB
2、固化生產(chǎn)線在歐洲市場問世。輻射固化技術應用在發(fā)達國家和地區(qū)經(jīng)歷了一段迅猛發(fā)展階段,本世紀初保持10%的速率。3、我國雖早在20世紀70年代就已引進輻射固化技術,但真正的發(fā)展應開始于20世紀90年代,目前,我國光固化發(fā)展從無到有,從小到大,已發(fā)展成為成熟,快速增長的朝陽產(chǎn)業(yè)。中國已發(fā)展成為繼美國、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。這些都標志著我國輻射固化技術的發(fā)展,產(chǎn)品的開發(fā)以及市場的開拓己在世界上占有重要的地位?;驹眍A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構的分子聚合物,它進一步發(fā)生反應,擴
3、展后形成的交聯(lián)固化體,賦予材料以基本的物理化學性能。例如︰黏度、抗張強度、剪切強度、硬度和柔順性等。單體又稱為活性稀釋劑(reactivediluents),多為含有一個或多個雙鍵的小分子,主要用于調(diào)節(jié)體系的粘度和參加聚合反應,但是對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,它們對硬度、韌性和強度有重要影響1、預聚物(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)過化學變化
4、產(chǎn)生具有引發(fā)聚合能力的活性中間體物質(zhì),是光聚合體系的關鍵組分,對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,分別應用于自由基體系和陽離子體系。3、光引發(fā)劑(Photoinitiators)基本原理I?OligomerMOligomerIMMMOligomerMOligomerMMIMOligomerMMMMOligomerMMI連鎖聚合形成了網(wǎng)狀結構,引發(fā)硬化過程自由基聚合產(chǎn)生原理光引發(fā)劑UV光產(chǎn)生自由基聚合過程I?官能團單體不飽和基I?基本原理UV自由基固化經(jīng)過以下步驟︰(1)自由基光引發(fā)劑受到UV照射后,激發(fā)分
5、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︰由預聚物和單體產(chǎn)生的自由基可以繼續(xù)引發(fā)預聚物和單體分子中不飽和雙鍵產(chǎn)生自由基,進行自由基連鎖反應。(4)鏈終止︰化學反應中,由于自由基含有未偶化電子,非?;顫?,極傾向于基他自由基偶合或發(fā)生酸化作用,使鏈反應終止。基本原理桌面式手提式傳送帶式UV固化裝置由光源系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)和箱體等五個部分組成。設備光源系統(tǒng)由UV燈管、燈罩、變壓器(鎮(zhèn)流器)、電容器(觸發(fā)器)組成。⒈UV燈功率的選擇。⑴UV燈的功率即UV燈光的輻射能量,也稱穿透力。若UV
6、燈的功率不夠,即使光照時間再長,過UV固化裝置的次數(shù)再多,產(chǎn)品也達不到完全固化。⑵UV燈功率一般要滿足80~120W/cm的要求,但功率越大熱量也會越大,因此要根據(jù)固化物和固化速度不同來選擇功率。⑶UV燈的最大壽命一般為800~1000小時,達到后即應更換。⒉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。這種反射罩的結構特點是反射的UV光線能量集中,在這方面應注意的是反射罩的選材和形狀。⒊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。⒋電容器電容的選擇應與燈管和變壓器相配套。設備電極式U
7、V燈(ElectrodeArcLamp)?中壓水銀燈高壓水銀燈金屬鹵素燈脈沖式氙氣燈無電極式UV燈(ElectrodelessLamp)設備一、紫外光能量的影響需要的紫外光能量要確保徹底固化,供給的能量科學合理地大于其所需的能量屬正常。紫外光能量過多時,不僅浪費能源,還會引起過量固化的負效應,如團聚、反固化反應等。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),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,固化
8、距離一定要跟基材、涂料、燈管功率等適當調(diào)整。UV固化因溫度原因粘度