UV 京工业大学 涂料与涂装

1UV塗料簡介Bycszdnm.yuan2•UV塗料概述•光固化反应类型及反應機理•光固化塗料的組成•UV光油常见的问题及解决方法目錄3UV塗料概述4•UV就是紫外线(Ultra-VioletRay)的英文简称.•UV波长：200nm到450nm•紫外线固化型(UV)涂料是利用紫外线照射，产生化学作用而硬化的涂料。紫外光辐射固化技术是国际上70年代以来开发出的一种全新的绿色技术，利用该技术生产的紫外光固化树脂涂料，简称UV涂料。什么是UV涂料5•硬化速度非常快，硬化時間以秒为单位；•低溫硬化，不直接需要热度，对热敏感的素材也有可能涂裝；•涂膜性能及硬化特性优秀，应用于高硬度或可扰性高的场合；•固成分可达到100%。仅一次涂裝也可以得到厚润的涂膜。UV塗料的一般特征6发展史：•发达国家：六十年代研究，七十年代开发，八十年代以后大发展；•国内：七十年代研究，八十年代少量开发，九十年代后开始起步，中期大发展。组织机构：•北美、欧洲及亚洲先后成立了辐射固化协会。一至二年活动一次；国内外UV固化的发展史及組織機構7可用4E概括：Ecology生态Economy经济Efficiency效率Energy能源UV固化与热固化的比较—优点8成本相對高收缩大难以固化不透明或较厚体系UV固化与热固化的比较—不足9光固化涂料与普通涂料的组成比较普通涂料光固化涂料树脂低聚物溶剂活性稀释剂催化剂光引发剂各种添加剂各种添加剂10歐洲5个主要塗料品種的市場份額/%塗料品種1990199520002005增幅溶劑型塗料51403115-70水性塗料2024263575高固體分塗料1924272742粉末塗料9101218100光固化塗料245725011前处理→底漆涂裝→布置→UV照射→真空电鍍→(自動涂裝線)面漆涂裝→布置→UV照射→制品加工工艺12光固化反应类型及反應機理13•光化学第一定律光只有被吸收后才能产生光化学反应。换言之，反射或透射的光不能反应。反应物吸收光子的过程称光化学初级过程，吸收光能后进行的一系列过程称光化学次级过程。光化学定律14•光化学第二定律一个分子在光化学初级过程中只吸收一个光子。换言之,在初级过程中，1mol的分子吸收1mol的光子。光化学定律15•自由基聚合光固化用的低聚物主要是各类丙烯酸酯，如环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂、丙烯酸树脂等；•阳离子聚合光固化用的低聚物主要是环氧树脂、乙烯基醚树脂。光固化涂料反应类型16•链引发：I→2R.R+M→M1.•链增长：M1.＋M→M2.M2.＋M→M3.……..Mn-1.＋M→Mn.•链终止：Mn.＋Mm.→Mn+mMn.＋Mm.→Mn+Mm自由基聚合反应机理17光固化活性丙烯酰氧基〉甲基丙烯酰氧基〉乙烯基〉烯丙基自由基光固化用的活性稀釋劑和樹脂都具有C=C不飽和雙鍵，如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、烯丙基，光固化活性依次為：18光固化塗料的組成19光引發劑20自由基型光引發劑陽離子型光引發劑水基光引發劑大分子光引發劑可見光引發劑光引發劑類型21自由基型光引發劑按光引發劑產生活性自由基的作用機理不同，主要分爲兩大類：•裂解型自由基光引發劑如Dorocur1171（HMPP）Irgacure184（HCPK）等；奪氫型自由基光引發劑如二苯甲酮（BP）、異丙基硫杂蒽酮（ITX）等；22活性稀釋劑23活性稀釋劑通常稱單體或功能性單體；是一種含有可聚合官能團的有機小分子，在光固化塗料中是一個重要組成；一方面起溶解和稀釋低聚物，調節體系黏度的作用；另一方面參與光固化過程，影響塗料的光固化速度和固化膜的各種性能；活性稀釋劑24单官能团活性稀释剂如甲基丙烯酸缩水甘油醚（GMA）、甲基丙烯酸异冰片酯（IBOA）等；双官能团活性稀释剂如1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA）、新戊二醇二丙烯酸酯（NPGDA）等；多官能团活性稀释剂如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）、季戊四醇四丙烯酸酯（PETTA）等；按官能团数目分类25低聚物26环氧丙烯酸树脂（EA）聚氨酯丙烯酸树脂（PUA）聚酯丙烯酸树脂（PEA）聚醚丙烯酸树脂纯丙烯酸树脂乙烯基树脂（UPE）常用低聚物27常用低聚物的性能低聚物固化速度柔性硬度耐化学药品性耐黄变性环氧丙烯酸树脂高不好高极好中聚氨酯丙烯酸树脂可调好可调好可调聚酯丙烯酸树脂可调可调中好不好聚醚丙烯酸树脂可调好低不好好纯丙烯酸树脂慢好低好极好28添加劑29光固化塗料用的添加劑雖然不是主要成分，而且在塗料中所佔的比例很小，但它們對完善塗料的各種性能起着重要作用：•顔料和染料•填料•助劑添加劑30區別：顔料：不溶于水或溶劑等介質，只能均勻分散在塗料的基料中，對基材具有遮蓋力；染料：能溶解于塗料的基料中，對基材無遮蓋作用；應用：顔料：有色塗料染料：透明清漆顔料和染料31分類：無機顔料：白色顔料（如二氧化鈦、氧化鋅、鋅鋇白、鉛白等）、黑色顔料（如炭黑、石墨、氧化鐵黑、苯胺黑等）有機顔料：彩色顔料紅色顔料（如金光紅等）、黃色顔料（如耐曬黃G等）、藍色顔料（如靛蒽酮等）、綠色顔料（如酞菁綠G等）、橙色顔料（如永固橙G等）、紫色顔料（如酞菁紫等）顔料32加入填料的目的是爲了降低塗料的成本，同時對塗料的流變性和物理力學性能起重要作用，提高凃層耐磨性和耐久性；常用填料：碳酸鈣CaCO3硫酸鋇BaSO4二氧化硅SiO2填料33助劑是爲了光固化塗料在生産製造、施工應用和運輸儲存過程中完善塗料性能而使用的添加劑，包括：消泡劑流平劑邊角覆蓋力改性劑潤濕分散劑消光劑助劑34UV光油常见的问题及解决方法351.条纹及桔皮现象主要原因：•UV光油粘度过高；•涂布量过大；•UV光油的流平性差；•底材不平整，吸收性太强。361.条纹及桔皮现象解決方法：•降低UV光油粘度，可加入少量流平剂；•减少涂布量，涂布辊调整均匀；•对底材表面进行电晕处理，以增加UV光油对表面的亲和力。372.UV涂层有针孔现象主要原因：•涂层太薄；•网纹辊太细；•非反应型稀释剂加入量过大；•底材表面有粉尘。382.UV涂层有针孔现象解決方法：•加强作业环境的清洁；•可加入少量的流平助剂、润湿助剂；•选择专用的UV稀释剂稀释、防止体系组分不相容；•设法增加涂层厚度，或者先上UV底油。393.表面有火山口主要原因：•底材表面不洁净，有可能有油污；•UV光油的流平性差；•光油的消泡剂选择不当，消泡性能过于强烈。403.表面有火山口解決方法：•清洁印刷品表面；•合理选用消泡、流平助剂。414.UV光油附着力不好主要原因：•UV光油自身的附着力不够；•光固化条件未合理掌握，固化时间过短或者过长；•对于非极性或低极性基材（如PE、PP、PET等）未处理直接印刷UV光油424.UV光油附着力不好解決方法：•选择柔韧性好、附着力佳的树脂；•掌握合理的固化时间，固化时间太短，UV光油表面固化而底层固化不彻底导致附着力降低；固化时间太长，UV光油过度接收紫外线照射会引起聚合后固化，使上光膜层脆裂，导致附着力不佳。对低极性基材进行有效电晕等前处理。435.气泡现象主要原因：•所用UV油质量不高，UV油本身含有气泡，多发生在用丝网上光中。解决方法：•换用质量高的UV油或将其静置一段时间再用。446.UV固化后自动爆裂主要原因：•被照表面温度过高解决方法：•增大灯管与被照物表面距离，冷风或冷辊压。45ThankYou