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涂料對灰塵敏感,因而對施工環境要求嚴格

添加時間:2016-04-03

1.緒言

UV作為一種新的加工技術在澳大利亞獲得商業化已經有25年以上的時間了,而且現 在行情繼續看好。該項技術正以每年接近10%的速度穩步發展,尤其 是在表面涂料和 相關工業方面。本文有兩個目的,第一,•問有可能成為新的最終用戶的成員介紹該技 術,包括該技術的簡要原理的初步介紹。第二是問現行的最終用戶介紹該技術的最新 流行形勢,特別是在澳大利亞的進展情況。因為這種進展是同海外類似技術的發展相 聯系的。在這第二部分中還將介紹在澳大利亞與該項技術有關的正在進行的基礎研 究的簡要情況。

澳大利亞把UV固化技術引用到社會許多重要應用領域特別是安全設施方面。例如澳大利亞的聚合物紙幣(銀行貨幣)是世界上唯一的流通貨幣,就是運用UV涂料和UV固化技術的研究成果。該工藝投入生產已經8年了,而且在反偽造問題上非常成功。它還是一項出口賺取外匯的技術,因為許多國家的流通幣現在采用Australian Reserve Bank(澳大利亞貯務銀行)的技術進行生產。

2.UV光固化技術

UV固化是通過一種單體/低聚物的混合物的快速聚合而獲得一種也可交聯的涂膜的一種技術。UV體系的這種快速聚合是用光引發劑和高性能的燈來實現的。UV固化技術所采用的樹脂體系(表1)涉及到一種基本低聚物、實質上它是一種低分子量(約2500 )的預聚物,常用的有氨基甲酸酯丙烯酸酯,環氧丙烯酸酯,•聚酯丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯,雖然像乙烯基醚那些不含丙烯酸酯的低聚物之類,也正被逐漸彩。低聚物的粘度較高,為便于施工和提高交聯固化速度,需要加入單體作為活性稀釋劑來調整樹脂的流變性。活性稀釋劑的結構對最終涂膜的性能如流動性,滑爽性,潤濕性,溶脹性,收縮性,附著力以及涂膜內部的遷移性是有重要影響的。活性稀釋劑可以是單官能度的,也可以是多官能度的,后者較好,因為它可以使固化時的交聯度提高。對活性稀釋劑的性能要求有、稀釋能力、溶解性、氣味、降低介質粘度的能力、揮發性、官能度、表面張力,聚合時的收縮性,均聚物的玻璃化溫度(Tg),對整個固化速度的影響力 和毒性。所采用的單體應該對皮膚刺激性并經Draize測定其值不超過3級的單體。用作活性稀釋劑的典型單體是三丙二醇二丙烯醚酯(TPGDA)低聚物 40-50 單體 40-50 光引發劑/光敏劑 1-10 表面活性劑,助劑 0.5-1.0 顏料(如果需要,其用量控制在以得到滿意的遮蓋為準)

在UV固化的化學機理方面快速聚合反應用實際上是在合適的光引發劑和/或光敏劑以及高性能的燈光條件下產生游離基反應而實現的。能產生游離基的和產生陽離子中間體的光引發劑都是可以使用的。但在現今工業上經常彩前一種(即能夠產生游離基的光引發劑)。游離基的光生作用可以由兩種方法獲得。第一種方法是通過光激分子的裂解而產生一游離基對(方程式),這是一種分子內部的過程。方程式1中的樣品是Ciba

Geigy的Irgacure 651,化學名稱是2,2-二甲氧基-2苯基苯乙酮。

產生游離基的第二種方法是發生在激發的光敏劑和氫給予分子之間的奪氫反應。用于此法的典型體系是胺類和二苯甲酮的混合物,其中三乙胺、二苯甲酮是最經濟實用的一種。胺二苯甲酮系統是非常經濟和最常用的,其副作用如發黃不是問題。不足之處是該法所用的光引發劑是過量的,這是達到快速固化所需要的,在固化完成之牾沒有反應的光引發劑就殘留在固化膜中。

在UV體系的引發技術方面,最近研究的是陽離子光引發劑的使用。三芳基硫鹽是這類光引發劑的典型例子。在這個陽離子系統中,活化過程類似于游離基聚合過程,即:光吸收,增感作用,引發,傳遞和最后的鏈終止。陽離子體系的一個優點是反應不會受到氧的抑制,而傳統的游離基引發劑卻會受到氧的抑制作用。但是,陽離子引發劑卻對親核性的雜質諸如水很敏感,這類雜質會中和陽離子使鏈增長發生終上。陽離子引發劑在價格上相對較貴,因此目前也不常用。

3.大力推行UV技術

目前在涂料工業中尤其是在刻蝕藝術方面采用新技術的舉正在增加。高質量的刻蝕藝術要求和健全起來的環保法規要求導致工業界支考查像UV這一類技術的廣泛用途。涂料工業采用UV技術現已顯示的主要影響是有利生態環境,因此這對環境態勢已引起人們關心的當今世界是很重要的。

如果同常規的溶劑型體系相比較,采用UV技術的一般優點列于表2中。從有益于環境角度考慮,UV涂料無揮發性是關鍵。在UV體系中,最終用戶意識到可用單體代替溶劑來降低涂料的粘度。它們不會揮發污染工作環境并發生溫室效應。表2所列的UV固化技術的優點是自使用該技術以來25年的經驗總結。除了有利于環境保護以外,UV材料還具有快干性,對各種底材附著力好(化學上),而且在加工程度上很容易控制,其施工設備停歇通宵后第二天啟動無需作準備。該技術的另一優點是廢料少。在遠離熱源和UV光的適宜條件下涂料可長時間貯存,而且可以重復使用。與世界上其它國家相比,溶劑以及相關的溫室效應的影響對于澳大亞來講又特別重要,因此,采用UV技術在環境保護方面的優點成為其最重要的性能之一。最后,使用UV技術其它的優點包括:可以制得用其它技術不能獲得的性能的產品;還因為其設備的緊湊性從而可以節省工廠的空間;還有加工方法的多樣性及適應性好使有可能快速更換花色品種。

  1. 沒有溶劑-溫室效應

  2. 有利于環境保護

  3. 工作埸地無污染

  4. 快速生產

  5. 室溫固化

  6. 產品有獨特性能

  7. 節省能源

  8. 易洗滌

  9. 節約空間

  10. 高光澤

  11. 廢料少

12.方法多樣性、適應性、產品更換快

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