UV固化涂料的發(fā)展及應(yīng)用

隨著塑料產(chǎn)品的普遍應(yīng)用，作為“塑料二次加工”的涂料工業(yè)的發(fā)展已引起人們的廣泛關(guān)注。紫外光（UV）固化涂料因其無(wú)VOC排放，且具有能量利用率高、成膜速度快、漆膜質(zhì)量好，適用于熱敏感材料等傳統(tǒng)涂料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在塑料產(chǎn)品涂裝方面具有廣闊的市場(chǎng)前景。

泰上機(jī)械有UV固化機(jī)，特此找一篇來(lái)讓大家了解UV固話的發(fā)展。

1國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況

1968年，德國(guó)拜耳公司首先開(kāi)發(fā)出了應(yīng)用于木板涂裝的不飽和聚酯UV固化涂料，光固化技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入涂料工業(yè)，其優(yōu)異的性能立刻得到了人們的關(guān)注。光固化涂料80%是指UV固化涂料，UV固化涂料由預(yù)聚物（齊聚物或光敏樹(shù)脂）、單體（稀釋劑）、光引發(fā)劑和助劑組成。從20世紀(jì)70年代至今，UV固化技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，北美、歐洲和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，發(fā)展尤為迅猛。應(yīng)用范圍從原來(lái)的地板涂料、木器涂料擴(kuò)展到現(xiàn)在的油墨涂料、塑料涂料、以及更先進(jìn)的光纖/光纜涂料等。其中以塑料用UV固化涂料發(fā)展尤為迅速，市場(chǎng)前景極為廣闊。

1。1國(guó)外塑料用UV固化涂料的研發(fā)

國(guó)際上比較早的關(guān)于塑料用UV固化涂料的發(fā)明專(zhuān)利是1981年由日本的IkedaJunji等人提出的，該涂料由一種含有丙烯酸基或甲基丙烯酸基的橋環(huán)不飽和物和一種光引發(fā)劑組成，用于保持建筑塑料的抗磨損、耐候性等。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著塑料行業(yè)的崛起，塑料用UV固化涂料迅速發(fā)展起來(lái)，而且各方面性能都得到進(jìn)一步改善。1990年，美國(guó)的SteinJudith等人發(fā)明的UV固化環(huán)氧涂料中含有稠合的環(huán)氧有機(jī)甲硅烷氧基和鹵代芳基烷基甲硅烷氧基化合物，能有效地控制其在塑料底材上氣味的釋放。同時(shí)SteinJudith等人又發(fā)明了一種可以有效提高涂料在塑料底材上粘附性的UV固化環(huán)氧涂料，主要含有環(huán)氧硅氧烷和一種芳基鎓鹽。進(jìn)入21世紀(jì)，UV固化技術(shù)更加完善，涂料性能更為優(yōu)異，同時(shí)涂料的種類(lèi)也不斷增多。2001年，日本的NakajimaYoshimoto等人發(fā)明的脂環(huán)族環(huán)氧鋁粉涂料僅需固化10s后漆膜鉛筆硬度就達(dá)到HB以上。2005年，德國(guó)的WolframKuttner等人發(fā)明了含有聚氨酯（甲基）丙烯酸酯和異氰酸酯的彈性UV固化涂料體系。同時(shí)，納米材料也以其特殊的性能作為添加劑被引入到涂料組分中。美國(guó)的Chisholm，BretJa等人在涂料組分中添加了一種不會(huì)影響光吸收的納米顆粒，改善了漆膜的附著力、耐磨性、耐候性等性能。近年來(lái)，Th。Randoux等人開(kāi)發(fā)了包含無(wú)鹵阻燃部分共價(jià)鍵合成聚合物骨架的低聚物和單體，合成的UV固化涂料其阻燃作用明顯改進(jìn)。

另外，BrejaChishotm等人研發(fā)了一種用于開(kāi)發(fā)塑料用UV固化清漆的組合程序，集樣品配置、性能測(cè)試、數(shù)據(jù)管理等功能于一體，將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到涂料開(kāi)發(fā)中，大大提高了有機(jī)清漆的開(kāi)發(fā)速度。

1。2國(guó)內(nèi)塑料用UV固化涂料的研發(fā)

我國(guó)輻射固化涂料起步于20世紀(jì)70年代，但發(fā)展比較緩慢。進(jìn)入80年代后，隨著UV固化家具涂裝線的引進(jìn)，UV涂料獲得了較快的發(fā)展，但由于國(guó)內(nèi)原材料匱乏，幾乎全部依靠進(jìn)口，導(dǎo)致涂料價(jià)格居高不下，在80年代末幾乎陷于停滯狀態(tài)。我國(guó)UV涂料發(fā)展的真正飛躍是在90年代初，世界上主要的輻射固化原材料供應(yīng)商Sartomer公司、UCB公司開(kāi)始在國(guó)內(nèi)進(jìn)行推廣工作。同時(shí)，臺(tái)灣的UV固化工業(yè)也向大陸轉(zhuǎn)移，促進(jìn)了我國(guó)UV涂料工業(yè)的迅猛發(fā)展。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球UV涂料2004年總產(chǎn)量約24萬(wàn)t，而中國(guó)就有8萬(wàn)t，占了1/3，生產(chǎn)企業(yè)主要集中在長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲地區(qū)。目前湖南亞大新材料科技股份有限公司是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、品種最全的UV涂料生產(chǎn)廠家。

我國(guó)1994年才開(kāi)始將UV固化涂料用于塑料材料的涂裝，而且基本都是日本產(chǎn)品（如中山武藏），直到1997年才開(kāi)始有國(guó)產(chǎn)的UV塑料涂料供應(yīng)。國(guó)內(nèi)UV固化技術(shù)研究較晚，與國(guó)外存在一定差距，但近10年來(lái)已有了很大進(jìn)步。1996年，王蒲劍研究開(kāi)發(fā)的塑料制品用UV固化涂料是一種快速固化、高光澤、高附著力、高韌性、抗老化的PE、PVC制品涂料，尤其是附著力，較過(guò)去有很大改善。2003年，中化建常州涂料化工研究院高工王堅(jiān)等人采用含脲基的脂肪氨基甲酸酯化合物與帶羥基的丙烯?；衔锞酆铣深A(yù)聚物，和酰膦氧基類(lèi)光引發(fā)劑制成的UV涂料具有極佳的戶(hù)外耐黃變性、保光性、抗老化性。

目前，我國(guó)一些重點(diǎn)大學(xué)和科研院所有一大批科研人員正在從事UV技術(shù)的研發(fā)，并積極與有關(guān)企業(yè)開(kāi)展合作，加快了UV固化涂料工業(yè)在我國(guó)的發(fā)展，出現(xiàn)了一批塑料用UV涂料的重點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)，如宜興宏泰化工有限公司、安陽(yáng)市日秀涂料有限責(zé)任公司等。但是，國(guó)內(nèi)的原材料仍有一部分依靠從國(guó)外進(jìn)口和從臺(tái)灣地區(qū)購(gòu)進(jìn)，尤其是低聚物。單體方面就產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，江蘇三木在國(guó)內(nèi)居首位。我國(guó)光引發(fā)劑的研制已進(jìn)入世界先進(jìn)水平，其中北京清華紫光英力科技發(fā)展公司和常州金壇的常泰化工廠的產(chǎn)品影響較大。