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        UV涂料的組成

        UV涂料因應(yīng)用領(lǐng)域不同而成分各異，但其基本組成可歸納為：

        1．活性稀釋劑  主要作用是溶解UV涂料中的固體組分，調(diào)節(jié)體系粘度。UV涂料中的稀釋劑不是一般涂料使用的揮發(fā)性有機(jī)溶劑，而是直接參與固化成膜過程具有反應(yīng)能力的無揮發(fā)性溶劑。活性稀釋劑就化學(xué)結(jié)構(gòu)而言，一般是分子量不大而分子內(nèi)含有可聚合官能團(tuán)的一類單體，成膜后成為漆膜的一部分。

        2．低聚物  也有稱齊聚物或寡聚物，是UV涂料中的基本骨架，在紫外線光子的作用下形成具有立體結(jié)構(gòu)的漆膜，并賦予漆膜的各種特性，例如硬度、柔韌性、附著力、光澤、耐老化等性能。

        3．光引發(fā)劑  是UV涂料中的關(guān)鍵組成部分，其作用在于傳遞紫外線光子的能量，迅速引發(fā)單體和低聚物的交聯(lián)聚合，促進(jìn)體系的液固轉(zhuǎn)換過程。根據(jù)引發(fā)機(jī)理，光引發(fā)劑可分為自由基和陽(yáng)離子兩大類型。

        4．助劑  顧名思義是為滿足具體使用要求、改善漆膜性能而添加的某些輔助性組分，如流平劑、消泡劑、基材潤(rùn)滑劑、消光劑、分散劑、穩(wěn)定劑、表面滑爽劑等。這些助劑與溶劑型涂料常規(guī)使用的助劑沒有什么兩樣。

        UV涂料的基本組成，如果配上顏料則可成為一種UV色漆。通常涂料的漆層厚度一般為幾十微米到幾百微米，而UV色漆的厚度僅為數(shù)微米（黑色）到15微米（白色），UV色漆這樣一種組成為UV油墨的制備奠定了基礎(chǔ)。此外，UV膠粘劑的基本組成也與UV涂料大同小異。由此可見，UV涂料和UV油墨，甚至UV膠粘劑在化學(xué)配方上是沒有本質(zhì)區(qū)別的。

        UV涂料的特點(diǎn)

        UV涂料可通過浸涂、淋涂、漆涂、旋涂，甚至真空涂等方法涂布后，再經(jīng)紫外線光子照射而固化成膜。與一般的溶劑型涂料相比，UV涂料的特點(diǎn)如下：

        1．固化速度快  UV涂料在紫外線光子照射下固化，通常只需1秒鐘左右或更短時(shí)間，可以進(jìn)行快速連續(xù)化作業(yè)，大大提高生產(chǎn)效率。

        2．常溫固化  UV涂料中常用低聚物，如環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸酯化聚丙烯酸樹脂與不飽聚酯等樹脂，以及各種丙烯酸酯的單官能團(tuán)或多官能團(tuán)單體，都可在紫外線光子的作用下通過自由基引發(fā)室溫聚合和交聯(lián)，因而特別有利于對(duì)熱敏感的基材（如木材、紙張和塑料）的涂飾。

        3．節(jié)約能源  UV涂料不需要加熱干燥，因而在施工時(shí)較之常規(guī)的熱干燥涂料可節(jié)省能源75％～90％。

        4．節(jié)省占地面積  UV涂料的各種涂裝設(shè)備緊湊，不需烘道，操作簡(jiǎn)便快捷，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，因而大大節(jié)省設(shè)備占地面積，并縮小作業(yè)空間。

        5．不污染環(huán)境  UV涂料是一種無溶劑或基本無溶劑的涂料，成膜過程中無VOC揮發(fā)到大氣中，對(duì)環(huán)境不造成污染，易于滿足政府或立法機(jī)構(gòu)的環(huán)保條例。 6．提升產(chǎn)品性能  UV涂料在紫外線光子的作用下實(shí)現(xiàn)組分之間的交聯(lián)聚合，將液態(tài)快速固化成膜，并具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而可使漆膜表面性能得到改善，如硬度、柔韌性、耐磨抗刮性、耐化學(xué)藥品性、高光澤度、耐用性等。

        UV涂料區(qū)別于常規(guī)應(yīng)用的涂料主要在于：快干、環(huán)保、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)?？旄墒亲贤饩€光子能量作用于UV涂料的組分而迅速固化的結(jié)果。紫外光（UV）固化是當(dāng)前輻射固化的一個(gè)重要分支，因?yàn)樽贤饩€只代表電磁輻射波譜中一個(gè)狹窄波段（1～380nm之間）。其他長(zhǎng)波段低能輻射尚有紅外線、微波、無線電波，以及短波段高能輻射，如X射線、g射線等。廣義的輻射概念甚至包括帶電粒子輻射以及其他一些輻射，如電子束（EB）、同步輻射和激光輻射等。值得指出的是，當(dāng)前最具有應(yīng)用價(jià)值的輻射固化是UV固化和EB固化，其中UV固化的應(yīng)用面更廣。
        由此看來，輻射固化（UV／EB固化）實(shí)際上是一種借助于能量照射源（紫外線或電子束）實(shí)現(xiàn)化學(xué)配方（涂料、油墨和膠粘劑）由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)的加工過程。

        在UV固化中能量照射源就是紫外線光源。目前最常用的紫外線光源是中壓汞燈。中壓汞燈是一種非單色性紫外線光源，即發(fā)射光譜內(nèi)有多條紫外線。汞燈根據(jù)其結(jié)構(gòu)又可分為電弧汞燈和無極汞燈。另外，氙燈也是一種非單色紫外光源，常用作脈沖閃光燈。新近開發(fā)的單色紫外光源是以稀有氣體為工作物質(zhì)的準(zhǔn)分子紫外燈（excimerlamp）：充Xe燈牗172nm牘、充KrCl燈（222nm）和充XeCl燈（308nm）。上述的汞燈、氙燈或是準(zhǔn)分子燈都是燈管形式的氣體紫外光源。而最近就出現(xiàn)的發(fā)光二極管（LED）紫外光源（～385nm）則是一種半導(dǎo)體固體光源，其獨(dú)特的光源性能，可能在今后展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用潛力。

        綜上所述，UV涂料與UV光源構(gòu)成了UV固化基本技術(shù)內(nèi)容。沒有UV涂料，UV固化失去了物質(zhì)基礎(chǔ)巧媳婦難為無米之炊'。同樣沒有UV光源，也會(huì)陷入'有米無灶'的困境，完成不了炊事的全過程。

        輻射固化技術(shù)的實(shí)用化可以追溯到上世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)德國(guó)推出了第一代UV涂料，在木器涂裝工業(yè)上得到初步應(yīng)用。以后輻射固化技術(shù)逐步由木材單一的基材擴(kuò)展至紙張、各種塑料、金屬、石材，甚至水泥制品、織物、皮革等基材的涂裝應(yīng)用。加工產(chǎn)品的外觀也由最初的高光型，發(fā)展到亞光型、珠光型、燙金型、紋理型等，滿足不同的需求。輻射固化大規(guī)模進(jìn)入印刷出版行業(yè)的時(shí)間較晚，大約為上世紀(jì)90年代。目前輻射固化幾乎涵蓋了所有的印刷工藝，包括干式膠印、濕式平印、絲網(wǎng)印刷、柔版印刷、凸版印刷與凹版印刷等。承印物除紙張外尚有塑料、金屬和漆膜等。UV／EB油墨相對(duì)于傳統(tǒng)的溶劑型油墨最突出的特點(diǎn)，也與UV涂料一樣，就是快干、環(huán)保、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)。

        事實(shí)上，輻射固化在印制電路板、大規(guī)模集成電路、數(shù)碼相機(jī)、光盤（CD－ROM，DVD）、移動(dòng)電話、液晶顯示器與等離子顯示器等制造業(yè)中的應(yīng)用，已是一種不可取代的技術(shù)，可完成產(chǎn)品制作工藝中的各種涂裝、印刷、涂飾和膠粘等任務(wù)?，F(xiàn)在輻射固化正在向汽車制造業(yè)和建筑材料業(yè)突破?？梢院敛豢鋸埖卣f，輻射固化目前已進(jìn)入千家萬(wàn)戶和普通百姓的日常生活之中，盡管并不是所有人都能直接意識(shí)到這一點(diǎn)。

        在輻射固化中，UV固化應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛。而UV涂料較之UV油墨和UV膠粘劑的用量又大得多。值得注意的是，UV固化對(duì)色漆的固化厚度最大為50um，對(duì)清漆為130um。這時(shí)電子束（EB）可以彌補(bǔ)UV固化的不足，EB固化對(duì)色漆最大穿透厚度一般可達(dá)400um，而對(duì)清漆則達(dá)500um。不過應(yīng)該看到，EB固化的應(yīng)用規(guī)模，目前只有UV固化的10％，主要原因是EB固化設(shè)備的一次性投資比UV設(shè)備高得多。