UV喷涂技术简介.doc

UV噴涂技朮簡介一什么是UV? UV又是什么?1.UV就是紫外线(Ultra-Violet Ray)的英文简称。2.UV塗料是指紫外光固化樹脂涂料(Ultra-violet curing coatings)即利用紫外光作為固化能源在常溫下快速交聯成膜的樹脂涂料UV涂料是六十年代才開始發展起來的德國拜耳(Bayer)公司于1968年研制開發第一個UV塗料產品3.用UV来照射UV可硬化的材料并使它硬化的制程,之为UV Curing Process 硬化Curing与传统的干燥Drying差别在于干燥的加工过程有溶剂的挥发,硬化的加工过程则无溶剂的挥发。4.工业上用的UV波长在200450 nm 范围之间。二UV涂料的主要成份UV上光油主要由齐聚物、活性稀释剂、光引发剂及其他助剂组成。1齐聚物齐聚物又称预聚物，是UV上光油中最基本的组份。它是成膜物质，其性能对固化过程和固化膜的性质起着重要作用。从结构上看，齐聚物都为含有C=C不饱和双键的低分子树脂，大都为丙烯酸树脂。 目前，常用于UV上光油中的齐聚物有环氧丙烯酸树脂、聚氨酶丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂等。环氧丙烯酸树脂具有固化速度快、价格便宜等特点，制成的上光油涂布于纸或纸板上，能使其具有良好的耐化学药品性和较高的机械强度。聚氨酯丙烯酸树脂具有柔韧性好、弹性强、光泽度高等特点，但价格较贵，常与环氧丙烯酸树脂混合使用。聚酯丙烯酸树脂黏度低，柔韧性好，价格较便宜。由于它对非吸收性承印物如塑料、金属等的附着力好，因此常用作这类材料的上光油，一般与其他树脂混合使用，有时可作上光油的稀释剂，用来调节环氧丙烯酸树脂和氨酯丙烯酸树脂的黏度。 2活性稀释剂活性稀释剂也叫交联单体，是一种功能性单体。它在上光油中的作用是调节黏度、固化速度和固化膜性能。活性稀释剂结构上也含有C=C不饱和双键，目前使用的大多是丙烯酸酯类单体。由于含有丙烯酸基的数量不同，可分为单官能度、双官能度和多官能度三类。官能度不同的活性稀释剂，稀释效果和固化速度都不同。一般来说，官能度愈多固化速度愈快，但稀释效果愈差。常用的双官能度上光油活性稀释剂有：己二醇二丙烯酸酯（HDDA）、新戊二醇二丙烯酸酶（NPGDA）、二缩三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）等；三官能度的有：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）等。 3光引发剂光引发剂是能吸收辐射能，经过化学变化产生具有引发聚合能力的活性中间体的物质，是任何UV固化体系都需要的主要成分。光引发剂可分为夺氢型和裂解型。夺氢型光引发剂需要和一含活泼氢的化合物（一般称助引发剂，通常为胺类化合物）相配合，通过夺氢反应形成自由基。它是双分子光引发剂，在上光油中常用的有二苯甲酮（BP）等。裂解型光引发剂受光激发后，分子内分解出自由基，是单分子光引发剂。在上光油中常用的有1173（一羟基异丙基苯甲酮）、184（ 一 羟基环已基苯甲酮）等。4助剂助剂主要用来改善光油(涂料)的性能。UV上光油中常用的助剂有稳定剂、流平剂、消泡剂等。（1）稳定剂稳定剂用来减少存放时发生热聚合，提高上光油储存稳定性。常用的稳定剂有对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌等。（2）流平剂流平剂用来改善上光膜面的流平性，防止缩孔的产生，同时也增加了上光涂层的光泽度。（3）消泡剂消泡剂用来防止和消除上光油在制造和使用过程中产生的气泡。普通的UV上光油虽然不含有溶剂，但由于所用的齐聚物一般黏度都较大，为了涂布需要，必须加入低分子的活性稀释剂，它们一般都具有一定的挥发性或刺激性，对环境仍有危害。因此，目前已研制开发出水性UV上光油，它不必借助活性稀释剂来调节黏度，而是用水或增稠剂来控制上光油的流变性能，解决了挥发性和刺激性问题，是一种理想的环保型产品，是上光油今后的发展方向三UV固化的機理UV涂料的固化机理可分為兩步1光敏劑吸收紫外光發生激發進而導致光敏劑分子斷裂成自由基 ABA BA + B 基態分子 激發態 自由基2由基進攻雙鍵引發自由基交聯聚合可硬化材料經UV照射后其中的光引發剂吸收紫外线光谱(波长200-450nm)中的某些特殊波长的光而产生断键情形, 这些断键的物质再去撞击单体和预聚合体而产生连锁架桥反应,瞬间将此材料从液态变成固态.四UV固化條件及考慮因素主要的硬化条件及其考虑的因素有:1.UV照度=灯管输出强度反射镜的设计照射距离涂膜厚度。2.UV累积能量=照射時間單位時間內照射能量(即單位時間內所有打開的燈管的合計焦耳量)。3.UV光谱分布=灯管种类的选择。以上三个方面的涉及到的因素通過适当搭配滿足产品生產的要求而形成的一組工藝參數就称为合适的固化条件。注意由于在產生UV射線同時也制造出對工件有害的副產品(熱能)。如果在設備上不加以配合(冷卻),可使用產品變形。五采用UV固化制程的優點和缺點1.优點(1).不含揮發性溶劑几乎100的固化份對環境無污染(2).快速固化制程时间缩短利于流水作業效率高(3).能量利用率高耗能小與熱固化涂料比价可節約能源90(4).塗膜系交聯固化而成因而塗膜綜合性能优秀2.缺點(1).結構複雜產品不適合采用UV固化制程特別是產品的凹凸面轉折面易產生光油堆積造成不良(2).由于固化太快涂料由濕膜變成干膜時收縮較大產生的內應力也較大產品容易變形(3).涂裝環境無塵等級要求高否則會引起涂膜表面沙粒或麻點。六UV涂料及涂膜性能的檢測1.UV涂料的各項性能的檢測方法及影響因素(1).涂料外觀 產品外觀及透明度試驗按GB 1721-79標准進行(2).涂料顏色 產品顏色試驗按GBT 172292 標准進行(3).涂料粘度 產品粘度試驗按GBT 172393標准進行 調節粘度的方法主要是調節UV樹脂與UV稀釋劑的比例由于UV稀釋劑同樣參与交聯成膜因此UV涂料的粘度與涂料的固化量沒有必然的聯系對封底漆而言一般粘度越高越好但流平性卻變差(4).涂料細度 產品細度試驗按GB 1724-79(89)標准進行(5).涂料酸值 產品酸值按HG-2-569-77標准進行涂料固化后的重量(6)涂料固含量=-*100% 涂料固化前的重量涂料的固化量與涂料的粘度無關(7).涂料固化速度影響因素如下a.光引發劑的种類和加入量一般來說加入量越大則固化速度越快b.樹脂和單體的比例樹脂比例越高則固化速度越快c.樹脂與單體的官能度官能度越高固化速度越快一般來說只要能滿足生產線需要固化速度不宜太快(8).儲存穩定性 避光室溫保存2.塗膜性能的檢測方法(1).光澤度 按GB此975488標准進行 紫外光強度越大則光澤度越高(2).硬度 按GB/T 6739-1996標准進行UV漆的硬度普遍好于其他漆種一般最低可達2H以上即使是同一種涂料在不同的材質上也表現出不同的表觀硬度塗膜越厚表觀硬度越高一般來說塗膜硬度與柔韌性是兩個矛盾的因素塗膜太硬時則脆性較大容易開裂 而硬度和耐磨性並不完全成正比(3).附著力 按GB 9286-88標准進行 UV漆的附著力包括底漆與底材之間及底漆與面漆之間的附著力 a.底漆一底材之間的附著一般來說UV漆與木材竹料PVCABS等塑料及部分金屬之間有良好的附著 b.UV面漆底漆之間的附著UV漆的層間附著力較差這是UV漆的缺點解決UV漆的層間附著問題主要靠砂光 c.UV漆與其他面漆之間的附著 一般需采用特殊的處理方法(4).彎曲試驗 GBT 674286(5).耐沖擊強度試驗 GBT 173293(6).耐熱性與耐冷凍性(7).耐磨性 GB 176879（89）(8).耐鹽霧性能 GBT 177191(9).人工加速老化試驗 GB 186580（89）七UV涂料使用注意事項1.UV涂料需避光保存見光即固化2.UV涂料在受熱的條件下緩慢固化一般UV涂料應保存于干燥蔭涼處3.UV涂料無毒但對某些過敏性皮膚有輕微的刺激作用因此盡量避免UV涂直接接触皮膚若不小心濺上UV涂料應立即用肥皂水清洗干淨4.紫外光對皮膚有灼傷作用切不可直視紫外光或將皮膚暴露在紫外光下。5.UV漆設頂粘度為2023秒/25C當氣溫降低粘度增大影響施工時可采用加熱噴涂的方法。 6.UV漆中原則上不需加任何稀料在特殊情況下需要加稀料時必須保証紅外流平時間否則稀料揮發不完全會影響漆膜的硬度的耐候性。 7.UV漆噴漆后一般需三分鐘以上的流平時間流平時間太短容易產生氣泡針眼。8.UV漆固化后尚有后固化過程因此工件罩光下線后應避免漆面接觸硬物以免划傷。八UV制程中常見問題分析 底材爆出 極細小的小點凸出底 底材注塑成型時有不 1.改善注塑鏌或注塑條 殼部分 平滑