UV涂料因应用领域不同而成分各异,但其基本组成可归纳为:
1.活性稀释剂 主要作用是溶解UV涂料中的固体组分,调节体系粘度。UV涂料中的稀释剂不是一般涂料使用的挥发性有机溶剂,而是直接参与固化成膜过程具有反应能力的无挥发性溶剂。活性稀释剂就化学结构而言,一般是分子量不大而分子内含有可聚合官能团的一类单体,成膜后成为漆膜的一部分。
2.低聚物 也有称齐聚物或寡聚物,是UV涂料中的基本骨架,在紫外线光子的作用下形成具有立体结构的漆膜,并赋予漆膜的各种特性,例如硬度、柔韧性、附着力、光泽、耐老化等性能[1]。
3.光引发剂 是UV涂料中的关键组成部分,其作用在于传递紫外线光子的能量,迅速引发单体和低聚物的交联聚合,促进体系的液固转换过程。根据引发机理,光引发剂可分为自由基和阳离子两大类型。
4.助剂 顾名思义是为满足具体使用要求、改善漆膜性能而添加的某些辅助性组分,如流平剂、消泡剂、基材润滑剂、消光剂、分散剂、稳定剂、表面滑爽剂等。这些助剂与溶剂型涂料常规使用的助剂没有什么两样。
UV涂料的基本组成,如果配上颜料则可成为一种UV色漆。通常涂料的漆层厚度一般为几十微米到几百微米,而UV色漆的厚度仅为数微米(黑色)到15微米(白色),UV色漆这样一种组成为UV油墨的制备奠定了基础。此外,UV胶粘剂的基本组成也与UV涂料大同小异。由此可见,UV涂料和UV油墨,甚至UV胶粘剂在化学配方上是没有本质区别的。
UV涂料可通过浸涂、淋涂、漆涂、旋涂,甚至真空涂等方法涂布后,再经紫外线光子照射而固化成膜。与一般的溶剂型涂料相比,
UV涂料的特点如下:
1.固化速度快 UV涂料在紫外线光子照射下固化(UV紫外线灯管),通常只需1秒钟左右或更短时间,可以进行快速连续化作业,大大提高生产效率。
2.常温固化 UV涂料中常用低聚物,如环氧丙烯酸酯、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树脂与不饱聚酯等树脂,以及各种丙烯酸酯的单官能团或多官能团单体,都可在紫外线光子的作用下通过自由基引发室温聚合和交联,因而特别有利于对热敏感的基材(如木材、纸张和塑料)的涂饰。
3.节约能源 UV涂料不需要加热干燥,因而在施工时较之常规的热干燥涂料可节省能源75%~90%。
4.节省占地面积 UV涂料的各种涂装设备紧凑,不需烘道,操作简便快捷,易于实现生产自动化,因而大大节省设备占地面积,并缩小作业空间。
5.不污染环境 UV涂料是一种无溶剂或基本无溶剂的涂料,成膜过程中无VOC挥发到大气中,对环境不造成污染,易于满足政府或立法机构的环保条例。
6.提升产品性能 UV涂料在紫外线光子的作用下实现组分之间的交联聚合,将液态快速固化成膜,并具有三维网状结构,因而可使漆膜表面性能得到改善,如硬度、柔韧性、耐磨抗刮性、耐化学药品性、高光泽度、耐用性等。
用UV代替传统体系时的一般问题:
1.经济性-基本材料价格高
2.着色系统的困难
3.因100%固体份导致的施工困难
4.视线性固化的问题
5.附着力的问题,涂料与底材匹配问题
6.需要广泛范围的化学
7.毒性(对皮肤的刺激性)
5、应用
具有很大发展潜力的UV应用领域:
1.联合实施印刷与涂装:传统法、水法、UV法
2.金属装饰及涂装
3.彩色纸涂料
4.层压和粘合
5.硅脱模剂
6.胶印油墨
7.电子产品
UV应用于正显发展希望的领域:
1.钢铁管线
2.胶印油墨用于宽筒纸
3.色漆用光引发剂开发
4.水稀释UV固化体系
5.汽车涂料
6.木器家具涂料
7.UV固化粉末
8.木材装饰条涂料
9.可见光固化
10.激光固化
一. UV腻子漆
UV固化腻子通常用于表面平滑度较差的木材,如刨花板、纤维板等,漆作用是填充底材小孔及微细缺陷,密封底材表面,使随后涂装的装饰性涂料不会被吸入而引起的不平整,从而为 粗材质材料提供 光滑的表面。UV腻子漆固化速度快、加工物件表面干爽、可降低砂磨操作的次数,提高了产品的竞争力。在使用UV 腻子漆时,需要先用粗砂纸对基材表面进行打磨清洁,然后采用刮涂的方式进行涂布,UV辐照5-6秒固化,再以280#~400#砂纸打磨,然后涂覆UV 漆以及面漆。打磨的目的在于提高层间附着力。
二.UV底漆
UV底漆应用于表面较为光滑平整的木材表面。涂装工艺主要包括刷涂、喷涂或淋涂等几种法。涂覆一层UV底漆后,低黏度的涂料可以向木材细小开孔渗透,通过膜层的折射效果保留并强化木纹和孔粒结构的自然美感,UV光辐照7-8秒固化,固化后,经砂纸打磨后,再用UV 面漆罩光固化,获得平整、光滑饱满的罩光效果。其打磨目的也是在于提高层与层之间的附着力。
三.UV面漆
UV面漆广泛应用于天然木材或木饰面,产生高光泽闭纹或亚光纹路的涂饰效果。面漆涂层除了起到美化装饰作用以外,还赋予许多特殊的性能,比如:耐 磨、耐溶剂、耐热、耐特殊化 学品等。涂装工艺主要包括刷涂、喷涂或淋涂等,UV光辐照8-10秒钟固化直接成型。 附:木器涂装要求木材作为被涂物与其它物质相比,容易涂饰,且装饰效果美观大方。但是木材对湿度、温度特别敏感,易受影响而膨胀/收缩,处理不当造成开裂。一般在20℃,湿度在75%以下,木材含水量 20%以下进行涂装。
家具行业长期使用的涂料主要是PU、PE、NC涂料等,通过喷涂施工,效率低、成本高,不仅污染环境,并且影响施工人员的健康。UV涂料具有绿色环保、成本低廉、便于机械化操作、效率高等诸多优点,越来越引起人们的注意,被称为“21世纪的绿色工业新技术”。近两年使用UV涂料的厂家越来越多,这也将会是未来的发展趋势。
家具厂在引进UV设备生产线的时候,不能随波逐流,要根据自己的具体情况,决定投入和回报。有很多厂家买进UV线后,急于求成,由于工艺不熟练,人员驾驭机器能力差等因素,不能很好地发挥作用,感觉使用UV涂料并不像传说中的高校低廉,而是繁琐复杂,就又束之高阁,无人过问,又回到传统涂装方式。