光博学堂|紫外光固化反应
时间:2018-01-23 阅读:860
上周“博士贤话”我们介绍了紫外光的分类,按照波长不同,紫外光可分为VUV,UVC,UVB和UVA,不同的波长则有着不同的作用。UVC ,UVB 和UVA都对油墨油漆固化有着重要的作用,同时它们在UV固化中又起到了不同的作用,例如UVC主要是对涂层表面的固化,而UVA则对深层固化起到了重要的作用。
紫外光固化到底是如何定义的?
通常来说,紫外光固化是指利用紫外光为能源,引发具有化学反应活性的液态物质快速转为固态的过程。
光固化反应本质上是光引发剂的聚合、交联反应。任何一个光固化配方都包括以下3种主要组成:
(1) 低聚物(或称预聚物、树脂),主要决定了材料的基本物理化学性能。
(2) 单体,又称活性稀释剂,主要用于调节体系的粘度,对固化速率和材料性能也有影响。
(3) 光引发剂,用于产生可引发聚合的自由基或离子。
UV固化过程,可用几张图来简单的解释:
上图中白色的球代表树脂和单体,红色是光引发剂,它们以液态的形式均匀的混合在一起。当UV光照射下来,光引发剂吸收光子生成自由基或阳离子,自由基或阳离子和树脂单体反应,发生了一系列的链反应,使体系形成交联网络。zui终树脂和单体交联起来,由液态转化为固态,反应结束,通过UV固化来获取我们所需要的产品。
那么一个真正好的固化产品性能都同哪些方面有关系呢?我们可以参考下面图表:
首先要明确产品的应用和用途,了解产品的涂层膜厚,生产的工艺速度,我们所要达到的产品的目标特性,以及所使用是什么样的基材。当我们把产品的这些条件确认后,就可以设计配方。
配方一般是由树脂,单体,光引发剂、溶剂、填料以及其他的助剂等组成。根据产品所要达到的特性,选择合适的组成。还需要考虑光引发剂的光谱反应和光谱吸收率。如果配方中需要颜料或填料,也要考虑到颜料或填料对光谱的吸收率的影响。配方的光学厚度要符合产品所要求的涂层膜厚。
根据设计好的配方,选择合适的曝光条件。曝光主要是考虑光谱分布,光强,有效能量,以及红外线等等。
通过合适的曝光条件反过来还可以对配方进行优化,从而得到我们所需要的产品。通过这个图,可以看出产品、配方和曝光条件三者是相互,也是相辅相成的。