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UV光固化胶粘剂发展前景

2020-05-07 15:25分类:行业资讯 阅读:

 

随着科技的不断进步以及大众环保观念的提升,以涂料行业为例,木地板涂料、印刷罩光漆、塑料基涂料、金属涂料、纸张涂料、光纤涂料等相关产品的表面应用越来越多的厂商开始采用UV紫外光固化技术。并且早在十几年前就曾有人对于全球的UV固化市场做过相对的数据分析,并得出结论在那之后的十几年里,全球的的UV紫外光固化市场将会以每年6%到7%的速度增长,销售额则会每年翻一番。同时在这个增长的过程中,中国国内的UV固化市场将超越欧美,增长率甚至可以达到世界其他地区的两倍。

早在20世纪70年代,国内就已经开始了对紫外光固化技术进行了研究与开发,曾在北上广等多处建立研发与生产基地。但是因为原材料匮乏以及光源和固化设备等配套设施不完善和与紫外光固化行业相关的技术人员对这一新兴的固化技术专业知识和经验的缺乏,当年的研发工作困难重重,不就之后也就不了了之。

步入90年代后,通讯、计算机、微电子、印刷、装潢、装饰等行业相继快速的发展,UV紫外光固化材料的应用也越来越广泛,需求量也随之剧增。据不完全统计,在工业高速发展的这几年,国内引进以及国产装饰类的紫外光固化装置的产线200多条,印刷类产线400多条,还有近白条不同类型的其他产线,大大推进了我国紫外光固化行业的发展。

面对国内市场对于UV紫外光固化应用的巨大需求,众多国外化工行业巨头也都按捺不住了,相继在中国国内设立办事处或者成立分公司。如全球最大的光固化树脂单体供应商美国Sartomer公司就曾于20世纪90年代初在北京设立了办事处,为中国企业客户提供紫外光固化应用成品以及光固化树脂、单体光引发剂,并同时提供技术支持。英国CRCBOND(希尔希·邦德)集团也于2001年进入中国市场,分别在国内量大工业集散地珠三角东莞以及长三角苏州昆山建立生产以及销售基地,为相关企业相关行业提供高端工业级UV紫外光固化解决方案,以英国以及日本尖端的研发技术为基石,服务国内企业,在行业内久负盛名。

进入21世纪以后,经过十几年的发展,国内UV紫外光固化行业已经初具规模,紫外光固化应用的原材料、产品、灯具、光源、固化设备等均有相对成熟的生产基地,产品质量也不断提高,产品种类以及产品应用范围也在不断的增多与扩大。特别是在当下光学、光通信、医疗、航空航天、虚拟现实等前端行业高速发展的风口,如CRCBOND等在国内经营了十几年的老牌UV紫外光固化解决方案企业,也不遗余力的在推动着整个UV光固化行业在更多领域的应用,以服务大众为根本理念,坚持节能环保可持续性发展的资源利用观,不仅仅是工业,同时还要将更多绿色产品拓展至民用行业。

当然,在高速发展的今天,UV紫外光固化技术的实际应用中也曾遇到过种种问题,如不透明色漆的固化很长时间以来一直是一个世界性的难题,多年以来进展依然十分的缓慢。UV胶水中的光引发剂的引发固化是沿着光线行进的路线进行的,所以对于不透明涂层的应用,很难达到完全固化的效果。也曾有人采用光与热的双重固化系统,同时使用光引发剂与自由基引发剂,先利用紫外光固化涂层表面,然后再利用红外热处理对自由基热聚合固化、还有人使用双组分的UV紫外光固化胶水,先利用紫外光快速固化表层,然后再利用异氰酸酯和羟基进行暗反应,在一定程度上解决了固化难的问题,但是双重固化体系不可避免的提高了生产工艺的复杂性从而延长了产品的生产周期,

紫外光固化涂料中不透明的色漆固化依然是个世界性的难题。这么多年来进展还是非常缓慢,只限于非常薄的涂层。紫外光固化涂料中引发剂的引发固化是沿着光线的行程进行的,所以很难使不透明的涂层达到完全固化。这个难题也许在将来能够解决,曾经也有人认为是一个无法解决的问题。有人采用光和热的双重固化体系,同时用光引发剂和自由基引发剂。先利用紫外光固化涂料表面,在随后的红外热处理时发生自由基热聚合固化。也有人使用双组分的紫外光固化涂料,先利用紫外光快速固化涂料表层,再利用异氰酸酯和羟基进行暗反应,一定程度上的解决了收缩率大和色漆难固化的问题,也可以使阴影部位得到很好的固化。但是双重固化体系不可避免的带来了工艺复杂性的提高和生产周期的延长。

自由基光固化体系有固化时体系收缩率大(有时可达20%以上),造成对底材的附着力差,还有容易被氧气阻聚。若采用阳离子光固化体系可以消除上述缺点。固化收缩率小(1~5%),对底材附着力强,不被氧气阻聚,固化反应不易终止,适用与金属罐听涂料和厚膜色漆的光固化。因为环氧化合物开环聚合时体系收缩很小,甚至可能出现体积稍有膨胀的现象,从而减少内应力和增强附着性能。但是阳离子光固化体系也有不足的地方。阳离子聚合通常要求在低温无水条件下进行,条件比自由基聚合苛刻,固化产物柔韧性和抗冲击性较差,而且价格非常贵。也有人将自由基光固化体系和阳离子光固化体系适当配合,可以取长补短,得到具有很好的协同效应的混杂型光固化体系,如丙烯酸酯/环氧化合物体系。

UV固化水性涂料和UV固化粉末涂料是未来紫外光固化涂料发展的两大热点。UV固化水性涂料的稀释剂是水,可以避免活性稀释剂的毒性和皮肤刺激性等问题;可以通过添加水和增稠剂调节体系的流变性和粘度;可降低固化膜的收缩率,有利于提高固化膜对底材的附着力;不含挥发性有机物,不易燃,生产安全;适用于现有的各种涂布设备,可采用喷涂、辊涂、幕涂,可以得到超薄固化膜,涂布设备容易清洗,大大减少火灾的危害。水溶性光引发剂用的最多的是Darocur 2959,在水中的溶解度为1.7% 。

但是水性光固化涂料也存在一些问题:首先是光固化前需将水分除去,因此需要添置干燥设备并消耗能量,对于铁质基材还可能引起“瞬间锈蚀”的问题;水的高表面张力带来一系列问题,如对基材(特别是低表面能者如塑料)和颜料的润湿性差,易引起涂布不均等;水的凝固点比一般的溶剂高,在运输和储存过程中需要加入防冻剂,还需要加入防霉剂,防止产生霉菌;某些水性涂料的固化膜对水敏感,不具备耐水性;水性涂料中往往加有胺、醇醚等有机溶剂,限制了它的使用。传统的粉末涂料以热固化粉末涂料为主,加工温度高,固化时间长,不能在热敏基材上使用,且易出现橘皮、缩孔等现象,而UV固化粉末涂料恰恰可以克服热固性粉末涂料的上述缺陷。

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