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UVLED光固化涂装技术的要点_上海润铸电子科技有限公司

作者: 上海润铸 < 发布日期: 2021-02-22 10:00
信息摘要:
传统汞灯是连续的光谱,从200nm-400nm都有紫外线发射,目前LED只有在365nm、385nm、395nm、405nm等几个很窄的波段发射紫外线,且谱宽不超过40nm。LED固化技术在木器涂装领域应用的关键是开
传统汞灯是连续的光谱,从200nm-400nm都有紫外线发射,目前LED只有在365nm、385nm、395nm、405nm等几个很窄的波段发射紫外线,且谱宽不超过40nm。LED固化技术在木器涂装领域应用的关键是开发与之配套的涂料,为了适应LED固化装置的光谱特性,LED涂料的技术开发要求很高,光源的发射波长与颜料的透光窗口和光引发剂的吸收光谱三者要匹配:一方面需要光引发剂的吸收峰最好处于颜料的“透光窗口”;另一方面需要光引发剂具有更强的吸光能力和更高的反应效率,同时吸收峰要与发射波长匹配。
 
水性LED光固化木器家具绿色涂装技术,一方面从材料技术角度,有两个复配水性光固化涂料的关键组分:
 
UVLED隧道式光源
 
A.水性聚氨酯丙烯酸树脂分散液,一般固体含量在30-60%之间,是光固化的主体成分,其主链上烯键(C=C)密度,羧酸(carboxylic acid)有机胺(tertiary amine)中和成盐度,聚氨酯键(NHCO)亲水基团分布模式,端基官能度高低,以及玻璃化温度(glass-transition temperature)等性质参数对成膜性能有直接影响;
 
B.水性LED光引发剂,一般添加量在3-5%,但是是最核心的关键原材料,由于LED光源发射功率较低(通常2-8瓦/平方厘米功率密度)且波长范围狭窄,这直接决定了适合于家具木器涂装的光引发剂产品必须同时具备两个关键性能,即一是该引发剂自身在纯水中有足够的溶解度(water-solubility),从而能和水性树脂以及其他功能添加剂等复配成贮存高度稳定的涂料产品,二是该引发剂自身的UV-Vis光吸收最大波长必须精准地对准LED光源的发射波长,从而最大限度地利用光子能量并以高度感光敏感的方式产生诱发化学聚合的活性自由基物种。
 
另一方面,从复配技术上,关键是要全面克服水性光固化终端涂料的配方兼容性和贮存稳定性这一业界长期的技术难题。既要考虑水性聚氨酯丙烯酸酯类型树脂分散液的化学合成,固含量,分子量,酸碱中和度及玻璃化温度控制技术,柔性-刚性聚合物链段耦合,亲水-疏水链段耦合及树脂成膜效应关系,水性树脂与水性光引发剂,配方助剂,水性颜料或染料分散体的兼容性。又要兼顾水性LED光引发剂的水溶解性,引发剂-树脂兼容性,引发剂-助剂兼容性,引发剂在不同木器家具涂料配方体系的光吸收特性。通过研究系列水性树脂分散液与水性光引发剂在成膜助剂和颜料/染料存在下的配伍关系,光固化构效关系(structure-function relationship),配方的加速老化和贮存稳定性考察,配方的喷涂稳定性等问题,最终确定设计最优的配方并不断优化和提升改进。
 
此外,与之配套的LED光源是LED光固化木器家具绿色涂装技术的关键,不仅要能实现有效固化,而且要操作方便,可以根据流水线订制大小和形状。LED作为点光源用于照明行业早已陷入惨烈竞争的市场格局,但是LED面光源系统由于芯片密集散热要求严苛则是非常新生的事物,只是在近五年才有市场萌芽,技术门槛高。鉴于LED的小尺寸灵巧性特征,LED面光源体系可以依据客户要求加工成任意形状,特别适合于任何异型非规整部件的光固化操作,可以配套往复喷涂机,也可用于吊线,地盘线,相比UV灯管节能和节电方面有巨大的优势
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