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光固化知识 讲座

也有用固体丙烯酸树脂,通过单体溶解做为预聚物 树脂使用。
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常用的预聚物有以下几种: (1)环氧丙烯酸酯;如我公司正在使用的R101(江苏三木),
上海宝呈的2066,台湾双键127-TP20,188等 (2)纯丙烯酸酯;如长兴的6530B-40,双键的DM345 (3)聚氨酯丙烯酸酯;如长兴的6145-100 (4)聚酯丙烯酸酯;如长兴的6311-100等。
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UV油墨的组成:预聚体、感光性单体(相当于溶 剂)、光引发剂、颜料、填料及各种助剂(消泡剂、 流平剂、触变剂、稳定剂等)。 1)预聚物种类:
从结构上看,预聚物都为含有C=C不饱和双键的树 脂,大都为丙烯酸树脂。目前,常用于UV上光油中 的预聚物有环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和聚 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。 聚酯丙烯酸树脂粘度低,柔韧性好,价格较便宜。
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2、UV与水性及油性区别
1、干燥方式不同 UV是采用紫外光进行固化,发生的化学交联反应。 水性和油性(双组份含固化剂除外)均是采用烘干固化,把其中
的水分或溶剂通过加温等方式挥发,成膜物质与其他组份附着在基 材上,属于物理反应。 2、溶剂体系不同
UV采用活化单体进行稀释,单体作为组分参与最终反应,水性是 用水做为稀释剂,为了加快干燥速度,常辅以一定量的醇如乙醇, 异丙醇等;油性体系是采用溶剂做稀释剂,油墨中常用溶剂有醚类, 酯类,酮类等,一般不用苯做稀释剂
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UV光固化基础知识讲座
——Simon
2013-8-21
要点
1、UV定义 2、UV与水性及油性区别 3、UV反应机理 4、UV油配方设计 5、UV油检测项目 6、UV油常见问题及解决
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1、UV定义
UV是英文Ultraviolet Rays【 ʌltrə‘vaiələt Reiz】的缩写,即紫外光线. 紫外线是肉眼看不见的,是可见紫外光以外的一段电磁辐射,波长在 100-420nm的范围.通常按其性质的不同又细为以下几段: 真空紫外线(Vacuum UV):40--200nm 短波紫外线(UV-C):200--280nm 中波紫外线(UV-B):280--315nm 长波紫外线(UV-A):315-420nm 另外除了紫外线还有如下几种波长的光: 可见光(Visible light):420--800nm 红外光:800-220000nm 无线电波:>220000nm
1)引发剂受200-400nm的紫外线照射被激发,由基态转化成激 发态,形成自由基
2)自由基与树脂的双键相互作用,形成长链自由基 3)不断增长的长链进一步反应,形成聚合物,从而固化
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3、UV油墨(光油)反应特点
1. 冷工艺(室温). 2. 瞬时、快速在线工艺,省时效率高(快速) 3. 设备占地面积小,经济实惠(成本低) 4. 无溶剂或少溶剂 VOC低 (环保). 5. 可适用与对温度敏感的物体(用于特殊材料) 6. 较低的功率要求(节约能源). 7. 光泽度高
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预聚物生产厂家
美国沙多玛,美国氰特UCB,台湾长兴,台湾双健,江苏三木, 拜耳等
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2)单体及其种类
一般来说,常用单体有单官能度,双官能度和多官能度单体, 官能度愈多固化速度越快,但稀释效果越差。所谓的官能度是指单 体中参与反应的官能团数。常用的单体官能数有单官能度,双官能 度,三官能度和多官能度单体等。 (1)单官能度单体
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3、原料不同 UV用的原料如树脂是用的含有双键或C=C不饱和键,本身不会自干, 必需借助合适的光引发剂进行激发和单体进行聚合交联成膜,水性 或油性一般都可以自干,对水性树脂中低Tg的树脂,需要添加一定 量的成膜助剂帮助成膜
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3、UV油墨(光油)反应机理
连接料中含有一定数量的不饱和酸键,在有少量光引发剂存在 的情况下,经紫外线照射即产生游离基,然后迅速引起乙烯基发生 聚合作用,使高分子物质在瞬间形成网状交联,油墨迅速固化,这 种反应是在几秒钟甚至更短的时间内完成的。 UV油墨的固化过程可以概括为一下几步:
单官能度单体特点是反应快,低粘度,收缩低,稀释性佳如 丙烯酸异辛酯 中等活性、味浓、涂层极软,如沙多玛的SR440 丙烯酸异冰片酯 (IBOA) 味淡、活性大、硬、稀释性差,如长兴 的EM70,沙多玛的SR506
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(2)双官能度单体 特点:
反应快,稀释佳,收缩低如常用的双官能单体有 三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)(使用最普遍),对应我公司的 M121,长兴的EM223,沙多玛的SR306 1,6-己 二醇二丙烯酸酯(HDDA) (高反应,低刺激),对应长 兴的EM221,沙多玛的SR238
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4、UV油墨(光油)配方设计
一般UV油墨(光油)配方基本组成是:
预聚物(连接料)
(5-30)%
单官能或双官能稀释剂
(20-40)%
三官能或多官能交联剂
(10-30)%
颜料 (光油不含)

(0 -20)%
组合光引发剂
(5-10)%
光助引发剂 (低聚物)
(0-15)%
助剂 等
(1-20)%
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紫外光固化油墨是指在紫外线照射下,利用不同波长和能量的紫 外光使油墨成膜和干燥的油墨。 紫外光吸收本质:光的能量转移到吸光物质,使得吸光物质分子 由低能量状态转化为高能量状态,即由基态转化为激发态 吸收的能量与波长关系:△E=hc/λ 其中:△E是分子从基态到激发态的能量差
h是planck常数,为6.63x10-34JS c是光速,为3x108m/s λ是波长,单位为nm 可见,光波长越长,能量越小,波长越短,能量越高。 因为紫外光能量比较高,会对生物细胞产生破坏作用,所以应尽 量避免紫外光对皮肤的照射。远紫外线能量高,可用来杀菌消毒, 通常用的杀菌灯就是波长为200-300 nm的紫外灯。
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