作快速發展的“綠色”新技術,紫外光固化(Uv固化)已成為輻射固化技術的重要一種。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹,紫外光固化涂料(UvCC)是20世紀60年代開發的節能環保型涂料,經過紫外光照射后它會發生光化學反應,液態的低聚物(包括單體)涂層經過交聯聚合而瞬間形成固態涂層。特別是由于環保性,UVCC能得到廣泛的應用和發展,人們感受到了它的節能環保、涂層性能優異、生產效率高等獨特優點。
UVCC的主要成分包括可交聯聚合的預聚物(光活性齊聚物)、活性稀釋劑(光活性單體)、光引發劑、助劑(流平劑、消泡劑、消光劑、表面滑爽劑)。其中齊聚物是光固化產品中比例最大的組分之一,作為光固化配方的基料樹脂,決定著固化后產品的基本性能(包括硬度、柔韌性、附著力、光學性能、耐老化等),主要包括不飽和聚酯樹脂、環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯,以及丙烯酸化聚丙烯酸酯等;光活性單體也是重要組成部分,傳統的溶劑型涂料通常需加入有機溶劑以起到調節黏度的作用,這些有機溶劑一般不參與成膜反應,在成膜時揮發到空氣中會造成環境污染,而在光固化體系中光活性單體(活性稀釋劑)不但起到調節體系黏度的作用,而且通常都能參加固化成膜反應,很少揮發到空氣中,賦予了體系環保特性,目前應用最廣泛的活性稀釋劑是(甲基)丙烯酸酯類;光引發劑是UVCC的關鍵組分,其作用是產生引發固化反應的活性基團,一般分為自由基聚合光引發劑和陽離子聚合光引發劑,自由基光引發劑分為裂解型和奪氫型2大類;實際應用中光固化體系往往還需要加入各種助劑,來滿足其它的使用要求,例如在有色體系(色漆、油墨等)中需加入顏料,為了達到良好的流動平整性需要加入流平劑,為了抑制體系中氣泡的形成往往加入消泡劑,消光劑的加入則是為了降低固化膜的光澤。
UVCC具有固化速度快和環境友好等優點,因而在各行業得到快速發展,其所適應的基材已由最早的木材擴展到紙張、塑料、金屬、石材、水泥、織物、皮革等。中國環氧樹脂行業協會專家介紹說,目前其應用領域首先是涂料,主要包括:一是紙張上光涂料,紙張上光涂料是一種罩光漆,一般稱為光固化上光油,適用于書刊封面、廣告宣傳畫、商品外包裝紙盒、裝飾紙袋等的涂布裝飾,賦予制品高光澤、耐磨性、抗水性,增強制品美感;二是木器涂料,UVCC最初就用于木器的涂裝,而今木器UVCC是光固化產品中產量較大的一類,按使用場合與質量要求木器UVCC可分為拼木地板涂料和裝飾板材涂料;三是塑料涂料,一般包括普通塑料涂料和工程塑料涂料,可以賦予普通塑料如聚苯乙烯制品、有機玻璃、聚酯薄膜制品等耐摩擦、不易劃傷的性能,賦予酚醛制品、ABS制品等工程塑料高硬、高光澤、美觀等性能,對于塑料地板,UVCC可賦予其不易劃傷、耐磨、低光澤、美觀等性能;四是廣泛用于金屬標牌裝飾、易拉罐加工、金屬飾板制造、鋁合金門窗保護及鋼管臨時涂裝保護等方面,對制品主要起到一種保護作用;五是光纖涂料,國外20世紀70年代就已開始,國內湖北化學研究所和西安交大在這方面作過專門研究,主要功能在于保護石英玻璃拉制成纖維的強度和防止環境污染,并賦予各條光纖不同的顏色;六是其客涂料,可用于玻璃、皮革、陶瓷、硅酸鹽石材、光盤等的涂裝。
UVCC最初被用于木材涂裝,隨著技術的不斷發展和日益完善,它的應用范圍也愈加廣泛。將UVCC應用于皮革涂飾的研究,國外開始于20世紀70年代,是在國內這方面的研究目前還比較少見。相對于傳統的皮革涂飾劑,UVCC應用于皮革涂飾的優點在于:固化速度大幅度提高,干燥時間甚至不到1min,濕膜粘附灰塵導致光澤度降低的可能性大大減小;溶劑揮發量大大減;固化溫度低;涂膜光澤度及美觀程度優異;避免了皮革涂飾劑中甲醛等交聯劑的使用,起到環保作用,符合生態皮革的發展方向;可用于真皮涂飾,也可用于人造革及合成革的涂飾,設備要求簡單。采用Uv涂料的制革工藝大致包括以下幾個步驟:皮革(合成革)一熨平一UVCC底涂一輻射固化一IⅣa頂涂一輻射固化。中國環氧樹脂行業協會專家表示,隨著社會的不斷發展、環保意識的增強,更加注重發展對環境污染少、對人體無害的環境友好技術和化學品,紫外光固化技術是一種新型的環境友好技術,相信其應用于皮革涂飾必將成為一大趨勢,Uv皮革涂飾劑也將成為皮革涂飾劑方面的研究熱點之一。