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我國成為光固化材料大國
2008-08-29 來源:中國環(huán)氧網(wǎng) 文字:[    ]

輻射固化指紫外光(UV)和電子束(EB)固化,是一種先進(jìn)的材料表面處理技術(shù)。它是利用UV/EB引發(fā)具有化學(xué)活性的液態(tài)材料快速聚合交聯(lián),瞬間固化成膜。自1968年德國拜耳公司首先開發(fā)了光固化木器涂料,光固化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,至今還不到40年但其在全球發(fā)展勢(shì)頭迅猛,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大、形成了一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。具有“5E”特點(diǎn)的UV/EB固化技術(shù),以高效、適應(yīng)性廣、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)境友好為標(biāo)志,已成為21世紀(jì)的綠色工業(yè)新技術(shù)。我國光固化材料于上世紀(jì)70年代初發(fā)韌、90年代工業(yè)生產(chǎn),上世紀(jì)末初步形成新的產(chǎn)業(yè)并實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展;目前已成為僅次于美國和日本的光固化原材料、產(chǎn)品生產(chǎn)大國,光固化原材料中活性稀釋劑和光引發(fā)劑大量出口,其中光引發(fā)劑已是世界最大的生產(chǎn)國和出口國。  

作為通知紫外光(UV)和電子束(EB)固化的先進(jìn)的材料表面處理技術(shù),UV/EB在引發(fā)具有化學(xué)活性的液態(tài)材料快速聚合交聯(lián)中瞬間固化成膜。這種新技術(shù)自1968年德國拜耳公司首先開發(fā)光固化木器涂料,之后光固化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,在至今還不到40年的時(shí)間里發(fā)展勢(shì)頭迅猛、應(yīng)用不斷擴(kuò)大,目前業(yè)已成為一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。在2004年5月召開的北美輻射固化國際會(huì)議,UV/EB固化技術(shù)被歸納為具有“5E”特點(diǎn)的工業(yè)技術(shù):Efficient高效,Enabling適應(yīng)性廣,Economical經(jīng)濟(jì),Energy Saving節(jié)能,Environmental Friendly環(huán)境友好。UV/EB固化技術(shù)被譽(yù)為面向21世紀(jì)的綠色工業(yè)新技術(shù)。在北美、歐洲和日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū),從事UV/EB生產(chǎn)的企業(yè)發(fā)展迅速,已形成具有一定市場(chǎng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè),其中UV固化約占95%,EB固化約占5%。目前北美、歐洲、日本輻射固化產(chǎn)品產(chǎn)量,分別為9萬噸、9萬噸、5萬噸。  

我國光固化材料業(yè)起步晚、發(fā)展快。這一產(chǎn)業(yè)在我國光起始于上世紀(jì)70年代初,到90年代開始實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn);1993年成立輻射固化分會(huì),現(xiàn)為中國感光學(xué)會(huì)輻射固化專業(yè)委員會(huì);到上世紀(jì)末國內(nèi)初步形成一個(gè)新的產(chǎn)業(yè),并進(jìn)入了快速發(fā)展的新階段。近幾年雖因石油價(jià)格上漲、丙烯酸反傾銷,導(dǎo)致不正常原料漲價(jià)的影響,但光固化產(chǎn)業(yè)仍在不斷發(fā)展和壯大。2004年光固化原材料總產(chǎn)量已達(dá)8噸左右,UV配方產(chǎn)品總產(chǎn)量已達(dá)5噸左右。我國已成為的光固化原料、產(chǎn)品生產(chǎn)大國,僅次于全球領(lǐng)先的美國和日本光;固化原材料中活性稀釋劑和光引發(fā)劑已大量出口,特別是光引發(fā)劑已是世界最大的生產(chǎn)國和出口國。  

光固化技術(shù)和材料雖然得到飛快發(fā)展,但存在的一些問題仍影響著它的應(yīng)用推廣。具體主要有以下幾個(gè)方面:一是活性稀釋劑對(duì)人的皮膚、黏膜和眼睛有刺激性,有的有臭味;二是低聚物黏度較大,涂裝時(shí)特別噴涂工藝,要加人大量活性稀釋劑,有時(shí)還要加入有機(jī)溶劑,不安全也污染環(huán)境;三是光固化體系主要自由基光聚合,因氧阻聚而聚合不完全,在固化涂層中仍殘留活性稀釋劑,所以故傳統(tǒng)光固化材料不適用于食品衛(wèi)生產(chǎn)品包裝材料的印刷和涂裝,目前還沒有一項(xiàng)光固化產(chǎn)品得到美國食品藥品管理局(FDA)的許可;四是光固化用原材料價(jià)格較貴;五是由于采用自由基光聚合體系,固化速度快、固化后體積收縮大,影響涂膜與基材之間的附著力。  

另外有色光固化體系由于顏料對(duì)光的吸收,反射和散射、影響固化速度、使固化困難,而油性光固化材料涂布設(shè)備和容器清洗需用有機(jī)溶劑。特別令人關(guān)注的是,活性稀釋劑和揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)人體的損害和環(huán)境的污染。為了克服這些弊病,一種新穎的光固化體系——水性光固化體系應(yīng)運(yùn)而生。水性光固化體系繼承和發(fā)展了傳統(tǒng)的光固化技術(shù)和水性涂料、油墨技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),已成為光固化技術(shù)研究和開發(fā)的一個(gè)非;钴S的領(lǐng)域,而且獲得了實(shí)際應(yīng)用。今后國內(nèi)光固化材料的發(fā)展這全面走向水性化,而水性光固化材料的進(jìn)展將體現(xiàn)在4個(gè)方面:超支化聚合物應(yīng)用,主要用于水性光固化低聚物;大分子和可聚合型光引發(fā)劑,主要解決適當(dāng)食品和衛(wèi)生包裝材料問題;雙重固化體系,主要實(shí)現(xiàn)三維立體涂裝、厚涂層和有色涂層的固化;納米材料的應(yīng)用,主要用于改性水性光固化涂料、改善和提高涂層性能,是水性光固化涂料應(yīng)用和開發(fā)的重點(diǎn)。
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