信息摘要:
傳統(tǒng)汞燈是連續(xù)的光譜,從200nm-400nm都有紫外線發(fā)射,目前LED只有在365nm、385nm、395nm、405nm等幾個(gè)很窄的波段發(fā)射紫外線,且譜寬不超過(guò)40nm。LED固化技術(shù)在木器涂裝領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵是開(kāi)
傳統(tǒng)汞燈是連續(xù)的光譜,從200nm-400nm都有紫外線發(fā)射,目前LED只有在365nm、385nm、395nm、405nm等幾個(gè)很窄的波段發(fā)射紫外線,且譜寬不超過(guò)40nm。LED固化技術(shù)在木器涂裝領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)與之配套的涂料,為了適應(yīng)LED固化裝置的光譜特性,LED涂料的技術(shù)開(kāi)發(fā)要求很高,光源的發(fā)射波長(zhǎng)與顏料的透光窗口和光引發(fā)劑的吸收光譜三者要匹配:一方面需要光引發(fā)劑的吸收峰最好處于顏料的“透光窗口”;另一方面需要光引發(fā)劑具有更強(qiáng)的吸光能力和更高的反應(yīng)效率,同時(shí)吸收峰要與發(fā)射波長(zhǎng)匹配。
水性LED光固化木器家具綠色涂裝技術(shù),一方面從材料技術(shù)角度,有兩個(gè)復(fù)配水性光固化涂料的關(guān)鍵組分:
A.水性聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂分散液,一般固體含量在30-60%之間,是光固化的主體成分,其主鏈上烯鍵(C=C)密度,羧酸(carboxylic acid)有機(jī)胺(tertiary amine)中和成鹽度,聚氨酯鍵(NHCO)親水基團(tuán)分布模式,端基官能度高低,以及玻璃化溫度(glass-transition temperature)等性質(zhì)參數(shù)對(duì)成膜性能有直接影響;
B.水性LED光引發(fā)劑,一般添加量在3-5%,但是是最核心的關(guān)鍵原材料,由于LED光源發(fā)射功率較低(通常2-8瓦/平方厘米功率密度)且波長(zhǎng)范圍狹窄,這直接決定了適合于家具木器涂裝的光引發(fā)劑產(chǎn)品必須同時(shí)具備兩個(gè)關(guān)鍵性能,即一是該引發(fā)劑自身在純水中有足夠的溶解度(water-solubility),從而能和水性樹(shù)脂以及其他功能添加劑等復(fù)配成貯存高度穩(wěn)定的涂料產(chǎn)品,二是該引發(fā)劑自身的UV-Vis光吸收最大波長(zhǎng)必須精準(zhǔn)地對(duì)準(zhǔn)LED光源的發(fā)射波長(zhǎng),從而最大限度地利用光子能量并以高度感光敏感的方式產(chǎn)生誘發(fā)化學(xué)聚合的活性自由基物種。
另一方面,從復(fù)配技術(shù)上,關(guān)鍵是要全面克服水性光固化終端涂料的配方兼容性和貯存穩(wěn)定性這一業(yè)界長(zhǎng)期的技術(shù)難題。既要考慮水性聚氨酯丙烯酸酯類型樹(shù)脂分散液的化學(xué)合成,固含量,分子量,酸堿中和度及玻璃化溫度控制技術(shù),柔性-剛性聚合物鏈段耦合,親水-疏水鏈段耦合及樹(shù)脂成膜效應(yīng)關(guān)系,水性樹(shù)脂與水性光引發(fā)劑,配方助劑,水性顏料或染料分散體的兼容性。又要兼顧水性LED光引發(fā)劑的水溶解性,引發(fā)劑-樹(shù)脂兼容性,引發(fā)劑-助劑兼容性,引發(fā)劑在不同木器家具涂料配方體系的光吸收特性。通過(guò)研究系列水性樹(shù)脂分散液與水性光引發(fā)劑在成膜助劑和顏料/染料存在下的配伍關(guān)系,光固化構(gòu)效關(guān)系(structure-function relationship),配方的加速老化和貯存穩(wěn)定性考察,配方的噴涂穩(wěn)定性等問(wèn)題,最終確定設(shè)計(jì)最優(yōu)的配方并不斷優(yōu)化和提升改進(jìn)。
此外,與之配套的LED光源是LED光固化木器家具綠色涂裝技術(shù)的關(guān)鍵,不僅要能實(shí)現(xiàn)有效固化,而且要操作方便,可以根據(jù)流水線訂制大小和形狀。LED作為點(diǎn)光源用于照明行業(yè)早已陷入慘烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)格局,但是LED面光源系統(tǒng)由于芯片密集散熱要求嚴(yán)苛則是非常新生的事物,只是在近五年才有市場(chǎng)萌芽,技術(shù)門(mén)檻高。鑒于LED的小尺寸靈巧性特征,LED面光源體系可以依據(jù)客戶要求加工成任意形狀,特別適合于任何異型非規(guī)整部件的光固化操作,可以配套往復(fù)噴涂機(jī),也可用于吊線,地盤(pán)線,相比UV燈管節(jié)能和節(jié)電方面有巨大的優(yōu)勢(shì)