UV涂料应用知识及应用.ppt

UV知識與應用 第一章 ＵＶ的興起 　　　 紫外線硬化型涂料大約在30年前就開始在工業界使用,當初主要是因應能源危機而發展出的一種較低成本的涂料。在1970年代初期,由于工業界對紫外線硬化型涂料的知識非常貧乏,因此開始没有大量被接受。但随着各種光起始劑的開發,加上許多壓克力單體,不論是單官能基、双官能基、以至于多官能基的壓克力稀釋劑種類逐漸增多,供應商無法再寡占市場,紫外線硬化型涂料才漸漸被工業界所接受。 第二章 ＵＶ的市場需求 　　 逐漸被業界瞭解與肯定下，紫外線硬化型塗料的需求量開始快速成長。以2008年為例，全球UV／Visible硬化型塗料需求量超過15萬公噸，其中北美洲地區即約占8萬公噸左右。同時其年成長率超過其他各類樹脂之平均成長幅度，屬成長型的產業。也因此如此最近幾年相關的各種研究開發與應用就變得多樣化，特別是最近幾年成長快速的光電行業，雖然其使用量與塗料比起來有如小巫見大巫，僅占約十分之一左右，但其年成長率卻是大許多。 第三章 （１）何謂UV固化 　　　 UV我們把它翻譯成紫外線固化或硬化,它是利用紫外線光源(點光源或是泛光源)，產生高強度的紫外線，照射液態的UV使它快速發生交聯反應，變成固態的塑膠加工過程。我們稱它Curing.硬化Curing與傳統的乾燥Drying加工過程相似但不相同，其差別在於乾燥的加工過程有溶劑的揮發，而硬化的加工過程則無溶劑的揮發。紫外線硬化的光起始反應方式也提供業界一個非常快速的硬化制程,可縮短制程時間,以及可依使用者需求進行硬化反應，再加上紫外線硬化型的配方百分之百為固成份,不含任何有機溶劑,符合現今環保的要求。 （２）UV硬化機理 　　　　 　　　　UV/Visible光被光起始劑吸收，造成光起始劑引發產生自由基或陽離子反應基，這些具有高度反應性的自由基或陽離子基，與組成內的壓克力單體或環氧基單體以及相對應的寡聚物進行鏈延長反應。由於自由基反應或陽離子基反應的反應性非常快，在幾秒至幾分鐘內反應物就完成反應，形成具有物性之高分子聚合物。 （３）ＵＶ光源 UV/Visible光是一種輻射線,其能量與波長成反比,UV-C的波長在100-280nm為最短的UV光,其能量比UV-B（280～315nm）以及UV-A（315～380nm）為高,當然比可視光（380～780nm）更高。早期光起始劑主要的吸收在UV-C,許多起始劑都需要能放出大量UV-C波長的UV燈來起始反應。 注意:UV/Visible燈源與反射罩的選用非常重要,由於大部份的使用者對於發光源設備不瞭解,常會誤用設備造成接著硬化時,硬化不完全或硬化過度,或有局部不完全反應。 ＵＶ光譜分佈圖 　　　 　　　　輻射能量從右到左不斷提升。 非常低的能量（或是非常長的波長）只能構使分子旋轉, 而很高的能量（或很短的波長）能激發原子內層電子運動。 我們通常採用可見光,UVA和UVB輻射來固化。 這部分光譜能激發外層電子,也就是產生很快的化學反應,但仍然可以很安全的使用. (4)UV涂料的光合作用 當光線穿過含有光起始劑的UV時,部份特定波長的光線會被起始劑吸收,被吸收的能量有下列的關係式：A＝εl C（Beer-Lambert law）,其中A稱為Absorbance,值愈大表示有較大的吸收,它也可以表示為A＝log ,其中Io是光未被吸收前之light intensity,而It為光穿過UV後剩下之light intensity。l為UV厚度,C是光起始劑的濃度,而ε則為molar extinction coefficient。ε值是每一個光起始劑的特性吸收值,ε值愈大,表示該光起始劑對該特定波長光的吸收能力愈強。Beer-Lambert law顯示的意義為,光線穿過UV層其光能量就逐漸減少,使得為每一層UV其光起始劑被激發引起的反應性自由基或陽離子基也逐漸變小,所以理論上每一層的硬化程度不一,物性也不一樣。這也是為什麼UV/Visible厚度不能太厚的原因。一般厚度最好不要超過0.5㎝。若為特定需要必須使用較厚涂膜,在配方調配上就要做些調整,同時燈源要能配合。 ＵＶ聚合反應變化 第四章 UV的四大注意事項 1.照射時間： 隨著照光時間的增加,UV物性（如物性,附著力）因硬化反應生成而逐漸變高。但經過一段時間,因照光引起的分子老化或體積過度收縮,UV物性變差。所以使用上要特別注意,照光時間不能過短,但過長也不好。 2.瞭解被涂裝材質： 被涂裝材質之表面清潔(如油漬,水漬…等)、表面粗糙度、以及底漆乾燥度,都會影響UV附著能力。 除了表面性質外,素材材質也很重要,部份塑膠材料常加入抗紫外線吸收劑,以增加塑膠的抗老化性,但