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紫外固化粉末涂料,紫外固化粉末涂料

一、项目背景 粉末涂料之所以得到迅速发展，由于它不含溶剂，因此无VOC排放；散落的费料可以回收利用，原料利用率高，操作简便等等。传统热固化粉末涂料通常在160—180oC下固化15—30分钟。涂料在固化过程中首先完成从玻璃态到高弹态的转变，然后到达软化温度，并可以自由流动，再进一步升温可使体系的粘度达到最小值交联反应根据不同类型粉末涂料在130—180oC间发生。然而，采用传统粉末涂料技术会使大部分塑料发生热变形；使木质基材因较高固化温度导致褪色和结疤，等等。如果降低热固化粉末涂料的固化温度必然要求涂料具有更高的反应活性，从而导致贮存和运输过程中化学不稳定的问题；而且，热固化涂层较长的固化时间限制了固化的速度，降低了生产率。正是由于这些原因使粉末涂层技术不能运用于某些基材，而仅仅局限于金属。因而，近十多年来在发展热固化粉末涂料的同时，人们把注意力集中到另一更具优势的UV固化粉末涂层技术的开发与应用。所谓UV固化粉末涂层即是在紫外灯辐照下使熔融的粉末发生快速聚合。与热固化粉末涂层相比，熔融和固化分成两个独立的过程。粉末颗粒先用红外辐射熔融和流平，再进行紫外辐射固化，因而可获得平整光滑的膜表面。UV固化粉末涂层技术具有众多优点：无溶剂—环境友好材料；节省原材料—高转化率以及喷落四周的粉末可以回收利用；节能—低温快速固化；工序简便—大多数只需要单层涂饰，减少打磨工序；适用基材广泛—可应用于热敏基材；对三维物体容易操作且边缘覆盖效果好；占地面积小。 二、加工工艺 UV固化粉末涂料的前期加工过程类似于传统热固化涂层，首先将配料搅匀，再经挤压、冷却、粗碎、磨细、筛分等流程获得粉末涂料。所用挤压温度与树脂软化点有关。粉末涂料一般在其玻璃化转变温度以下贮藏，因此粉末涂料的玻璃化转变温度要求在40oC以上。粉末一般通过静电喷枪或者摩擦电喷枪喷射到要处理的基材或者器件上面。最近又发展了一种新型的电磁刷系统， 可用于平板薄层的涂层，如纸张。 由于UV固化粉末涂层的熔融和固化分成两个相对独立的过程，因而粉末的熔融可以有更长的时间，使涂层更为平整。采用红外灯加热或者红外灯和对流加热器混合加热是熔融粉末常用的方法。在粉末熔融过程中必须避免产生过早固化的现象，UV固化过程必须在其熔点以上进行，从而获得平整的表面。固化过程一般在40—150秒内完成。 三、应用领域 由于UV固化粉末涂层可应用于某些热敏感的基材，因而大大地扩大了其应用领域。塑料：聚苯乙烯、高密度聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙、聚碳酸酯、聚氧化丙烯等基材都能采用UV固化粉末涂层技术进行涂饰。木质基材：UV固化粉末涂层用于MDF涂装已有大量报导。它不仅使油漆工艺减少环境污染，而且以一次性涂层替代目前热固型技术所用的多次涂层，节省了时间和成本；而且美观耐用，并可制成白色、黑色和各种颜色涂料。其他基材：UV固化粉末涂料正不断开辟新的应用领域，如皮革、玻璃和陶瓷等等。另外，设备零部件大多由不同衬底构成，其中包括热敏性衬底, 而且往往同时含有金属和塑料两种基材。采用常规热固型粉末涂料，每种部件必须在组装前分别进行涂层使热敏衬底不受较高温度影响而被损坏。而UV粉末涂层技术允许生产者在组装好零部件后再进行一次性涂层而不必担心损坏任何热敏感副件的问题。 对于大型器件采用UV固化粉末涂层技术更为有利。因为如果用对流加热的方法，达到涂层完全固化则需要较高温度和较长时间；红外加热只能使涂层固化时间有所缩短，而采用UV粉末涂层因其快速固化而大大减少了固化时间，同时提高了产品的质量。 四、国外状况 紫外粉末涂料已经商品化，1999年美国建成2条生产线，主要用于金属热敏感器件；欧洲建成一条生产线，主要用于中密度板家具。到2000年，美国UV固化粉末涂料已经有5个原材料供应商和3个生产线供应商，共建成9条涂装生产线。 五、市场预测 由于粉末涂料具有优异的耐候性和机械性能，从而越来越广泛地应用于工业涂层的各个领域，并逐渐取代传统的液体型涂料。目前粉末涂料大多应用于金属涂饰，而且已具有相当的市场占有率，1995年占整个涂层市场的11%。近5年来，一直以每年5%的速度增长。 在未来的几年内，还将以大约6.5%的速度增长。欧洲是粉末涂料的主要生产基地，1998年全世界总产量580,000吨，欧洲占48%左右。但由于紫外UV固化粉末涂料有其自身的诸多优点，且已经商品化，而且日趋成熟，将成为辐射固化领域内的一枝“独花”，美国、欧洲等发达国家和地区对于该技术给予了高度重视，投入了大量人力和物力进行研究与开发。我们相信，在不断拓宽原材料范围的前提下，以及加强紫外固化过程和机理的研究，革新现有的紫外灯设计系统以适应不同产品的需要，UV固化粉末涂料的应用领域及其市场将会扩大到与目前的辐射固化液体涂料相当，具有极其广阔的应用前景。 六、合作方式 具体面议。 单位名称：中国科学技术大学　 单位地址：合肥市金寨路96号　 邮政编码：230026　 联系电话：0311-3602184

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