文献综述：UV热双重固化热转移印刷的分析与研究

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1、文献综述学院轻工学院专业印刷工程导师杨翰林学生张铭源学号2011108306812015年3月20日1引言紫外光（UV）固化技术是一项高效环保的新技术，它是指在高能量的紫外光作为固化能源的照射下，由体系中的光引发剂吸收紫外光产生自由基，引发光敏树脂(预聚物)和活性稀剂分子发生连锁聚合反应，使得液相体系在瞬间进行聚合、交联和固化的过程[1]。它完全符合“4E原则”。所谓4E，即Energy，紫外光固化技术可以在几秒时间内使漆膜快速发生交联固化，从而大大节省能源消耗；Economy，经济，紫外光固化工艺保证涂层更薄，还具有优异

2、的性能，从而减少原材料损耗，有利于降低经济成本；Ecology，生态环境保护，紫外光固化材料中可以做到不含或只含少量溶剂，同时紫外光固化所用能源为电能，不需要燃油或燃气，无CO2产生，故紫外光固化技术被誉为“绿色技术”；Efficiency，效率，紫外光固化装置紧凑，流水线生产，加工速度快，因而节省场地空间，劳动生产率高[2]。紫外光固化技术因其具有上述的优点，所以显示了强大的生命力，目前UV固化技术已广泛用于涂料、油墨[3]、胶黏剂[4]和电子产品[5]等诸多领域。紫外光固化涂料和油墨是其应用最广泛的领域，其中紫外光固化

3、涂料的应用已经遍及木器涂装、塑料涂装、皮革涂装、金属涂装等很多领域[6]。环氧丙烯酸酯树脂是紫外光（UV）固化领域中用量最大的一类光固化树脂，兼具有两种热固性树脂的特点，一方面在紫外光辐射下其光固化反应速率很快，另一方面类似于不饱和聚酯，在热引发剂作用下能够发生自由基聚合快速固化。环氧丙烯酸酯还具有粘接强度大、硬度高及耐化学药品性等优点，但也存在黏度较大、韧性较差等问题[7-12]，因此，为了提高环氧丙烯酸酯的综合性能，也有必要对其进行改性。2光固化涂料的发展现状及存在的问题紫外光固化涂料是上个世纪60年代末由德国拜耳公司

4、开发的一种环保型节能涂料。该涂料在受到紫外光照射后，发生光化学反应，使涂层快速聚合、交联，从而达到涂层的固化。紫外光固化涂料作为一种新型固化技术涂料而获得了迅速发展，特别是近几年来，随着现代科技的高速发展，为满足全球性的环境保护的要求，必须限制涂料中挥发性有机物(volatileorganiccompound，简称VOC)的排放，使得紫外光固化技术的研究开发和应用发展较快[13]。据有关资料报道[14]，在我国近年来紫外光固化涂料将以年均30%的速度持续增长；2007年，紫外光固化涂料的总需求量已达到32530吨。就目前的

5、发展形势看，这种增长速度不仅不会有所减缓，而且在某些领域还会得到迅速的增长。在美国、德国、意大利等发达国家紫外光固化涂料的生产量占涂料生产总量的约10%，并以每年15%的速度递增[15]。据德国赫丝公司预测，到2015年，世界范围内紫外光固化涂料的产量将达到整个涂料行业总产量的50%以上，并且紫外光固化涂料这种环保新材料在30年内会保持优势，可见紫外光固化涂料的市场空间极其巨大。10但是，由于紫外光固化体系是由紫外光引发的，存在一些缺点：如固化深度受到限制、在有色体系中难以应用、阴影部分无法固化、固化对象的形状受到限制[1

6、6]。为了克服其缺点，拓宽紫外光固化技术的应用领域，进一步提高产品质量，近几年的研究中，大部分集中在双重固化体系上[17-20]，其中研究较多的是光-热双重固化体系[21-24]。双重固化技术是将紫外光固化与其他固化方式结合起来的固化技术，双重固化体系的交联或聚合反应是通过两个独立的具有不同反应原理的阶段来完成的，其中一个阶段是通过紫外光反应，而另一个阶段是通过暗反应进行的，暗反应包括热固化、湿气固化、氧化固化或厌氧固化反应等。因为暗反应的进行不受到紫外光辐射强度的影响，因此双重固化扩展了紫外光固化体系在不透明介质间、形状

7、较复杂的基材上、超厚涂层及有色涂层中的应用[25]。3光-热双重固化体系综述3.1光-热双重固化体系近年来紫外光固化的研究方向不仅仅是要消除有机挥发物，人们更关心和被吸引的是高质量和优异性能的涂层。采用两种固化技术，可以充分发挥两种固化体系的优点，避免单个技术体系存在的缺点，推动光固化技术向更广的领域发展应用。光-热双重固化体系，即体系中同时存在光引发剂和自由基热引发剂，既可以引发光照下聚合，又可以发生热聚合。在光照时，涂层表面由于光引发剂的作用而迅速固化；在加热烘烤情况下，涂层在热作用下发生自由基热聚合而全面固化。经常使

8、用的自由基体系是过氧化物和钴盐，然而自由基热引发体系的引入也影响了体系的储存稳定性，限制了基材的使用，需要进一步研究。选择合适的齐聚物、单体和光、热引发剂及其他助剂配制成的涂料，经过光、热双重固化，可以结合各自固化的优点，表现出很好的协同效应，既可以提高漆膜的固化度和交联密度，又增强漆膜的硬度和耐磨性，