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LEDUV固化木器涂装领域不得不说的应用关键

发布时间:2023-04-05 人气:1,307

LEDUV固化木器涂装领域不得不说的应用关键

LED固化技术是从UV固化技术发展而来的,LED光源利用光电转化原理,芯片中的电子和正电荷在移动过程中碰撞结合转化成光能。

由于LED具有低电耗、寿命长、小型化、轻量化、瞬时响应、高输出性、不含汞、无臭氧等优点,被称为“解决环境问题的一张王牌”。

传统汞灯是连续的光谱,从200nm-400nm都有紫外线发射,目前LED只有在365nm、385nm、395nm、405nm等几个很窄的波段发射紫外线,且谱宽不超过40nm。

LED固化技术在木器涂装领域应用的关键是开发与之配套的涂料,为了适应LED固化装置的光谱特性,LED涂料的技术开发要求很高,光源的发射波长与颜料的透光窗口和光引发剂的吸收光谱三者要匹配:一方面需要光引发剂的吸收峰最好处于颜料的“透光窗口”;另一方面需要光引发剂具有更强的吸光能力和更高的反应效率,同时吸收峰要与发射波长匹配。

水性LED光固化木器家具绿色涂装技术,

第一方面:从材料技术角度,有两个复配水性光固化涂料的关键组分:

一.水性聚氨酯丙烯酸树脂分散液,一般固体含量在30-60%之间,是光固化的主体成分,其主链上烯键(C=C)密度,羧酸(carboxylic acid)有机胺(tertiary amine)中和成盐度,聚氨酯键(NHCO)亲水基团分布模式,端基官能度高低,以及玻璃化温度(glass-transition temperature)等性质参数对成膜性能有直接影响;

二.水性LED光引发剂,一般添加量在3-5%,但是是最核心的关键原材料,由于LED光源发射功率较低(通常2-8瓦/平方厘米功率密度)且波长范围狭窄,这直接决定了适合于家具木器涂装的光引发剂产品必须同时具备两个关键性能,

1.是该引发剂自身在纯水中有足够的溶解度(water-solubility),从而能和水性树脂以及其他功能添加剂等复配成贮存高度稳定的涂料产品。

2.是该引发剂自身的UV-Vis光吸收最大波长必须精准地对准LED光源的发射波长,从而最大限度地利用光子能量并以高度感光敏感的方式产生诱发化学聚合的活性自由基物种

第二方面,从复配技术上,关键是要全面克服水性光固化终端涂料的配方兼容性和贮存稳定性这一业界长期的技术难题。

既要考虑水性聚氨酯丙烯酸酯类型树脂分散液的化学合成,固含量,分子量,酸碱中和度及玻璃化温度控制技术,柔性-刚性聚合物链段耦合,亲水-疏水链段耦合及树脂成膜效应关系,水性树脂与水性光引发剂,配方助剂,水性颜料或染料分散体的兼容性。

又要兼顾水性LED光引发剂的水溶解性,引发剂-树脂兼容性,引发剂-助剂兼容性,引发剂在不同木器家具涂料配方体系的光吸收特性。

通过研究系列水性树脂分散液与水性光引发剂在成膜助剂和颜料/染料存在下的配伍关系,光固化构效关系(structure-function relationship),配方的加速老化和贮存稳定性考察,配方的喷涂稳定性等问题,最终确定设计最优的配方并不断优化和提升改进。

第三方面,与之配套的LED光源是LED光固化木器家具绿色涂装技术的关键,不仅要能实现有效固化,而且要操作方便,可以根据流水线订制大小和形状。

LED作为点光源用于照明行业早已陷入惨烈竞争的市场格局,但是LED面光源系统由于芯片密集散热要求严苛则是非常新生的事物,只是在近五年才有市场萌芽,技术门槛高。

鉴于LED的小尺寸灵巧性特征,LED面光源体系可以依据客户要求加工成任意形状,特别适合于任何异型非规整部件的光固化操作如图1,可以配套往复喷涂机如图2,也可用于吊线如图3,地盘线如图4,相比UV灯管节能和节电方面有巨大的优势(如表2):

水性LED光固化木器家具涂装新技术市场

一、LED固化系统主要优点:

(1)能耗低,只需UV的1/4的电能消耗,大大减少了能源消耗和CO2的排放量;

(2)辐射量可控,发热量小,对塑模等耐热性差或者热敏承印材料热影响小;

(3)寿命长,LED为UV光源寿命10倍以上,更换大幅降低,耗费随之减少;

(4)可瞬时开启和关闭,无需UV固化所必须的预热和降温时间,提高了效率;

(5)无臭氧产生,改善工人工作环境,无需安装捕捉和焚化设备消除臭氧危害;

(6)装置紧凑,设置简单,节省空间。

二、体验科技效益

1.由于实现了VOCs排放源头治理,原有工厂就地整改即可满足政府环保要求,不必搬迁造成固定资产大规模减损或浪费;

2.水性LED固化漆喷涂中使用水为绿色介质,彻底消除了危害环境和人工健康的溶剂释放,使得传统喷房等政府安监消防部门重点监控设施投资大幅度减少,并保障了工厂稳定日常安全运营;

3.LED光固化漆膜性能全面超越水性单组份或双组分热固化型漆膜,并完全媲美溶剂型涂料涂装效果,使得终端用户对水性LED光固化涂料的使用信心显著增强;

4.LED光固化适合应对各种异型物件涂装,大大增加工厂生产效率,且LED漆膜光固化瞬间完成(形成强烈对比的,传统溶剂型漆膜则需要一天到数天方能干燥充分),使得传统3天的工作量在导入本技术后仅仅2小时内即可完成,大大降低了企业用工成本,并大幅度提升了企业盈利能力;

5.LED光固化使用长波长光源,波长越长穿透力越好,因此非常有利于实现厚膜漆膜(20-40微米)的一次性快速固化,而传统溶剂型为了达到特定漆膜厚度,必须多次施工反复固化(单次仅能固化约10微米左右漆膜厚度),这进一步增强了生产效率;

6.水性LED家具漆无色无味无人体健康风险,一线工人喜闻乐见,与溶剂型喷漆生产线相比大幅度降低了人工工资成本;

基于上述因素和实践考核,水性LED涂装技术的导入能为下游家具涂装厂家节省约30-50%的运营成本,是一个典型的通过技术创新挖掘价值的范例。

阳光逸采其开创的UV4.0时代标志性技术产品——水性LED-UV,以辊涂、淋涂代替传统高能耗的喷涂,不仅环境友好,绿色环保,减少VOC等致霾物质排放80%以上,而且省时、省力,可节约油漆、能源达80%之多。

   

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