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2024-03-12 16:00
UV涂料的应用现状及发展趋势分析
光固化材料在固化时非常快速且无溶剂挥发,大大降低了对环境的污染,近年来作为一种环境友好的绿色材料得到了蓬勃的发展,应用的范围越来越广。
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2023年全球UV涂料市场的估值将达到40.6594亿美元,预计到2033年将达到67.80亿美元,在预测期内,复合年增长率为5.2%。
UV紫外线光固化超耐磨防滑耐污面漆的研究与应用
UV光固化涂料又称光敏涂料,是以紫外光为涂料固化能源不需额外加热,即可在纸张、塑料、皮革和木材等易燃底材上迅速固化成膜,其具有固化时间短(几分之一秒到几分钟)、固化温度低、挥发分低等优点,为省能源、省资源、无公害、高效率的涂料新品种,市场前景广阔。在地板、家具、木门等涂装领域,传统溶剂型自干类涂料(PU、NC)涂装方式已不能满足日益严格的环保法规以及消费者对绿色和健康生活的要求。因此,UV光固化涂装逐渐替代传统溶剂型涂料(PU、NC)涂装正在全国各地的家装公司大规模地进行着。
研究了UV紫外线光固化超耐磨防滑耐污面漆,在辊涂涂装条件下,相较于普通UV紫外线光固化面漆,由于其使用了特殊处理的硬质填料粉以及合理搭配的配方体系,只需辊涂一道面漆,在保证干燥速度的前提下,耐磨性、耐污性、防滑性得到了保障,能满足机械化施工程度较高的木地板、家装等公司的使用,在保证了涂装效果、良好物性的同时,节省了涂装成本。
合理搭配改性环氧和高官聚氨酯、已二醇二丙烯酸酯,利用其性能互补来达到面漆硬度和韧性性能的平衡;使用合适的改性有机硅树脂、抗污助剂达到良好的耐污效果:通过使用新型的硬质填料粉A替代传统硬质填料提供良好的耐磨效果:从而制备出硬度高、防沉性好的UV紫外线光固化超耐磨防滑耐污面漆;通过实际测试各个施工涂布量,涂布量在15 g/㎡比较合理,这也满足各家地板、家装厂辊涂设备的应用要求。另外,目前市面上各家UV涂料生产商,还无满足类似需求的UV涂料产品。
高耐磨全哑净味UV漆的研究与应用
高耐磨全哑净味UV漆现有用于PVC地板,实木地板及家具表面上的油漆很多不够耐磨以及硬度不够,导致地板在铺装之后,上面很容易把涂料磨穿,影响了整体的美感; 为了可克服这个问题,有的把油漆的涂布量放大来增加耐磨和硬度,这样会导致整体成本增加。还有的是向油漆中添加一些硬质的粉体,但这种做法往往会导致涂装后板面模糊不清晰。高耐磨光固化UV漆涂装之后增加了耐磨度,抗刮性好同时不影响涂装后的整体透明度。
哑光,耐磨也是近几年在市场上反响很好的饰面效果,实现饰面哑光,耐磨效果,通过消光粉与UV哑光树脂配合应用,UV面漆加入环氧丙烯酸酯会导致面漆光泽较高,难以做到全哑,添加无机消光粉做成的UV面漆有高哑的的饰面,无机消光粉有明显的增稠作用,面漆粘度会变大,影响面漆的流动性,不利于漆膜的流平。为了保持UV面漆的低粘度,主体树脂会换成低分子量的树脂增加单体的用量,这样会导致成型后的UV面漆耐磨效果下降,使用了耐的UV哑光树脂、活性稀释剂和光引发剂和合理搭配的配方体系,在保证漆膜光泽做到全哑前提下,耐磨变性得到了保障,能满足机械化施工程度较高的家具、地板、保证了涂装效果。
UV紫外光固化涂料的涂装方式
(1)辊涂
辊涂是UV光固化木器漆应用最普遍的涂装工艺,主要应用于木板、高密板、纤维板、木地板等多种板材的表面涂装。UV光固化木器漆采用的辊涂涂装工艺为:调整好涂布机上的涂漆辊和匀漆辊的压力,涂漆辊漆膜厚度达到所需要求后,再将被涂布件送入涂漆辊下面,漆液均匀涂布在涂布件表面,(或经流平后)、传送到光固化通道,通过几秒钟或十多秒钟的紫外线光照后、漆膜达到瞬间干燥固化,木制品表面漆膜涂布干燥固化工艺完成。辊涂工艺的性能特点是:漆膜的涂布厚度可灵活快速调整,漆液用量少,涂布速度快,适合涂布线连续快速生产。
(2)浸涂
将需要满涂的木器产品、浸入装有UV光固化漆的料槽中,再提起被涂件,除去涂件表面多余的UV光固化漆液,然后将被涂件送入UV光固化通道,经几秒钟至十多秒钟的紫外线光照,被涂件漆膜瞬间干燥固化,木器产品漆膜涂装固化结束,即可进入木器产品使用、或包装贮藏价段。浸涂分为机械浸涂和手工浸涂两种涂装工艺;机械浸涂适用于生产线连续生产应用,手工浸涂适用于手工生产应用;浸涂漆液后,所有漆膜面都需达到良好的光固化效果,所以需要排列好灯管位置,调控好不同角度,调整好漆液的粘度和浸涂的提升速度,才能达到满意的光固化干燥效果。
(3)淋涂
淋涂工艺是: UV光固化木器漆经输送管道、或是经倾斜坡缝淋流至下方的木器制品表面,多余的漆液经输送泵、泵入到高位漆槽中,再循环应用。UV光固化木器漆经淋涂涂装到木制品表面后,经传送带进入光固化通道,光照几秒钟至十多秒钟,漆膜瞬间干燥固化后,木器制品即可马上应用、或包装贮藏。淋涂涂装工艺适用于: 连续生产的多种大型木制品板材的漆膜涂装,漆液涂装快,效率高,质量效果好。
(4)喷涂
喷涂工艺分为高压气流喷涂、真空喷涂、高压真空喷涂等。以高压气流喷涂工艺为例: 高压气流喷涂工艺的工作原理是采用高压气流、将UV光固化木器漆喷成雾化状、喷涂在木器制品的表面,达到规定的漆膜厚度后,经传送带送入光固化通道,光照几秒钟至十多秒钟内瞬间干燥固化,木器制品即可马上应用、或包装贮藏。UV光固化木器漆采用喷涂工艺、用于木制品表面涂装具有设备投资小、生气快速高效、质量效果好等优势。
UV紫外光固化涂料的涂装应用领域
UV紫外光固化涂料主要用于木制家具、塑木家具、塑木办公桌椅、木制办公桌椅、高密度板、层压板、纤维板等多种板材的表面涂装,主要应用于木地板、塑木地板、竹木地板等多种地板表面涂装。
水性UV涂料性能的影响因素及建议
水性UV涂料的应用越来越广泛,其存在的性能问题也不能忽视。总的看来,其在储存性、干膜外观和手感、化学性能等方面比同类型的油性UV涂料略逊一筹,而影响这些性能表现的因素有以下几个方面。
1) 水性UV树脂
主体树脂的特性直接影响了水性UV涂料的关键性能。为了满足性能要求,需要用不同类型的树脂进行复配,其中官能度高的树脂比例需要占到80%以上,而较软的树脂比例不能超过10%。如果需要提高水性UV色漆金属质感,可以考虑拼用少量的热塑型丙烯酸乳液或者分散体,以增强铝粉定向排列。
2) 光引发剂
对水性UV清漆而言,光引发剂184或者1173足以达到大部分性能要求,如果树脂兼容性足够好,则可使用2959进一步提升硬度等性能;对水性UV色漆,除表面固化的184或者1173外,还需匹配TPO或者819DW等深层固化光引发剂,不过TPO在2023年已经被欧盟法规限制使用,可以考虑用价格较为合适的TPO-L等来替代。
3) 水性助剂类型
合适的基材润湿剂、流变助剂有助于施工并得到良好的干膜外观,有时使用少量醇醚类溶剂则不仅能提升施工性,在性能上也会略有提升。有些水性助剂在合成时使用了不恰当的乳化剂,导致该助剂的耐磨、耐化学品性极差,不能加入到水性UV涂料中。
4) 施工条件
水性UV涂料在施工时,如果擦拭基材表面干净、有较高的施工黏度、达到20~30℃/40~60%的施工环境、有较长的预烘烤时间,将有助于提高良率和保证涂层性能,其干膜外观和性能则会达到最优。
水性UV涂料应用问题及产生原因
水性UV涂料已经大量被用在了手机、电脑等消费电子产品上,提供了外观、颜色、手感等众多优良的消费者体验,但在实际应用中也存在一些问题。对于终端品牌客户及其代工厂来说,其一边在量产水性UV涂料,也一边在面临相关问题点或者缺陷;对涂料制造商来说,他们则是一边在提供有一定问题点的水性UV涂料,也一边在改善上述问题,并不断提供新的解决方案。
1) 涂料侵蚀基材
涂料行业内一般也叫做素材咬底,这是因为UV涂料本身的化学反应交联强度大,在和基材(PC或者ABS等)结合时,除了产生附着力,也会过度侵蚀素材,从而造成外观上的发花、光泽不均匀等现象。咬底跟涂料和基材这两个方面有关,一是涂料本身原因,水性UV涂料中的树脂反应活性较强,部分配方中还可能有侵蚀性很强的UV单体,在烘烤条件下,同时有紫外光能量加持下,水性UV涂料瞬间固化的同时,在基材接触面也会产生强烈溶胀作用并伴有化学反应,结果可能造成基材严重被侵蚀;二是素材本身抗侵蚀性较差,尤其在注塑口区域残留有应力,在一定温度和化学反应作用下,会产生明暗不均的干膜外观,也会造成素材咬底。近年来由于回收材料的应用,塑料基材的材质稳定性可能变差,这进一步带来涂料侵蚀基材的风险。
2) 耐污性
消费电子产品和穿戴设备的使用与人体接触密切相关,消费者对产品的耐污、抗指纹等性能有潜在的要求。水性UV涂料因树脂结构亲水性较好,容易造成耐污性差,在实际使用中,人体汗液、手指印、污渍等留在消费品外表面上不易清洁,这个问题影响了水性UV涂料的全面快速推广。从消费者体验的角度看,不应该留下这些指纹、污渍,起码能够容易擦拭干净,这是终端对涂料的硬性要求,尤其针对哑光UV涂料体系。另外,生活中常见的口红、芥末等物质沾染涂层后,或者笔墨涂在涂层上面,也难以清洗干净,此种现象从侧面印证出水性UV涂料的耐污性较差。
3) 手感
日常生活中,电子产品被手触碰频率很高,因此消费者对产品的触感要求会较高,即要求涂层能提供完美的肤感体验。水性UV涂料在干燥成膜后虽然可以产生丝滑、肉厚的触感,但由于水性树脂粒径较大、乳化剂的使用、手感助剂兼容性略差等原因,其综合手感与油性UV涂层相比,尚有一定差距,这影响了油转水的进度。
4) 耐化学品性能
耐化学品测试是一项重要性能指标要求,能在很大程度上反映出该涂料体系的优劣。以下为油性和水性UV涂料的对比测试结果,其中测试条件为温度65℃,湿度90%,测试时长为72h。
5) 施工性
水性UV涂料在拥有良好施工设备并且控制好环境温度与湿度时,施工非常顺畅。不过受制于喷涂环境的变化,经常会出现润湿不良、肥边、难上膜厚等缺陷,给代工喷涂厂带来极大不便,结果是良率下降,成本升高。施工性差的原因在于水性UV涂料以水为载体并且以水为稀释剂,这让涂料本身的表面张力很高,润湿和消泡性能差;流变助剂选取不当也可能使得流动性差,难于长时间连续雾化,导致诸多施工问题。可见,水性UV涂料对施工设备和环境条件要求较高。由于水性涂料体系挥发速度慢,水性UV涂料的预烘烤时间一般建议在10min以上,这比油性体系所需的5min时间相比,延长了不少,迫使很多喷涂厂更改线体,这无形中造成成本上升。
6) 其他问题点
水性UV涂料的其他性能如耐钢丝绒摩擦、耐橡皮擦摩擦方面未能达到油性UV涂料水平,仍有提升的空间;在储存稳定性方面,有黏度下降、PH值下降、细度变差等风险,影响涂料推广应用。除了储存稳定性稍差,水性UV涂料在设计颜色时,其鲜艳度、金属质感等也比油性UV略逊一筹。随着涂料产品的迭代更新,相信水性UV涂料技术也将在应用中不断取得进步并得到终端客户的信赖,最终在塑胶基材上尤其是消费电子领域全面实现UV涂料水性化。
水性UV涂料在塑胶基材上应用现状
应用现状
塑胶基材应用通常出现在化妆品包装以及传统消费电子产品外壳及配件(手机、平板电脑、台式机、笔记本电脑、键盘等)、可穿戴设备(智能手表、耳机及耳机盒等)、视听设备(投影仪等)、家电产品和汽车内外饰中。水性UV涂料在消费电子产品和可穿戴设备应用中推广得更早、更多,除了需要提供外壳保护作用之外,涂层外观、手感、耐污性、耐磨、耐化学品性等也需要满足实际应用要求。从客户群看,国际品牌终端应用水性UV涂料的比重很大,这些公司的水性UV涂料使用量已经远远大于油性UV涂料;而中国本土品牌制造商推广水性UV涂料的比重较小,这可能源于他们的代工厂设备目前大多是为油性涂料施工设计准备的,如直接替换水性涂料施工设备将会带来较大成本压力,加上水性UV涂料在性能上也略差于油性UV,中国本土终端制造商油转水的动力较小,除非来自于政府法律法规的要求。从外观看,水性带色UV单涂漆(60°角光泽约在10~20°)和水性哑光UV清漆(60°角光泽约在4~6°)使用量较大,而水性高光UV清漆(60°角光泽>85°)使用量较小。
消费电子产品和可穿戴设备对水性UV涂料的应用主集中在国际品牌终端,而且主要应用在水性带色UV单涂漆和水性亚光UV清漆。在化妆品、家电、汽车内外饰等领域,水性UV涂料还在起步试用或者少量应用阶段,暂未大量推广,而大面积的使用有待于技术进步和市场的需求增加。
2023年全球UV涂料市场2033年将达到67.80亿美元
2023年全球UV涂料市场的估值将达到40.6594亿美元,预计到2033年将达到67.80亿美元,在预测期内,复合年增长率为5.2%。
2023年全球UV涂料市场的估值将达到40.6594亿美元,预计到2033年将达到67.80亿美元,在预测期内,复合年增长率为5.2%。
UV涂料的最终用户
目前,对汽车美学的日益关注正在推动汽车行业的UV漆涂料销售。就终端用户而言,汽车行业预计将占全球UV涂料市场的主导份额。
在预测期内,汽车行业对UV涂料的需求预计将上升,复合年增长率为5.9%。在汽车行业,辐射固化技术正越来越多地用于各种塑料基材喷涂。
汽车制造商正在将汽车内饰从压铸金属转向塑料材质,因为后者降低了整体车辆的重量,这有助于减少油耗和二氧化碳排放,同时也提供了不同的审美效果。预计这将在预测期内继续推动该细分市场的销售。
家具UV涂料施工方式及行业应用
家具UV涂料施工方式
UV腻子漆
UV固化腻子通常用于表面平滑度较差的木材,如刨花板、纤维板等,漆作用是填充底材小孔及微细缺陷,密封底材表面,使随后涂装的装饰性涂料不会被吸入而引起的不平整,从而为粗材质材料提供光滑的表面。UV腻子漆固化速度快、加工物件表面干爽、可降低砂磨操作的次数,提高了产品的竞争力。在使用UV腻子漆时,需要先用粗砂纸对基材表面进行打磨清洁,然后采用刮涂的方式进行涂布,UV辐照5-6秒固化,再以280#~400#砂纸打磨,然后涂覆UV漆以及面漆。打磨的目的在于提高层间附着力。
UV底漆
UV底漆应用于表面较为光滑平整的木材表面。涂装工艺主要包括刷涂、喷涂或淋涂等几种法。涂覆一层UV底漆后,低黏度的涂料可以向木材细小开孔渗透,通过膜层的折射效果保留并强化木纹和孔粒结构的自然美感,UV光辐照7-8秒固化,固化后,经砂纸打磨后,再用UV 面漆罩光固化,获得平整、光滑饱满的罩光效果。其打磨目的也是在于提高层与层之间的附着力。
UV面漆
UV面漆广泛应用于天然木材或木饰面,产生高光泽闭纹或亚光纹路的涂饰效果。面漆涂层除了起到美化装饰作用以外,还赋予许多特殊的性能,比如:耐磨、耐溶剂、耐热、耐特殊化学品等。涂装工艺主要包括刷涂、喷涂或淋涂等,UV光辐照8-10秒钟固化直接成型。附:木器涂装要求木材作为被涂物与其它物质相比,容易涂饰,且装饰效果美观大方。但是木材对湿度、温度特别敏感,易受影响而膨胀/收缩,处理不当造成开裂。一般在20℃,湿度在75%以下,木材含水量 20%以下进行涂装。
行业应用
家具行业长期使用的涂料主要是PU、PE、NC涂料等,通过喷涂施工,效率低、成本高,不仅污染环境,并且影响施工人员的健康。UV涂料具有绿色环保、成本低廉、便于机械化操作、效率高等诸多优点,越来越引起人们的注意,被称为“21世纪的绿色工业新技术”。
近年使用UV涂料的厂家越来越多,这也将会是未来的发展趋势。家具厂在引进UV设备生产线的时候,不能随波逐流,要根据自己的具体情况,决定投入和回报。
家具用UV涂料优点
家具用UV涂料优点
1、UV涂料使用专业UV油漆,UV油漆有别于普通家具企业常用的PU漆、PE漆及NC漆,是真正绿色环保的油漆,不含任何挥发物质,UV涂装生产线上生产的产品绿色、健康、环保。
2、UV漆漆膜是立体状结构,硬度大,耐磨性好,透明度好,因此诞生于UV涂装生产线的产品耐刮碰、耐摩擦,经得起时间的考验。
3、UV涂料上的机械化设备克服了人工操作中的人为因素,使产品色差较小,质量稳定。
4、UV涂料在涂装过程中,将板材中的有害物质分解,并通过紫外线光固化机烘干处理,产品更健康环保。



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