UV膠的固化原理

一、UV膠粘劑固化原理

      UV膠由預聚物、活性單體、光引發(fā)劑（光敏劑）、交聯(lián)劑等材料配制而成，在未經紫外線照射前一般呈黏性液體的狀態(tài)。當紫外光照射到UV膠時，其中的光引發(fā)劑的鍵吸收能量斷裂，分解成活性自由基，活性自由基引發(fā)單體聚合、交聯(lián)反應，使UV膠在數(shù)秒鐘內由液態(tài)轉化為固態(tài)，是樹脂聚合并成型的過程。

二、UV光固化組成成分

      預聚物：30~50%丙烯酸酯，預聚物有：環(huán)氧丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯，聚醚丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，丙烯酸樹脂等。

      單體：40~60%，單體有：單官能（IBOA,IBOMA,HEMA等），二官能（TPGDA,HDDA,DEGDA,NPGDA等），三官能及多官能（TMPTA,PETA等）

      光引發(fā)劑：1~6%，引發(fā)劑有：1173，184，907，二苯甲酮等。

      助劑：0.2~1%，助劑有：表面活性劑。

三、UV光固化優(yōu)勢

      安全：采用低毒性的丙烯酸酯等材料制作，無溶劑，無 VOC揮發(fā)物，對環(huán)境空氣無污染；

      經濟：相比熱固化，使用紫外光固化的能量利用率高，可節(jié)省最高90%的能量；快速：固化速度快，幾秒至幾十秒即可完成固化，有利于自動化生產線，提高勞動生產率；

      易用：設備簡單，使用方便，工廠大批量生產和家庭小范圍使用都適合；

      相容：和材料的粘結性好，可以與對溫度、濕度敏感的材料結合；

     可調：樹脂的分子量、交聯(lián)程度可以通過原料和光照調節(jié)。

UV膠的六種主要應用類別

一、UV壓敏膠（PSA）

      現(xiàn)PSA目前都是經過溶液涂布、干燥和化學反應制得，超過60%的溶劑要揮發(fā)、燃燒掉，排放高、生產過程長、效率低，產品中還可能殘留溶劑等有害化學品。用UV固化方式生產PSA，將無溶劑的液態(tài)成分涂布在基材上后，用UV光照射進行光聚合就制成，無需熱烘道，生產線簡化，生產過程環(huán)保，幾乎零排放，生產效率也大大提高。

      PSA的產品形式多樣，從裝飾膜、各種保護膜到工程結構膠帶，用途非常廣，在廣告板、電子產品到高端包裝盒中都要用到。

二、UV復合膠

      食品、飲料和一些生物醫(yī)藥制品需要高阻隔軟包裝，包裝材料的阻隔性決定和影響可食用的時間。高阻隔包裝材料由塑料薄膜與紙張、金屬膜復合制成，具有強度高、隔氧和隔水性好、安全衛(wèi)生無毒、適應印刷的特點，能耐凍和耐120℃高溫。

     目前軟包裝行業(yè)的復合膠幾乎都是溶劑型粘合劑，溶劑的質量＞70％，復合過程經由涂布、溶劑揮發(fā)、復合、存放和熟化的工藝步驟，除了易燃、易爆，排放高、生產過程長、效率低，復合膜中還殘留有溶劑。每到精美包裝需求旺盛、交貨急的節(jié)日時段，許多復合包裝膜并沒有充分反應和徹底揮發(fā)干凈溶劑就交付使用，殘留的溶劑和未反應完全的化學物質可能滲透、污染食品，這是目前仍有不少醫(yī)藥和食品包裝物的健康指標不達標的一個主要原因。水性粘合劑雖然無溶劑，但干燥慢、生產效率低，對塑料的粘接性能也不理想。

      用UV粘合劑取代溶劑型粘合劑，不僅復合膜的生產效率將會大大提高，由原來的幾小時的生產過程減小到一分鐘就可完成；UV粘合劑不含溶劑，無揮發(fā)，無有害殘留物，更可以保證復合膜達到食品、醫(yī)藥等包裝材料的健康和衛(wèi)生要求。等溶劑揮發(fā)幾個甚至幾十個小時，在此期間施工場所不能使用，若使用光固化粘合劑則不存在這樣的問題，可以先將光固化膠涂布在地面上，自流平后用紫外光照使其固化，表面具有粘性，然后將PVC地板鋪上即可立即使用，不僅大大縮短了施工周期，而且整個生產過程沒有溶劑揮發(fā)，不污染室內空氣。

三、UV建筑膠

      安全玻璃主要采用聚乙烯醇縮丁醛膠片為粘接材料，經過真空脫氣和熱壓的工藝將玻璃片粘接而成，總生產時間需要約十多個小時。采用封邊、灌膠、自然光下存放數(shù)十分鐘完成光聚合的液態(tài)粘貼方式生產夾膠安全玻璃，也已經有較長的時間，但目前還是非主流產品，主要用在低端安全玻璃市場。液態(tài)粘接方式不能廣泛接受的原因，主要是UV膠的性能還不足，安全性缺乏可信賴的數(shù)據。UV膠在建筑領域的增長勢頭良好，商店廚窗和裝修、彩色玻璃都在使用UV膠。隨著性能的提高，UV建筑膠將有很大的發(fā)展。

      近年來PVC石塑地板的應用在國內得到快速發(fā)展，施工方法是先在施工地面上刮平一層粘合劑，然后將PVC地板粘接上去。PVC塑料地板膠主要可分為水乳型、溶劑型、反應型3大類。水乳型膠粘劑以水為分散介質，產品無毒，成本低。但耐水性差，一般經水浸泡后，粘接力大幅下降，如水性丙烯酸酯。溶劑型膠粘劑主要是聚醋酸乙烯系和氯丁橡膠系膠粘劑。反應型則有聚氨酯系列膠粘劑。這類粘合劑施工后都需要。

四、UV電子膠

      電子產品領域已經大量使用UV膠，包括排線定位、管腳密封、液晶面板的制備、手機按鍵等，UV固化粘接是電子產品制造中必用的技術手段。隨著電子產品的薄層化以及有機光電子器件、柔性可彎曲顯示器件的出現(xiàn)，適應卷對卷工藝的UV粘合劑有巨大的需求。UV固化的高效、快速、及時、可控制性的特點將充分顯現(xiàn)。

五、UV光學膠

      觸摸屏目前是UV光學膠的最大單一應用。觸摸屏中的UV光學膠有3個功能：粘接、增加透光性和提高抗沖能力，需要滿足嚴格的性能要求，包括顏色、耐候和環(huán)境穩(wěn)定性、電器性能、光學性能等。觸摸屏貼合涉及的粘接材質主要有：玻璃、ITO導電層、PET、 PMMA、PC等。當觸摸屏采用藍寶石用后，為提高透光性將需要更高折射率的UV膠。

 目前用于觸摸屏的有液態(tài)（LOCA）和固態(tài)（OCA）光學膠，前者用程序控制點膠機點膠，蓋上玻璃蓋板、流平和充滿后透過蓋板固化，具有填充性好、施膠方便的優(yōu)點，但需要做溢膠清理；OCA是無基材的雙面PSA，上下都是離型膜，使用時先去除輕離型膜進行貼合，然后去除重離型膜再與另一粘接面貼合。早先的觸摸屏采用的液態(tài)膠是熱固化，生產過程長，效率低，現(xiàn)在已經全部轉變?yōu)閁V固化膠。目前的OCA還是采用傳統(tǒng)的溶劑型膠經過涂布、干燥、熱交聯(lián)工藝生產，烘道長，灰塵等引起的瑕疵多。改用UV固化工藝將大大提高生產效率、降低設備投入和生產成本。

六、UV醫(yī)用膠

      UV膠在醫(yī)療領域有極大的增長空間，例如醫(yī)用壓敏膠或膠帶改為UV固化制備，可以形成系列產品。