專利名稱：含微量光引發(fā)劑的涂層及其固化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含微量光引發(fā)劑的涂層及其固化方法。
背景技術：
在涂層固化領域，主要有熱固化、紫外光固化和電子束固化三種方式。目前大多采用熱固化，部分采用紫外光固化、電子束固化方式。熱固化原理，就是通過加熱，使涂料中的稀釋劑和溶劑組分揮發(fā)，樹脂凝固附著在基材表面的一種涂層固化方法，這種方法對基材的前處理要求很高，并且能耗極大，溶劑揮發(fā)污染環(huán)境，生產作業(yè)需要對人員進行防護。熱固化技術具有設備投資少、工藝簡單、適用范圍廣的優(yōu)點，但同時存在著固化時間長、能耗高、效率低、環(huán)保壓力大的缺點。紫外光固化原理，是在特殊配方的樹脂中加入光引發(fā)劑(或光敏劑)，經過吸收紫外線光固化設備中的高強度紫外光后，產生活性自由基，從而引發(fā)聚合、交聯(lián)和接枝反應， 使樹脂在數秒內由液態(tài)轉化為固態(tài)。紫外光固化屬于能量固化，設備投資較少，工藝較簡單，縮短了固化時間、降低了能耗，一定程度上提高了效率，但未能很好的解決環(huán)保壓力，同時還存在著易發(fā)生黃變，對深色系固化效果不明顯的局限性。電子束固化原理，是在電子束的轟擊下，單體和低聚物上的雙鍵被強制打開，產生自由基并完成聚合。電子束固化也屬于能量固化，有著固化時間短、能耗低、極大地提高效率、環(huán)保無污染的優(yōu)點，但通常需氮氣保護，存在設備投資較大的問題。因此，在對基材涂層進行固化的工藝過程中單獨采用以上任何一種方式，均存在效率、環(huán)保以及經濟上的局限性。國外已有組合應用紫外光和電子束進行涂層固化的技術方面的研究和報道，所使用的光引發(fā)劑為3%。由于涂層樹脂所用的低分子量光引發(fā)劑具有一定毒性，對皮膚有一定的刺激性，而且容易揮發(fā)和遷移，給被包裝食品帶來難聞氣味，甚至毒性，對人體健康是一種威脅。因此，進一步減少涂層中的光引發(fā)劑用量，以及在減少光引發(fā)劑用量的同時，實現(xiàn)良好的涂層固化效果，需要進一步研究。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種含微量光引發(fā)劑的涂層及其固化方法，有效滿足人們對涂層固化的高安全、高效率、低能耗、低成本的要求。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種含微量光引發(fā)劑的涂層，其特征在于，所述涂層的主要成分為不飽和聚酯樹脂或者丙烯酸型低聚物、丙烯酸單酯及多酯化合物，以及光引發(fā)劑，所述光引發(fā)劑的質量占比為0. 1% 1%。本發(fā)明所述含微量光引發(fā)劑的涂層的固化方法，其特征在于，包括以下步驟
a.在基材上用印刷、涂布、輥涂、復合工藝覆著所述涂層；
b.用紫外光照射所述涂層，使所述涂層表干；
c.所述基材以1 10米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，所述電子加速器產生電子束能量IOOkeV 150keV，束流線密度1 3mA/cm的低能電子束，所述低能電子束輻照所述表干涂層，使所述涂層瞬時固化。所述基材為金屬薄板、紙張、塑料、竹木、織物、光纖、皮革、撓性線路板。優(yōu)選的，所述金屬薄板為厚度0. 10 1.00毫米的鍍錫薄鋼板、鍍鉻薄鋼板、鋁箔。本發(fā)明的有益效果是相對于目前的現(xiàn)有技術而言，有著如下的幾個優(yōu)點(1)涂層的固化時間短，效率高，能耗低。(2)涂層的固化率可達100%，不含VOC(有機揮發(fā)物)，與普通涂料體系相比，無環(huán)境污染，更有利環(huán)保。(3)固化過程中無溶劑揮發(fā)，固化膜均勻，表面光潔，具有良好的使用性能和外觀美感。(4)固化效果好，適用于所有色系，對色系無偏好，不會發(fā)生黃變。(5)冷固化，沒有系統(tǒng)的熱慣性，設備輸出功率可以跟隨生產線速度的變化而變化，操作簡便，容易控制，有很高的精確度和可重復性。(6)涂層中的化學物質在固化過程中通過交聯(lián)反應形成了高分子立體網狀聚合物，因而固化表面具有很強的耐化學性能、耐摩擦性能和耐候性的特點。(7)與單一電子束固化相比無需氮氣保護，降低了系統(tǒng)結構的復雜性，節(jié)約了設備的投資，運行能耗及成本，具有適用各種基材外形、尺寸的普遍性， 從而滿足流水線作業(yè)的需求。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明組合應用紫外光和電子束進行涂層固化的方法做詳細的說明。實施例1
在厚度1.00毫米的鍍錫薄鋼板上用印刷、涂布、輥涂、復合工藝覆著上添加光引發(fā)劑的不飽和聚酯樹脂，光引發(fā)劑的質量占比為0. 88% ；用紫外光進行表干；然后將鍍錫薄鋼板 5米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生電子束能量 lOOkeV，束流線密度1. 5mA/cm的低能電子束，低能電子束輻照表面干燥的表面涂層0. 03 秒，使表面涂層100%固化。實施例2
在厚度0. 8毫米的鍍鉻薄鋼板上用印刷、涂布、輥涂、復合工藝覆著上添加光引發(fā)劑的不飽和聚酯樹脂，光引發(fā)劑的質量占比為0. 3% ；用紫外光進行表干；然后將鍍鉻薄鋼板以 9米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生電子束能量 150keV，束流線密度2. 7mA/cm的低能電子束，低能電子束輻照表面干燥的表面涂層0. 02 秒，使表面涂層100%固化。實施例3
在厚度0.1毫米的鋁箔上用印刷工藝覆著上添加光引發(fā)劑的丙烯酸型低聚物、丙烯酸單酯及多酯化合物，光引發(fā)劑的質量占比為0. 2% ；用紫外光進行表干；然后將鋁箔以7 米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生電子束能量 150keV，束流線密度2mA/cm的低能電子束，低能電子束輻照表面干燥的表面涂層0. 017秒， 使表面涂層100%固化。實施例4
在厚度0.1毫米的紙張上用涂布覆著上添加光引發(fā)劑的不飽和聚酯樹脂，光引發(fā)劑的質量占比為0. 1% ；用紫外光進行表干；然后將紙張以5米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生電子束能量120keV，束流線密度1. 5mA/cm的低能電子束，低能電子束輻照表面干燥的表面涂層0. 03秒，使表面涂層100%固化。實施例5
在皮革上用輥涂、復合工藝覆著上添加光引發(fā)劑的不飽和聚酯樹脂，光引發(fā)劑的質量占比為1% ；用紫外光進行表干；然后將皮革以6米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生電子束能量140keV，束流線密度1.8mA/cm的低能電子束，低能電子束輻照表面干燥的表面涂層0. 025秒，使表面涂層100%固化。實施例6
在塑料基材上用復合工藝覆著上添加光引發(fā)劑的丙烯酸型低聚物、丙烯酸單酯及多酯化合物，光引發(fā)劑的質量占比為0. 15% ；用紫外光進行表干；然后將塑料基材以1米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生電子束能量130keV，束流線密度0. 3mA/cm的低能電子束，低能電子束輻照表面干燥的表面涂層0. 075秒，使表面涂層100%固化。實施例7
在竹木基材上用輥涂、復合工藝覆著上添加光引發(fā)劑的丙烯酸型低聚物、丙烯酸單酯及多酯化合物，光引發(fā)劑的質量占比為0. 25%;用紫外光進行表干；然后將竹木基材以4 米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生電子束能量 llOkeV，束流線密度1. 2mA/cm的低能電子束，低能電子束輻照表面干燥的表面涂層0. 04 秒，使表面涂層100%固化。實施例8
在織物上用涂布工藝覆著上添加光引發(fā)劑的不飽和聚酯樹脂，光引發(fā)劑的質量占比為 0. 7% ；用紫外光進行表干；然后將織物以10米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生電子束能量150keV，束流線密度3mA/cm的低能電子束，低能電子束輻照表面干燥的表面涂層0. 015秒，使表面涂層100%固化。實施例9
在光纖上用復合工藝覆著上添加光引發(fā)劑的不飽和聚酯樹脂，光引發(fā)劑的質量占比為 0. 6% ；用紫外光進行表干；然后將光纖以7米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生電子束能量150keV，束流線密度2. ImA/cm的低能電子束，低能電子束輻照表面干燥的表面涂層0. 02秒，使表面涂層100%固化。實施例10
在撓性線路板上用涂布工藝覆著上添加光引發(fā)劑的丙烯酸型低聚物、丙烯酸單酯及多酯化合物，光引發(fā)劑的質量占比為0. 27% ；用紫外光進行表干；然后將織物以3米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生電子束能量150keV，束流線密度ImA/cm的低能電子束，低能電子束輻照表面干燥的表面涂層0. 05秒，使表面涂層 100%固化。最后所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種含微量光引發(fā)劑的涂層，其特征在于，所述涂層的主要成分為不飽和聚酯樹脂或者丙烯酸型低聚物、丙烯酸單酯及多酯化合物，以及光引發(fā)劑，所述光引發(fā)劑的質量占比為 0.1%-1%。
2.—種權利要求1所述的含微量光引發(fā)劑的涂層的固化方法，其特征在于，包括以下步驟a.在基材上用印刷、涂布、輥涂、復合工藝覆著所述涂層；b.用紫外光照射所述涂層，使所述涂層表干；c.所述基材以1 10米/秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，所述電子加速器產生電子束能量IOOkeV 150keV，束流線密度1 3mA/cm的低能電子束，所述低能電子束輻照所述表干的涂層，使所述涂層瞬時固化。
3.根據權利要求2所述的基材涂層固化方法，其特征在于所述基材為金屬薄板、紙張、塑料、竹木、織物、光纖、皮革、撓性線路板。
4.根據權利要求3所述的基材涂層固化方法，其特征在于所述金屬薄板為厚度 0. 10 1. 00毫米的鍍錫薄鋼板、鍍鉻薄鋼板、鋁箔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含微量光引發(fā)劑的涂層，其涂層的主要成分為不飽和聚酯樹脂或者丙烯酸型低聚物、丙烯酸單酯及多酯化合物，以及光引發(fā)劑，光引發(fā)劑的質量占比為0.1%～1%。本發(fā)明還提供該種涂層的固化方法，包括在基材上用印刷、涂布、輥涂、復合工藝覆著所述涂層；用紫外光照射所述涂層；基材以1～10米／秒的線速度通過處于空氣環(huán)境中的自屏蔽電子加速器，電子加速器產生低能電子束輻照涂層，使涂層瞬時固化。本發(fā)明具有生產過程無異味，殘留的微量光引發(fā)劑滿足食品包裝的要求，成本低，生產效率高的優(yōu)點，適用于所有色系的涂層固化生產。
文檔編號C09D4/02GK102304318SQ20111020451
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權日2011年7月21日
發(fā)明者嚴鵬程, 馮敬濤, 劉平, 彭鑫, 李琦, 王靜, 賈朝偉, 鄭邦文 申請人:湖北久瑞核技術股份有限公司