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行業(yè)現(xiàn)狀

根據(jù)專業(yè)預(yù)測，全球UV固化涂料市場預(yù)計將從2020年的65億美元增長到2025年的114億美元，復(fù)合年增長率為12%。UV涂料可提供高光澤的表面，環(huán)保、耐磨、快干，具有多種性能。環(huán)境法規(guī)持續(xù)出臺驅(qū)動了綠色涂料在行業(yè)的日益普及，市場對UV固化涂料的需求也隨之增加，但在COVID-19大流行期間，電子和工業(yè)涂料行業(yè)的銷量下滑，影響了對UV固化涂料的需求涂料在線coatingol.com。

由于日益嚴(yán)格的減排法規(guī)，UV固化涂料在歐洲和北美等地區(qū)的接受度更高，但在亞太和MEA（中東和非洲）地區(qū)還待進(jìn)一步發(fā)展。UV光固化技術(shù)大體分為UV自由基和UV陽離子兩種體系， UV陽離子涂料憑借優(yōu)良的加工性能在金屬罐聽、卷鋼以及軟包裝行業(yè)廣泛應(yīng)用，主要市場目前同樣在歐美地區(qū)。

體系差別

UV陽離子與UV自由基材料差別很大，但總體組成類似。陽離子體系以環(huán)氧類材料為主，但普通雙酚A型環(huán)氧反應(yīng)速度較慢，以脂環(huán)族環(huán)氧類/氧雜環(huán)丁烷類材料應(yīng)用較多；自由基體系商業(yè)化現(xiàn)已非常成熟，以環(huán)氧/聚酯/聚氨酯改性的丙烯酸酯類材料可提供更多選擇的解決方案。

UV陽離子體系相對自由基體系可選用的原材料種類較少，聚合物以低粘度的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為主。以脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為例：

在UV涂料行業(yè)中各純度規(guī)格的TTA21是最主要的產(chǎn)品。隨著陽離子UV涂料/的應(yīng)用持續(xù)顯著增長，可以預(yù)見到以TTA21為代表的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的用量將越來越大。

性能差別

在油墨/涂料的具體產(chǎn)品應(yīng)用中，除了都需要紫外光來提供固化能量，兩種體系在性能表現(xiàn)和反應(yīng)特性上體現(xiàn)出較大的差異：

1.氧阻聚效應(yīng)

UV陽離子體系沒有氧阻聚的影響，但比較怕水，濕氣會影響陽離子體系的固化效率；UV自由基則反之，受到氧阻聚影響較大。

2.基材附著力

通常在比較難附著的基材表面，如玻璃/金屬/高密度塑膠，UV陽離子比UV自由基有更好的附著力表現(xiàn)。

3.體積收縮率

UV自由基體系配方的固化收縮率一般在10%以上，而UV陽離子體系可以把收縮率控制在1-3%，是解決體積收縮的好方案。

4.暗固化特性

UV陽離子體系在停止光源照射后可繼續(xù)向內(nèi)層反應(yīng)，完成材料的后固化，這就是暗固化特性，很適合做厚涂的應(yīng)用，加熱對陽離子后固化速度的提升有明顯幫助；UV自由基則是個即停即止的反應(yīng)體系。

5.接觸安全性

UV陽離子體系的反應(yīng)程度接近100%，安全性可通過REACH/FDA檢測認(rèn)證，可應(yīng)用于食品包裝等相關(guān)領(lǐng)域。

6.光固化速度

一般情況下UV自由基體系的固化速度比陽離子體系要快，受氧阻聚影響的產(chǎn)品陽離子表干會更快，但實干速度不如自由基，可以通過加熱促進(jìn)反應(yīng)，最終可以達(dá)到一個非常好的完成度。

配方注意事項

UV陽離子體系可以以任意比例與UV自由基體系共混，稱為UV混雜體系，可改善UV陽離子相對固化速度慢和UV自由基收縮大、受氧阻聚影響等缺點，相同膜厚情況下各體系固化能量差別不大。

UV陽離子體系是靠引發(fā)劑產(chǎn)生的Lewis強酸做活性點進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)，配方里常見會影響到引發(fā)劑活性的材料主要是偶氮類的有機顏料（可通過改性做保護(hù)），與自由基混雜時TPO/819/907等結(jié)構(gòu)含P、S等元素的引發(fā)劑，以及類似115的多級胺。

濕度對UV陽離子體系固化的影響較大，控制環(huán)境濕度在50%以內(nèi)為宜；同時加熱會加快反應(yīng)速度。