信息摘要:
其次,我们所探讨的UVLED光源和设备是辐射固化的一个工具, 脱离了应用的需求去谈论一个工具的好坏也无有是处 。就像你开辆法拉利,在眉飞色舞的说它的流线型如何如何的漂亮,
其次,我们所探讨的UVLED光源和设备是辐射固化的一个工具,脱离了应用的需求去谈论一个工具的好坏也无有是处。就像你开辆法拉利,在眉飞色舞的说它的流线型如何如何的漂亮,0-100km的加速时间只需要3秒多的时候,旁边一位开牧马人的跟你说“兄弟,咱们去越个野?”所以我们在探讨各项性能指标的时候,更加重要的是我们需要搞清楚,我们需要什么样的指标参数,然后怎么去实现。
我们必须要认识到一点,没有完美的东西,任何东西都有其特点,有其能力的边界,我们做应用研究,最重要的是把有限的资源发挥最大的作用,认识到每个产品、每种技术的优点缺点,根据我们实际应用的具体需求,找出最合适、最可行的方案。
回到辐射固化上面,我们目前用UVLED固化,从UV材料的角度看,主要涉及到三个大的应用领域的固化,涂料、油墨、胶粘剂(3D打印可以另开专题讨论),UV涂料目前主要是在木器家具的涂装上面应用,UV油墨主要在丝印、胶印、喷绘等印刷行业应用,UV胶粘剂涉及到电子、汽车等诸多领域的应用。每一个行业由于施工条件和应用领域的不同,对施工时的材料性能要求也不同,对固化后的涂层的性能要求也不同,除了对材料配方的设计千变万化以外,对固化用的LED光源的参数也是有所不同的。
在木器家具涂装领域,有腻子、底漆、面漆,有透明涂料,有实色涂料,每道工序对漆膜的性能要求不一样,对LED光源的波长、光强、总做功这三大要素的要求也就不一样。底漆要求的是更好的打磨性,面漆要求的是更高的丰满度和硬度,更好的耐磨、耐刮伤性能,所以底漆我们只需要单波长的光源,对光功率密度的要求也没那么高,而面漆则最好是多波长组合(搭配不同的引发剂,抗氧阻聚,兼顾表干和实干),并且在同样的总做功下需要更高的光功率密度。像透明涂料,可能我们的配方设计只需要365nm或者395nm波长的光源就可以实现固化,但是假如我们做白色涂料(填料为金红石型钛白粉),由于钛白粉在365nm处有强吸收,这样就容易导致厚涂层的深层固化不好,必须要搭配395nm的光源才能很好的固化。
而在油墨印刷行业,跟涂料涂装又有很大的差异。油墨比涂料的色彩更加丰富鲜艳,油墨印刷比涂料涂装的涂层厚度要小得多,油墨印刷比涂料涂装要求的速度更快,油墨固化后的涂层更加注重的是附着力和柔韧性,而涂料固化后的涂层更加注重的是硬度和耐磨耐刮性。因为施工工艺和对漆膜性能要求的巨大差异,必然带来配方设计的多样化,同时也对光源的要求也各有不同。举个简单的例子,为什么在油墨印刷行业,用得最多的是385nm波长的LED光源?这里面的道理,很多做UV油墨研发的前辈都已经用大量的实验数据证明过了,主要是涉及到LED波长、光引发剂和颜料的透光窗口的问题。我记得中科院杨永源杨老师很早以前的一篇报告就已经很系统的讲过这个问题,大家有兴趣的话可以自己去看相关的资料,这里就不细说了。
再谈谈胶粘剂的问题。简单的举个例子,按胶粘剂的使用环境,有分粘接后固化和固化后粘接两种。两种不同的应用,对固化效果的要求各有千秋,倒过来的也就对LED光源有了不同的需求。这方面的差异,胶粘剂行业的研发人员应该也深有体会。
另外,还补充一点,关于LED光源是COB方式更好还是灯珠方式最好的问题,我发现很多LED的同行在介绍自己的产品的优点的时候,都会宣称自己的是COB方式,这可能会给对LED的认识不那么深刻的UV同行带来一些误解,以为COB就是最好的。再次强调,没有最好,只有最合适,这才是LED光源设计的正确思路。COB有COB的优点,也有它的不足之处,灯珠有灯珠的长处,但是也有它的缺陷。前面说过,离开了应用去谈技术的好坏,没有实际意义。在油墨印刷行业,COB可能是比较理想的方案,因为照射距离比较近,COB能够提供近距离高光强高均匀性的光输出,而当照射距离变长,COB方式不好进行二次光学设计的弊端就出来了;而在家具涂装行业,灯珠的方案则更理想,因为家具涂装要求在5-15cm的区间的光输出有足够高的光强和均匀性,但是在2cm距离以内,灯珠方案的光斑均匀性又略有不足。并没有一个方案可以适应所有的应用场合,所以我们更加需要的是方案的设计能力,而不是说有一套多么厉害的光源或者设备。
UVLED光源跟传统的汞灯光源最大的不同是,汞灯的发射光谱和各波长的比例基本是固定的,只有功率大小的区别,而LED是配方型的,可以根据需要自由搭配组合,为精准固化提供了更多的选择。当然,基于目前LED的技术发展情况,我们可以做的选择还很有限,但是我相信在LED和UV的同行们的共同努力之下,前途是光明的,未来是美好的。
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