专利名称：含微量光引发剂的涂层及其固化方法
技术领域：
本发明涉及一种含微量光引发剂的涂层及其固化方法。
背景技术：
在涂层固化领域，主要有热固化、紫外光固化和电子束固化三种方式。目前大多采用热固化，部分采用紫外光固化、电子束固化方式。热固化原理，就是通过加热，使涂料中的稀释剂和溶剂组分挥发，树脂凝固附着在基材表面的一种涂层固化方法，这种方法对基材的前处理要求很高，并且能耗极大，溶剂挥发污染环境，生产作业需要对人员进行防护。热固化技术具有设备投资少、工艺简单、适用范围广的优点，但同时存在着固化时间长、能耗高、效率低、环保压力大的缺点。紫外光固化原理，是在特殊配方的树脂中加入光引发剂(或光敏剂)，经过吸收紫外线光固化设备中的高强度紫外光后，产生活性自由基，从而引发聚合、交联和接枝反应， 使树脂在数秒内由液态转化为固态。紫外光固化属于能量固化，设备投资较少，工艺较简单，缩短了固化时间、降低了能耗，一定程度上提高了效率，但未能很好的解决环保压力，同时还存在着易发生黄变，对深色系固化效果不明显的局限性。电子束固化原理，是在电子束的轰击下，单体和低聚物上的双键被强制打开，产生自由基并完成聚合。电子束固化也属于能量固化，有着固化时间短、能耗低、极大地提高效率、环保无污染的优点，但通常需氮气保护，存在设备投资较大的问题。因此，在对基材涂层进行固化的工艺过程中单独采用以上任何一种方式，均存在效率、环保以及经济上的局限性。国外已有组合应用紫外光和电子束进行涂层固化的技术方面的研究和报道，所使用的光引发剂为3%。由于涂层树脂所用的低分子量光引发剂具有一定毒性，对皮肤有一定的刺激性，而且容易挥发和迁移，给被包装食品带来难闻气味，甚至毒性，对人体健康是一种威胁。因此，进一步减少涂层中的光引发剂用量，以及在减少光引发剂用量的同时，实现良好的涂层固化效果，需要进一步研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种含微量光引发剂的涂层及其固化方法，有效满足人们对涂层固化的高安全、高效率、低能耗、低成本的要求。为解决上述技术问题，本发明提供一种含微量光引发剂的涂层，其特征在于，所述涂层的主要成分为不饱和聚酯树脂或者丙烯酸型低聚物、丙烯酸单酯及多酯化合物，以及光引发剂，所述光引发剂的质量占比为0. 1% 1%。本发明所述含微量光引发剂的涂层的固化方法，其特征在于，包括以下步骤
a.在基材上用印刷、涂布、辊涂、复合工艺覆着所述涂层；
b.用紫外光照射所述涂层，使所述涂层表干；
c.所述基材以1 10米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，所述电子加速器产生电子束能量IOOkeV 150keV，束流线密度1 3mA/cm的低能电子束，所述低能电子束辐照所述表干涂层，使所述涂层瞬时固化。所述基材为金属薄板、纸张、塑料、竹木、织物、光纤、皮革、挠性线路板。优选的，所述金属薄板为厚度0. 10 1.00毫米的镀锡薄钢板、镀铬薄钢板、铝箔。本发明的有益效果是相对于目前的现有技术而言，有着如下的几个优点(1)涂层的固化时间短，效率高，能耗低。(2)涂层的固化率可达100%，不含VOC(有机挥发物)，与普通涂料体系相比，无环境污染，更有利环保。(3)固化过程中无溶剂挥发，固化膜均勻，表面光洁，具有良好的使用性能和外观美感。(4)固化效果好，适用于所有色系，对色系无偏好，不会发生黄变。(5)冷固化，没有系统的热惯性，设备输出功率可以跟随生产线速度的变化而变化，操作简便，容易控制，有很高的精确度和可重复性。(6)涂层中的化学物质在固化过程中通过交联反应形成了高分子立体网状聚合物，因而固化表面具有很强的耐化学性能、耐摩擦性能和耐候性的特点。(7)与单一电子束固化相比无需氮气保护，降低了系统结构的复杂性，节约了设备的投资，运行能耗及成本，具有适用各种基材外形、尺寸的普遍性， 从而满足流水线作业的需求。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明组合应用紫外光和电子束进行涂层固化的方法做详细的说明。实施例1
在厚度1.00毫米的镀锡薄钢板上用印刷、涂布、辊涂、复合工艺覆着上添加光引发剂的不饱和聚酯树脂，光引发剂的质量占比为0. 88% ；用紫外光进行表干；然后将镀锡薄钢板 5米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生电子束能量 lOOkeV，束流线密度1. 5mA/cm的低能电子束，低能电子束辐照表面干燥的表面涂层0. 03 秒，使表面涂层100%固化。实施例2
在厚度0. 8毫米的镀铬薄钢板上用印刷、涂布、辊涂、复合工艺覆着上添加光引发剂的不饱和聚酯树脂，光引发剂的质量占比为0. 3% ；用紫外光进行表干；然后将镀铬薄钢板以 9米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生电子束能量 150keV，束流线密度2. 7mA/cm的低能电子束，低能电子束辐照表面干燥的表面涂层0. 02 秒，使表面涂层100%固化。实施例3
在厚度0.1毫米的铝箔上用印刷工艺覆着上添加光引发剂的丙烯酸型低聚物、丙烯酸单酯及多酯化合物，光引发剂的质量占比为0. 2% ；用紫外光进行表干；然后将铝箔以7 米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生电子束能量 150keV，束流线密度2mA/cm的低能电子束，低能电子束辐照表面干燥的表面涂层0. 017秒， 使表面涂层100%固化。实施例4
在厚度0.1毫米的纸张上用涂布覆着上添加光引发剂的不饱和聚酯树脂，光引发剂的质量占比为0. 1% ；用紫外光进行表干；然后将纸张以5米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生电子束能量120keV，束流线密度1. 5mA/cm的低能电子束，低能电子束辐照表面干燥的表面涂层0. 03秒，使表面涂层100%固化。实施例5
在皮革上用辊涂、复合工艺覆着上添加光引发剂的不饱和聚酯树脂，光引发剂的质量占比为1% ；用紫外光进行表干；然后将皮革以6米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生电子束能量140keV，束流线密度1.8mA/cm的低能电子束，低能电子束辐照表面干燥的表面涂层0. 025秒，使表面涂层100%固化。实施例6
在塑料基材上用复合工艺覆着上添加光引发剂的丙烯酸型低聚物、丙烯酸单酯及多酯化合物，光引发剂的质量占比为0. 15% ；用紫外光进行表干；然后将塑料基材以1米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生电子束能量130keV，束流线密度0. 3mA/cm的低能电子束，低能电子束辐照表面干燥的表面涂层0. 075秒，使表面涂层100%固化。实施例7
在竹木基材上用辊涂、复合工艺覆着上添加光引发剂的丙烯酸型低聚物、丙烯酸单酯及多酯化合物，光引发剂的质量占比为0. 25%;用紫外光进行表干；然后将竹木基材以4 米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生电子束能量 llOkeV，束流线密度1. 2mA/cm的低能电子束，低能电子束辐照表面干燥的表面涂层0. 04 秒，使表面涂层100%固化。实施例8
在织物上用涂布工艺覆着上添加光引发剂的不饱和聚酯树脂，光引发剂的质量占比为 0. 7% ；用紫外光进行表干；然后将织物以10米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生电子束能量150keV，束流线密度3mA/cm的低能电子束，低能电子束辐照表面干燥的表面涂层0. 015秒，使表面涂层100%固化。实施例9
在光纤上用复合工艺覆着上添加光引发剂的不饱和聚酯树脂，光引发剂的质量占比为 0. 6% ；用紫外光进行表干；然后将光纤以7米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生电子束能量150keV，束流线密度2. ImA/cm的低能电子束，低能电子束辐照表面干燥的表面涂层0. 02秒，使表面涂层100%固化。实施例10
在挠性线路板上用涂布工艺覆着上添加光引发剂的丙烯酸型低聚物、丙烯酸单酯及多酯化合物，光引发剂的质量占比为0. 27% ；用紫外光进行表干；然后将织物以3米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生电子束能量150keV，束流线密度ImA/cm的低能电子束，低能电子束辐照表面干燥的表面涂层0. 05秒，使表面涂层 100%固化。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种含微量光引发剂的涂层，其特征在于，所述涂层的主要成分为不饱和聚酯树脂或者丙烯酸型低聚物、丙烯酸单酯及多酯化合物，以及光引发剂，所述光引发剂的质量占比为 0.1%-1%。
2.—种权利要求1所述的含微量光引发剂的涂层的固化方法，其特征在于，包括以下步骤a.在基材上用印刷、涂布、辊涂、复合工艺覆着所述涂层；b.用紫外光照射所述涂层，使所述涂层表干；c.所述基材以1 10米/秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，所述电子加速器产生电子束能量IOOkeV 150keV，束流线密度1 3mA/cm的低能电子束，所述低能电子束辐照所述表干的涂层，使所述涂层瞬时固化。
3.根据权利要求2所述的基材涂层固化方法，其特征在于所述基材为金属薄板、纸张、塑料、竹木、织物、光纤、皮革、挠性线路板。
4.根据权利要求3所述的基材涂层固化方法，其特征在于所述金属薄板为厚度 0. 10 1. 00毫米的镀锡薄钢板、镀铬薄钢板、铝箔。
全文摘要
本发明涉及一种含微量光引发剂的涂层，其涂层的主要成分为不饱和聚酯树脂或者丙烯酸型低聚物、丙烯酸单酯及多酯化合物，以及光引发剂，光引发剂的质量占比为0.1%～1%。本发明还提供该种涂层的固化方法，包括在基材上用印刷、涂布、辊涂、复合工艺覆着所述涂层；用紫外光照射所述涂层；基材以1～10米／秒的线速度通过处于空气环境中的自屏蔽电子加速器，电子加速器产生低能电子束辐照涂层，使涂层瞬时固化。本发明具有生产过程无异味，残留的微量光引发剂满足食品包装的要求，成本低，生产效率高的优点，适用于所有色系的涂层固化生产。
文档编号C09D4/02GK102304318SQ20111020451
公开日2012年1月4日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者严鹏程, 冯敬涛, 刘平, 彭鑫, 李琦, 王静, 贾朝伟, 郑邦文 申请人:湖北久瑞核技术股份有限公司