本发明属于紫外固化涂料与油墨应用领域，尤其涉及一种紫外固化方法及其应用。
背景技术：
：传统的红外热固化方式的涂装方法已经面临挑战，漫长的固化时间、配方产品中有机溶剂的大量使用的问题、高昂的能源消耗等问题使得众多生产厂家难以提高产品附加值、扩展涂装应用范围，较高的固化温度也限制了相当一部分基材的使用，类如纸张、塑料等。人们迫切需要一款适应新形势下环保要求的全新的固化方案，紫外固化方案应运而生。工业用的uv波长从200nm到410nm为其应用范围，用紫外光(uv)来照射"uv照射可硬化的材料"而使它硬化的制程，称之为"uvcuringprocess(uv固化工艺)"。目前常用的紫外固化光源所发射的紫外波长对于紫外固化材料主要分为两个有效波段，表面固化波段为250-365nm，深层固化波段为365-410nm。由于uv固化工艺的特点，现有的uv固化产品固化速度快、涂膜交联密度高、因此产品的表面光泽高。这也就无法满足绒毛漆(涂料/油墨)柔软的触感及高弹性表面手感的要求。传统的绒毛漆是一种双组份溶剂型高弹性的手感油漆，涂装后的产品外观雾面透明、舒适高档，使得所装饰的产品表面效果更高贵典雅，涂层呈均匀凸凹状仿鹿皮绒毛的外观，给人以柔和滑润，华贵优雅的触感及高弹性表面手感；可恢复性、手感柔和、漆膜均匀滑爽和耐化学品性强是该种产品的最佳特性；而且具有吸音耐划伤、耐冲击性的特点，主要用皮革、塑胶等各类平光方面的表面处理，但是大量使用有机溶剂，不符合目前环保发展要求。为了达到绒毛的效果，必须使用绒毛粉这一特殊的效应材料，绒毛粉是由弹性聚合物微球组成的粉体，是指经特种硅树脂改性的着色或不着色的聚氨酯弹性微球，其单个直径在10-80mm之间。绒毛粉具有橡胶弹性，耐热、耐溶剂，抗酸碱及耐刮性均佳，可广泛适用于皮革、塑胶等各类平光、着色柔感的涂料。与适量弹性树脂配合，使涂膜产生绒面的感觉。技术实现要素：为了解决以上问题，本发明提供了一种可以用于木器、金属、纤维及皮革、塑料、玻璃和陶瓷等领域中紫外固化方法。紫外固化绒毛漆(涂料或油墨)及绒毛漆涂层(或墨层)的固化方法。一种紫外固化方法，包括如下步骤：(1)采用发射波长为175-245nm紫外固化光源进行表面照射；(2)采用发射波长为240-410nm的传统uv光源进行深层固化(优选固化3-5s)，或者使用发射波长为380nm、395nm、405nm等不同形式的led光源进行深层固化得到涂层表面绒毛的效果。本发明通过利用涂料(油墨)表层和深层固化速度不同步的特点，对涂料(油墨)的表层和底层的转化率进行控制，固化所得产品表面无光泽(光泽计0-1度)。通过使用本装置及固化方法，不但避免了有劲溶剂的大量使用对于环境危害这一社会问题，而且在相应的配方产品中不使用绒毛粉这一价格较高的材料，达到了降低成本的要求。本发明还提供了适用于紫外固化成绒毛漆的涂料，为一种高附着力高耐磨的uv固化绒毛漆(涂料/油墨)，以重量份计由如下组分组成：环氧丙烯酸酯树脂5～35份，聚氨酯丙烯酸酯树脂5～35份，活性稀释剂50～70份，光引发剂6～10份，助剂3～4份；所述活性稀释剂包括第一活性稀释剂、第二活性稀释剂，按质量份数计，二者用量比为2～3:1，其中，所述第一活性稀释剂为含乙氧基活性稀释剂，包括乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种；所述第二活性稀释剂为普通丙烯酸酯活性稀释剂，包括丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种；所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、二苯甲酮光敏剂与丙烯酸酯化活性胺的组合物中的至少一种；具体地，环氧丙烯酸酯树脂为市售(商品名)powerdream708、powerdream728、powerdream7183、powerdream7151中的至少一种；这些环氧丙烯酸酯树脂为双官能度环氧丙烯酸酯树脂，包括改性环氧丙烯酸酯树脂。聚氨酯丙烯酸酯树脂为市售(商品名)的powerdream2002、powerdream2022、powerdream2031、powerdream2665、powerdream2668、powerdream2668d、powerdreamled-uv6中的至少一种；其中，powerdream2002和powerdream2022为双官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂，powerdream2031为三官能度改性聚氨酯丙烯酸酯树脂，powerdreamled-uv6为四官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂，powerdream2665、powerdream2668和powerdream2668d为五官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂。活性稀释剂包括第一活性稀释剂、第二活性稀释剂，按质量份数计，二者用量比为2～3:1其中，第一活性稀释剂为活性稀释剂为含乙氧基活性稀释剂，包括乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种；第二活性稀释剂为普通丙烯酸酯活性稀释剂，包括丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。光引发剂为市售(商品名)的1173光引发剂、184光引发剂、907光引发剂、tpo光引发剂、tpo-l光引发剂、二苯甲酮光敏剂与丙烯酸酯化活性胺的组合物中的至少一种，其中，1173光引发剂主要成分为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，184光引发剂主要成分为1-羟基-环己基苯甲酮，907光引发剂主要成分为2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮，tpo光引发剂主要成分为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，tpo-l光引发剂主要成分为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯。所述助剂包括消泡剂、流平剂、附着力促进剂和阻聚剂，上述消泡剂为市售(商品名)的byk-055、byk-088、byk-020和byk-067a消泡剂中的至少一种；其中，byk-055的主要成份为非硅聚合物溶液，byk-088的主要成份为聚硅氧烷溶液，byk-020的主要成份为聚醚改性二甲基聚硅氧烷共聚物溶液，byk-067a的主要成份为破泡聚硅氧烷非水乳液。上述流平剂为市售(商品名)的byk-333、byk-371、byk-373和byk-361n流平剂中的至少一种；其中，byk-333的主要成份为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，byk-371的主要成份为丙烯酸聚酯改性聚硅氧烷溶液，byk-373的主要成份为聚醚改性含羟基聚硅氧烷溶液，byk-361n的主要成份为聚丙烯酸酯。上述附着力促进剂为市售(商品名)的byk-378、byk-uv3500、byk-uv3505、byk-uv3575中的至少一种；其中，byk-378的主要成份为聚醚改性二甲基聚硅氧烷，byk-uv3500的主要成份为含丙烯酸酯官能团的聚醚改性聚二甲基硅氧烷，byk-uv3505的主要成份为多丙烯酸酯官能团改性聚二甲基硅氧烷溶液，byk-uv3575的主要成份为多丙烯酸酯官能团改性聚二甲基硅氧烷溶液。阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚中的至少一种。优选地，以重量份计包括如下组分：环氧丙烯酸酯树脂10～15份，聚氨酯丙烯酸酯树脂15～20份，活性稀释剂60～65份，光引发剂6～7份，助剂3～4份。进一步优选地，以重量份计包括如下组分：环氧丙烯酸酯树脂10份，聚氨酯丙烯酸酯树脂20份，活性稀释剂60份，光引发剂6份，助剂4份。本发明的紫外固化绒毛漆(涂料/油墨)，与现有溶剂型绒毛漆相比，具有以下优点：(1)本发明选用含乙氧基的uv丙烯酸酯单体为活性稀释剂，配合使用附着力促进剂，使该涂层(墨层))具有更好的附着力。根据本发明的另一个方面，本发明还提供了上述紫外固化涂料(或油墨)的制备方法，包括以下步骤：1)按比例向反应釜中加入环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、活性稀释剂，之后利用盘式搅拌桨搅拌分散，分散时间为20～30分钟，分散体系的温度控制在20℃～40℃；2)随后按比例加入活性稀释剂、光引发剂和助剂，之后利用盘式搅拌桨搅拌分散，使混合物混合均匀，即得到紫外固化绒毛漆(涂料/油墨)成品，其中，分散时间为45～60分钟，分散体系的温度控制在20℃～40℃。其中，反应釜为具有一定容积的可搅拌的开口罐。本发明的紫外固化绒毛漆(涂料/油墨)的制备方法，工艺简单，制备时间短，适合大范围推广。根据本发明的还一个方面，本发明还提供了上述紫外固化方法及绒毛漆(涂料/油墨)在马口铁等金属印刷、纤维及皮革印刷、塑料印刷、玻璃印刷和陶瓷印刷等领域中的应用。本发明的还提供了一种用于绒毛漆的紫外固化光源，发射波长为175-245nm。经过本发明固化方法的固化，并采用本发明的紫外固化绒毛漆(涂料/油墨)具有光泽接近0度、附着力好、硬度较高、耐磨耗性高、手感近似鹿皮绒等优点。具体实施方式为了更清楚、完整说明本发明的内容，下面结合具体实施方式说明本发明的构思。按表1～表9中的配比关系，按比例向反应釜中加入环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、活性稀释剂，之后利用盘式搅拌桨高速搅拌分散，搅拌时间为20～30分钟，分散体系的温度控制在20℃～40℃，达到树脂充分溶解分散在活性稀释剂中的目的。按比例加入活性稀释剂、光引发剂和消泡剂、流平剂、附着力促进剂和阻聚剂等助剂，之后利用盘式搅拌桨搅拌分散，转速的高低以物料不会飞溅为宜，使混合物混合均匀，即得到紫外固化绒毛漆(涂料/油墨)成品，其中，分散时间为45～60分钟，分散体系的温度控制在20℃～40℃。其中，环氧丙烯酸酯树脂与聚氨酯丙烯酸酯树脂购于肇庆市宝骏化工有限公司，分散剂、消泡剂、流平剂和附着力促进剂购于毕克化学公司，活性稀释剂购于美国沙多玛化学公司，光引发剂购于天津久日新材料股份有限公司。表1各实施例中组分配比情况表2各实施例中环氧丙烯酸酯树脂添加情况表3各实施例中聚氨酯丙烯酸酯树脂添加情况表4各实施例中活性稀释剂添加情况表5各实施例中光引发剂添加情况实施例13份184光引发剂；3份907光引发剂实施例25份184光引发剂；2份tpo光引发剂实施例34份184光引发剂；2份907光引发剂；2份tpo-l光引发剂实施例43份1173光引发剂；3份184光引发剂；1份tpo光引发剂实施例52份184光引发剂；4份907光引发剂；4份tpo光引发剂实施例65份1173光引发剂；5份tpo-l光引发剂实施例73份1173光引发剂实施例85份tpo光引发剂实施例95份907光引发剂实施例104份184光引发剂；2份tpo-l光引发剂实施例115份184光引发剂实施例126份tpo-l光引发剂表6各实施例中消泡剂添加情况实施例10.5份byk-055；0.2份byk-088实施例20.5份byk-088；0.2份byk-067a实施例30.3份byk-055；0.2份byk-088实施例40.5份byk-055；0.2份byk-088；0.2份byk-020实施例50.1份byk-055；0.4份byk-067a实施例60.5份byk-055；0.1份byk-088；0.2份byk-020；0.4份byk-067a实施例70.5份byk-055实施例81份byk-088实施例90.8份byk-020实施例100.6份byk-020；0.4份byk-067a实施例110.5份byk-055；0.2份byk-088；0.2份byk-020；0.1份byk-067a；实施例121份byk-067a表7各实施例中流平剂添加情况表8各实施例中附着力促进剂添加情况表9各实施例中阻聚剂添加情况制得上述涂料/油墨后，将其用涂膜器涂于马口铁和玻璃上：首先使用发射波长为175-245nm紫外固化光源进行表面照射；然后使用发射波长为240-410nm的uv光源进行深层固化(包括发射波长为380nm、395nm、405nm等不同形式的led光源)照射5s，制得固化涂膜。根据表11性能要求进行测试。按《色漆、清漆和印刷油墨研磨细度的测定(gb/t6753.1-2007)》测试上述涂料或油墨的细度，并将测得的硬度记入表12中。按《液体油墨粘度检验(gb/t13217.4-2008)》测试上述涂料或油墨的粘度，并将测得的硬度记入表12中。按《色漆和清漆、漆膜的划格试验(gb/t9286-1998)》的方法测试上述固化膜的附着力，并将测得的附着力记入表12中。按《色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定(gb/t9754-2007)》的方法测试上述固化膜的光泽值，并将测得的光泽值记入表12中，其中，所测得的光泽值为固化膜被赋予60°几何条件时的镜面光泽值。按《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度(gb/t6739-2006)》的方法测试上述固化膜的硬度，并将测得的结果记入表12中。按《漆膜耐湿热测定法(gb/t1740—2007)》的方法测试上述固化膜的耐湿热性，温度为(55±2)℃,相对湿度为(95±2)％，并将测得的结果记入表12中。按《色漆和清漆耐液体介质的测定(gb/t9274—88中甲法)》的方法测试上述固化膜的耐水性，并将测得的结果记入表12中。耐人造汗液(人工汗液的配比见表10)的试验条件为(37±2)℃恒温2h。放至规定的时间后，取出干燥器中的试板，将棉花条从试板上取下，并立即观察试板，如3块试板中至少2块未出现起泡、开裂、剥落、变色、失光等涂膜病态现象，则评为“通过”，并将测得的结果记入表12中。表10人造汗液表11性能要求检测指标单位参数备注细度μm≤10粘度mpas/25℃1000-2000附着力百格3次胶带剥离100％不掉格3m透明胶带试验，1mm方格光泽60℃入射光/度0-1铅笔硬度三菱u2铅笔≥1h耐醇性95％(体积分数)的乙醇水溶液，24h无异常通过耐湿热(55±2)℃，相对湿度(95±2)％，120h无异常通过耐水性(45±2)℃/72h无异常通过耐rca磨耗性负重175g100次不露底normanrca纸带测试仪耐人工汗(37±2)℃，2h通过表12试验结果汇总表检测指标1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#细度101010101010101010101010粘度200019501970196019951890192019351945195519501930附着力通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过光泽01.00.51.00.80.91.00.80.80.91.01.0铅笔硬度1h1h1h1h1h1h1h1h1h1h1h1h耐醇性通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过耐湿热通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过耐水性通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过耐rca磨耗性100110108105103100106109108100100100耐人工汗通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过表13固化方法对比试验结果汇总表由表12与表13可以看出，本发明的紫外固化绒毛漆(涂料/油墨)具有光泽接近0度、附着力好、硬度较高、耐磨耗性高、手感近似鹿皮绒等优点。当前第1页12