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一、光固化技術(shù)的簡介

UV固化（即紫外光固化，通常稱為光固化技術(shù)），是以高強度UV燈為輻射源，利用紫外光的中、短波（300-800nm），輻照添加有光引發(fā)劑的液體配方，光引發(fā)劑吸收UV光量子引發(fā)化學反應，瞬時將液體樹脂配方轉(zhuǎn)變成固體薄膜。

光固化技術(shù)是一種高效、環(huán)保、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)的材料表面處理技術(shù)，是一種能有效控制空氣污染，特別是揮發(fā)性有機物(VOC)排放的新型固化技術(shù)。

國際上將光固化技術(shù)歸納為具有“5E”特性, less-Energy consumptive（能耗低）；Ecological（生態(tài)平衡）；Economic（經(jīng)濟效率高）；Excellent finishing（產(chǎn)品性能優(yōu)異）；Easy operation（設(shè)備容易操作）。

二、固化技術(shù)的類別

光固化技術(shù)屬于輻射固化技術(shù)中的一種，另一種是電子（EB）加速器輻射固化。所謂EB固化，即通過加速器產(chǎn)生的高速電子的作用，使樹脂體系快速固化。

它不需要外加光引發(fā)劑產(chǎn)生自由基，而是直接作用于活性樹脂；通常在幾個毫秒內(nèi)完成固化過程。固化反應涉及熱化慢電子、自由基陽離子和激發(fā)態(tài)的反應。

EB固化技術(shù)相比UV技術(shù)具有許多獨特的優(yōu)點，如快速、節(jié)能，比UV技術(shù)節(jié)能60%；不發(fā)熱，印刷，層壓板，薄膜不會產(chǎn)生收縮和畸變，可加工熱敏材料；設(shè)計緊湊，比傳統(tǒng)的熱固化節(jié)省90%的空間；對于已存在的生產(chǎn)線易于更新；應用廣泛，可用于裝飾、硅酮剝離涂層及無溶劑粘合劑；自由基在薄膜內(nèi)隨機生成，可獲得均勻固化膜；容易操作，便于起動和停止；易于發(fā)展新產(chǎn)品；EB設(shè)備可以設(shè)計成適合于任何滾筒尺寸。

但是EB固化技術(shù)也存在許多缺點：由于電子槍成本高，而且適合于年加工達幾百萬平方米產(chǎn)品；EB固化需要氮氣（UV固化95%的配方在空氣中進行），從而增加了運行費用；EB 固化僅適合于平面的涂層固化，因而固化產(chǎn)品的幾何形狀受到限制。

因此，到目前為止，EB固化的應用仍然十分局限且緩慢。

三、光固化技術(shù)的應用領(lǐng)域

光固體技術(shù)的應用領(lǐng)域非常廣泛，主要包括環(huán)保涂料、紡織印染、3D打印、牙齒美容及修復。

（1）環(huán)保涂料。近年來，我國環(huán)保意識正在逐漸增強，發(fā)展環(huán)保型涂料已成為涂料行業(yè)的大趨勢。

傳統(tǒng)溶劑型涂料中含有大量揮發(fā)性有機物(VOC)，在生產(chǎn)和使用過程中，這些有機溶劑會揮發(fā)進入大氣中，對大氣造成污染，給人類健康帶來危害。

而光固化涂料是新型環(huán)保產(chǎn)品，屬于低VOC系列。UV 固化涂料是利用紫外光的能量激發(fā)涂料中的引發(fā)劑產(chǎn)生活性碎片，從而引發(fā)涂料中低聚物及單體分子之間的聚合交聯(lián)反應，得到硬化漆膜，實質(zhì)上是通過形成化學鍵實現(xiàn)化學干燥的一種涂料。

（2）紡織印染。光固化技術(shù)在紡織領(lǐng)域中主要應用于涂層整理和涂料印花織物表層加工領(lǐng)域。光固化涂層整理是將紫外光聚合體系引入到功能整理劑中， 制備光固化整理液，織物經(jīng)表面涂覆或浸軋后，在紫外光輻照下， 其中的聚合組分發(fā)生交聯(lián)固化， 將功能物質(zhì)粘附于織物表面， 以獲得持久性的整理效果。

（3）3D打印。如今 3D 打印存在的問題是速度不快，費時且耗材，而光固化3D打印技術(shù)能夠有效解決這些問題。光固化3D打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，以液態(tài)光敏樹脂為材料，在打印時發(fā)出特殊頻率的鐳射光線，逐層對打印耗材進行固化，進而大幅提升打印物品的精細度，具備成型速度快等的特點，有望成為現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展趨勢。

圖1 光固化3D打印成品

（4）牙齒美容及修復。光固化復合樹脂具有不易磨損、粘性較強、色澤自然、臨床操作簡便等優(yōu)點，目前廣泛應用于前牙美容及牙齒缺損修復等。光固化復合樹脂是超微填料型復合材料，修復前牙缺損時具有經(jīng)濟、操作方便、無需經(jīng)過多磨牙等優(yōu)點，其自然色澤相對較穩(wěn)定，不僅能恢復咀嚼功能，亦能滿足美容要求。有研究表明，光固化復合樹脂對扭轉(zhuǎn)牙、間隙過大牙齒的修復操作一次成形，不受年齡限制，患者更易接受，是目前較為理想的牙體修復材料。

四、廣東省發(fā)展光固化技術(shù)的戰(zhàn)略機遇

廣東省高度重視光固化技術(shù)的研發(fā)及應用。在政策支持方面，在《2017年度廣東省科技發(fā)展專項資金項目（第三批）申報指南》中的多個專題中提到要“面向高速UV平板印刷固化的大功率模組開發(fā)”、“重點支持面向工業(yè)級UV紫外光固化等應用領(lǐng)域的大功率紫外LED外延芯片研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用；用于大功率、高亮度、高可靠性等特殊場合固化模組應用技術(shù)?！?017年1月，廣東東莞市印發(fā)《關(guān)于加強我市重點揮發(fā)性有機物行業(yè)環(huán)保準入的通知》，在涂料、油墨等使用過程中明確提到“鼓勵企業(yè)使用符合環(huán)保要求的紫外光固化等低VOCs含量的涂料，限制使用溶劑型涂料”、“印刷過程推廣使用紫外光固化油墨(UV油墨)等”。2017年5月，廣東省人民政府辦公廳印發(fā)的《珠江西岸六市一區(qū)創(chuàng)建“中國制造2025”試點示范城市群實施方案》中提到“重點發(fā)展光固化成型等工業(yè)用增材制造設(shè)備及關(guān)鍵核心部件”。在應用教材方面，2017年8月，廣東省出版《光固化木器涂料與涂裝工》培訓教材，填補了我國光固化領(lǐng)域木器涂料涂裝工培訓無標準、無培訓教材的空白，是目前國內(nèi)第一本系統(tǒng)介紹UV光固化木器涂料涂裝的教材，對促進廣東省光固化技術(shù)的應用起到了良好的作用。在產(chǎn)品研發(fā)方面，廣東省珠海西通電子有限公司在國內(nèi)發(fā)布首款桌面光固化3D打印機，該款桌面式光固化打印機的激光系統(tǒng)及整體結(jié)構(gòu)全部自主研發(fā)，關(guān)鍵性能達到國際先進水平，使用成本僅為國內(nèi)外同類產(chǎn)品的五分之一。