影响uv光油和LEDuv光油性能的因素有哪些？

影响uv光油和LEDuv光油性能的因素很多，在这里主要讨论一下单体对uv光油和LEDuv光油性能的影响。

UV 上光油因有着快速固化、无溶剂、绿色环保等优点发展迅速，但传统的 UV 光油普遍采用高压汞灯或金属卤素灯等光源，具有能耗高、产生臭氧等问题，对 UV 上光油的发展造成了一些不利影响。随着科技的发展，近些年来出现的 UV-LED 固化光油可以克服传统 UV 光油的高能耗、高热量和排放臭氧的问题，是目前上光油研究的热点。 作为 UV-LED 固化光油重要组成成分之一的单体，对光油的流变性和固化膜的性能有重要影响，能否正确合理地选择单体，是开发 UV-LED 固化光油的关键。通过研究不同常用单体对 UV-LED 固化光油性能的影响，为 UV-LED 固化光油的进一步发展提供理论依据，以期推动 UV-LED 固化光油的市场应用。

1 实验

1.1 材料和设备

主要材料：预聚物为二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(CTFA)，相对分子质量为 200，粘度为 10～25 mPa·s，己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，相对分子质量为 226，粘度为 5～10 mPa·s，二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)，相对分子质量为 300，粘度为 10～18 mPa·s，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，相对分子质量为 296，粘度为70～120 mPa·s；2, 4, 6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(TPO)，苯基双（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）氧化膦(819)；流平剂 BYK-UV3510，毕克化学有限公司；白卡纸（定量为 220 g/cm2），转移纸（定量为 230 g/cm2），

主要设备：DT-200B 型电子计数天平，常熟金羊砝码仪器有限公司；手持温变粘度计；K100 型表面张力仪，德国 KRUSS；磁力加热搅拌器，上海司乐仪器有限公司；QTY-32 漆膜弯曲试验仪，天津永利达；UV-LED 固化光源(365 nm)，上海依瓦塔；百格刀；3M 胶带，3M 中国有限公司；手涂型丝棒(24 μm)，颖旭化工机械（上海）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 光油制备

按照 UV-LED 固化光油的基本配方，控制光油其他组分比例不变，只改变单体种类，即分别加入相同质量的 CTFA，TPGDA，HDDA 和 TMPTA，在烧杯中混合，用磁力搅拌器在 25 ℃下搅拌至均匀混合，制得光油。

1.2.2 性能测试

1）粘度。室温下使用手持温变粘度计和岩田 2号粘度杯进行测试。

2）表面张力。将表面张力仪的温度参数设为25 ℃，选用吊环法进行测试。

3）固化速度。室温下用丝棒将光油涂布到转移纸上（光油层厚度约为 24 um），经过 UV-LED 灯照射一次后（辐射功率为 4 W/cm2），按压光油表面，观察光油上是否有指纹，感觉是否粘手。感觉到粘手且有明显指纹说明光油固化不完全，此时，降低传送速度，重新涂布照射，直到固化完全。以传送带速度来表征 UV-LED 固化光油的固化速度，固化速度越大，说明光油的固化性能越好。

4）附着力。室温下将光油样品用手涂型丝棒涂布在转移纸上（光油层厚度约为 24um），经过

UV-LED 固化光源照射固化（辐射功率为 4 W/cm2），使用划格法测试光油样品的附着力。用百格刀划10×10 个 1 mm×1 mm 的方格，然后用手抓住 3M 胶带一端，保持垂直，迅速扯掉胶带，参照 GB/T 9286—98，将附着力分为 6 个等级(0～5)。0～5 级的脱落面积分别为 0，0～5%，5%～15%，15%～35%，35%～65%，65%～100%。

5）柔韧性。室温下将光油样品用手涂型丝棒涂布在白卡纸上（光油层厚度约为 24 m），经过

UV-LED 固化光源照射固化（辐射功率为 4 W/cm2），使用 QTY-32 漆膜弯曲实验仪测试柔韧性，膜层首次弯曲断裂时所用的轴承的直径即样品柔韧性的表征。

2 结果与讨论

2.1 粘度

粘度是指流体流动的阻力，也被称为内摩擦力，是评价 UV-LED 固化光油的重要参数，其大小直接影响光油能否顺利涂布到基材上。分别测试不同单体制成的光油的粘度。可以看出，单体种类不同，所制成光油的粘度也不尽相同。一般来说，光油的粘度受单体官能团数目影响，单体官能团越大，相对分子质量越大，促使光油粘度增大。实验发现 CTFA 制成的光油粘度仅次于 TMPTA 制成的光油粘度，HDDA 制成的光油粘度最小。这主要与CTFA 本身的结构有关，CTFA 含有一环状三烃甲基，使其分子结构更加紧凑，并且其自身粘度仅次于TMPTA，因此单官的 CTFA 所制光油的粘度反而大于双官能团单体 HDDA 和 TPGDA 所制的光油。TPGDA 和 HDDA 都为直链结构，但 TPGDA 相对分子质量较大，主链较长，支链间缠绕的机会就多，分子间作用力较大，因此 TPGDA 的粘度大于 HDDA 的粘度。

2.2 表面张力

表面张力表征的是液体表面相邻 2 个部分之间的相互牵引力，合适的表面张力对光油的性能有重要的影响。分别测试不同单体制成的光油的表面张力，可以看出，单体的种类不同，所制成的光油的表面张力也各不相同，但差别不大。表面张力具有使液体表面积收缩到最小的趋势，单体分子间作用力越大，这种趋势越明显，表面张力也就越大。TMPTA 拥有立体状的分子结构，且支链较长，光油内部分子间吸引力大，因而表面张力**；HDDA 和TPGDA 都为直链结构，表面张力非常相近，但由于TPGDA 比 HDDA 多了 2 个乙氧基，相对分子质量较大，使光油内部分子间作用力相对较大，相应地，其表面张力略大一些；CTFA 分子链较短，且相对分子质量较小，所制光油的表面张力最小。

2.3 固化速度

固化速度表征的是光油在印刷介质上固化成膜的速率，它是光油固化成膜过程中非常重要的表征。较高的固化速度对 UV-LED 光油的干燥成膜以及印刷品的质量是非常重要的。由表 1 可以看出，CTFA 所制光油的固化速度最小，TMPTA 所制光油的固化速度**。单官能体 CTFA 仅有 1 个反应基团，导致光固化速率较低；三官能团单体 TMPTA 含有 3 个反应性基团，光固化

反应活性较高，固化速度较大。

2.4 附着力

附着力是指光油膜层与印刷油墨层的结合力，对UV-LED 固化光油的性能有着重要影响。分别测试不同单体种类制成的光油的附着力，结果如表 1。可以看出，CTFA 和 HDDA 制成的光油的附着力**，TMPTA 制成的光油的附着力最差。 附着力**的单体与附着力最差的单体的对比

，可以看到，附着力**的光油在切口交叉处光油层仅有少许脱落，而附着力最差的光油涂层沿切割边缘大碎片剥落，甚至一些方格部分全部脱落。单官能团单体只含有 1 个光活性基团，在光固化反应中不会产生交联点，使反应体系交联密度下降，经光固化反应后形成线性而不是交联的高聚物[12]，因此CTFA 的附着力较好。TMPTA 固化产物为网状结构，交联密度大，不利于分子链的扩散，使固化膜层的附着力变差。

2.5 柔韧性

柔韧性是衡量光油性能的重要指标之一，直接影响着印后加工的精细程度和印刷品的质量。分别测试不同单体种类制成的光油的柔韧性。可以看出，随着单体官能团的增加，光油的柔韧性逐渐下降。光固化过程中，碳碳双键转化成单键，分子间距变小，密度增加，会造成体积收缩，光油固化膜的柔韧性下降。单官能团的单体中碳碳双键含量低，固化后交联点较少，强度不高，柔性较好。HDDA和 TPGDA 都为双官能团单体，直链结构，因此柔韧性相差不大；TMPTA 含有的不饱和双键较多，结构立体，固化后交联密度大，柔性较差。

3 UV-LED 固化光油的性能测试

根据以上实验结果，发现 TMPTA 反应活性较高，可赋予光油固化膜一定的硬度和耐磨性，HDDA 有较强的稀释能力，可有效调节 UV-LED 固化光油的粘度，因此选用这 2 种单体进行复配，控制光油的粘度，改变单体比例，进行多次复配实验，发现当 TMPTA与 HDDA 的质量比为 3 ：7 时，所配制的 UV-LED 光油综合性能较好，测得其粘度为 368 mPa·s，表面张力为为21.58 mN/m，固化速度为 75 m/min，附着力为 2，柔韧性为 10 mm，可满足市场上对光油的性能要求。

4 结语

单体对 UV-LED 固化光油的性能有很大影响：一般随着单体官能团的增加，光油的粘度、表面张力和固化速度随之增大，光油固化膜的附着力和柔韧性随之减少，但由于 CTFA 有一环状支链，本身粘度较大，导致所配光油的粘度较大；单体对光油表面张力的影响不太显著，4 种单体所配光油的表面张力差别不大；复配单体 TMPTA 和 HDDA 的质量比为 3 ：7 时，所配制的 UV-LED 的光油综合性能较好，测得其粘度为368 mPa·s，表面张力为 21.58 mN/m，固化速度为 75 m/min，附着力为 2，柔韧性为 10 mm，可满足市场上对光油的性能要求。广州市亚展化工从业多年关于uv光油和LEDuv光油行业，为您解答更多疑惑与问题。