UV知识总结.docx

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UV知识总结

UV总结

UV总结

1.UV的组成与发展

1.1UV配方的组成

1.光引发剂

2.单体（活性稀释剂），可调节体系粘稠度，光照后参加反应；

3.寡聚体，体现最终产物的主要特性；

4.助剂。

1.2UV优点

1.室温可固化;

2.固化时间短；

3.无溶剂；

4.节省能源和空间；

5.符合高效能需求。

1.3UV的发展

1.最初用于纸上光和木器表面，多是透明的;

2.第二阶段扩展到于各种电子油墨，向光阻和防焊油墨等;

3.目前也用于塑料盒光学膜涂料，多是透明的。

注：

1.UV油墨—加入了颜料的配方；

2.UV涂料—一般作外层保护用。

2.UV各成分常见物质的物性与应用

2.1光引发剂

2.1.173液体易溶解，应用较广泛；

2.1.2481应用最广泛的透明型光引发剂，黄变系数低，TPO+481常用于白

2.1.355黄变系数最低，但刺激性较大，反应速度较低，可在深层固化时使用，常用于塑料、高档木器和胶黏剂；

2.1.4TPO敏感度高，黄变系数高（相对184、73、55），一般联合481用于白墨，也用于深层固化；

2.1.5819同TPO类似，黄变系数高（相对184、73、55），但反应速度是TPO的2-3倍，添加剂量较TPO少；

2.1.696、97广泛应用于黑色油墨，国内97用的较少，96溶解度较差,97溶解度比96好；

2.1.7BDK耐黄性相比481较差但底干性较好，常用作底漆，在木器，电器和真空电器中应用较多；可用于深层固化；

2.1.8BP透明型中耐黄性差，表干性好，价格最便宜；

2.1.9709高活性，经常ITX/DETX配合使用，吸光能力增强。

用于引发丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯等体系的快速固化；

2.1.1064、65、PBP气味小，用途与BP基本相同；

2.1.1178价格很高，添加量少常低于千分之一，一般在多层板难照到光的地方使用；

2.1.122EAQ通常制作单层板时应用；

2.1.13下面几个光引发剂的敏感度高一般用作光敏剂，常添加在干膜和电子油墨中用以增加感光性：

BCIM、TCD、DMBI、EHA、MEK、454、NPG。

其中96、97是制作黑墨最常用的材料，DMBI、MEK有客户反映也可用以制作黑墨。

2.2单体

2.2.1TMPTA（三官能团）

1.1.SR-351,EM-231;

2.2.黏度较低，约100cps;

3.3.成本最低；

4.4.硬度高；

5.5.用途广泛，纸上光、木器、油墨等；

6.6.TMPTA（许多都需要）在保存时长加入阻聚剂MEHQ（100-1000ppm）。

7.常用EO（乙氧基）和PO（丙氧基）修饰。

常用EO（乙氧基）、PO（丙氧基）对其进行修饰，EO、PO修饰的主要区别：

EO：

亲水性好，柔韧型好、反应可能比较快，耐黄性较差；

PO：

疏水性、硬度高。

2.2.2TPGDA、DPGDA（双官能团）

1.TPGDA，SR-306，EM-223，DPGDA，SR-508，EM-222；

2低粘度，<20cps；

3.成本低，其中TPGDA广泛应用于木器；

4.硬度TPGDA

2.2.3HDDA（双官能团）

1.SR-238，EM-221；

2.黏度低，约20cps；

3.有轻微刺激性—分子量小的，一般刺激性较大；

4.对塑胶附着力好，有溶胀（润）现象,疏水性。

2.2.4BPA3EODA

1.收缩率低；

2.耐热耐化性好；

3.黏度高，大于1000cps；

4.附着性好；

5.折射率高，1.53-1.54，常用于光学用途。

6.BPA4ODA折射率比BPA3EOD低，常用于高端亮面木器。

2.2.5DEGDMA

1.SR-231，EM-329；

2.低粘度；

3.高沸点；

4.耐化磨性好；

5.高Tg；

6.对属、玻璃附着力好；

7.低刺激性；

8.常用于电子油墨。

几种单官能团单体：

2.2.62PEA（PHEA）

1.SR-339,EM-210;

2.黏度低；

3.折光率较高，约1.515；

4.对塑胶及金属附着力好。

可以提高折射率的官能团：

苯基，S,N,Cl,Br,I等；

可以降低折射率的官能团：

F（加入后折光率一般低于1.4），Si（加入后一般低于1.45）。

2.2.7EOEOEA

1.SR-256，EM-211；

2.低粘度；

3.流平性好；

4.反应速率最快的单管能团单体；

5.对塑胶附着力好。

2.2.8THFA

1.SR-531，EM-212;

2.黏度低，稀释性最好；

3.对塑胶、玻璃的附着力高；

4.皮肤刺激性最高；

5.以PO改性（CD-611），以降低刺激性;

6.Sartomer、大阪有机化学做的最好，最有名。

2.2.9IBOA

1.SR-506；EM-70；

2.低粘度，Tg高，耐磨、耐候；

3.低收缩度；

4.高延伸性；

5.相对其他单官能团单体硬度较好；

6.对玻璃附着性好；

7.常用于光纤、高端光盘外层、油墨等；

8.IBOMA与IBOA相比，除反应速度慢一些外，其他特性均有所提高（延伸性不明）。

2.2.10CTFA

1.SR-531；EM-212；

2.低气味；高Tg；

3.韧性不错；

4.耐黄变性不错；

5.对金属附着力不错；

6.可用于油墨和涂料，在日本的使用较多。

2.2.11ACMO

1.低粘度，约1-12cps；

2.刺激性低，耐黄变性（日本产量大，多用于木器）；

3.高反应度；

4.对塑胶及玻璃的附着力好，尤其对塑胶。

2.2.123,3,5-TMCHA

1.CD-420；

2.高Tg值；

3.硬度不错；

4.耐黄变性能不错；

5.对树胶的附着性能不错。

i.IDA（10C支链）、LA（12C直链）、TDA（支链）、ODA（8-10C直链）、SA（18C）

1.前面3种较常见；

2.低粘度；

3.低收缩率；

4.反应较慢；

5.表面张力低，约28-30dynes/cm.

其他多官能团单体

2.2.13TCDDMDA

1.耐磨性高；

2.硬度高；

3.Tg高；

4.韧性高；

5.耐黄变性高；

6.收缩率低。

2.2.14DEGDMA

1.低粘度；

2.高沸点；

3.耐化耐磨性好；

4.高Tg；

5.对金属盒玻璃附着力好；

6.低刺激性；

7.比较少见，常用于电子油墨。

2.2.15BPA3EODA

1．SR-349，EM-2263；

2．收缩率低；

3．耐热耐化好；

4．粘度高，>1000cps；

5．辅佐性好；

6．折射率高，1.53-1.54，常用于光学用途；

7．BPA4EODA折射率较低，常用于木器。

2.2.16NPG2PODA

1.SR-9003，EM-2251；

2.低粘度；

3.低刺激性；

4.对塑胶附着力好；

5.柔韧性好；

6.低表面张力，约32，在常见双官能基团中最低。

2.2.17CD-581

1.粘度高；

2.收缩率低；

3.柔韧性低；

4.耐热耐磨耐化性好；

5.耐冲击性好。

ii.PETIA（PETA）

1.SR-444，EM-235；

2.是三酯与四酯的混合物；

3.固化速度快，硬度高；

4.粘度可能较高；

5.OH会与基材反应生成氢键，增加附着力；

6.合成六官能团聚氨酯丙烯酸树酯。

2.2.18G3POTA

低粘度；

1．低收缩度；

2．硬度较高；

3．电子油墨中用量较多，但是在中国用途较少，不常见。

iii.THEICTA

1.固体；

2.收缩率低；

3.硬度高；

4.Tg高，>200℃

5.耐化耐磨；

2.2.19PPTTA

1.SR-494，EM2411；

2.固化快；

3.硬度高；

4.低刺激性；

5.耐磨耐化性好；

6.相比较韧性好；

7.常见于油墨中。

2.2.20Di-TMPTA

1．SR-355，EM-242；

2．固化快；

3．硬度高；

4．低刺激性；

5．油墨中用。

iv.DPHA

1.SR-399,EM-265;

2.四、五、六酯的混合物；

3.粘度高，＞３０００ｃｐｓ；

4.固化快，收缩大；

5.硬度高；

6.常用于电子油墨，日本化药公司的最有名。

7.较薄的基材上通常会使用，如汽车隔热膜上涂料。

2.3寡聚体

寡聚体分类（根据结构）：

1.环氧类；

2.聚氨酯类；

3.聚酯、聚醚类；

4.纯丙烯酸酯类。

2.3.1环氧类

1.双酚A型环氧丙烯酸酯；

优点：

1）最常见，应用最广；

2）便宜；

3）用量大，占所有寡聚体用量的70%；

4）固化速度快；

5）耐化性好；

6）6）光泽度好；

7）硬度高；

8）折射率高，约1.55-1.56.

缺点：

1）耐黄变性差；

2）

粘度高，不易操作；常用20%TPGDA或HDDA稀释。

3）易脆，韧性差；

4）Cl含量高，常在1000ppm以上。

改进措施：

1）通过加大分子量，提高韧性，例如Sartomer的CNUVE-151；

2）环氧大豆油改质（非环氧类），有以下特性：

分子量大，约1000；三官能团；粘度较低；颜色较深；对颜料的润湿性好；比双酚A型更便宜（国内）。

2.Novolac,CrosolNovolac（酚醛树脂）

官能基团数目不定，常用在电子油墨中。

2.3.2纯丙烯酸酯类

官能团数目/分子量，反应速度。

分子量，韧性，收缩率。

特性：

1）常见为2官能团；

2）分子量大，1500左右；

3）收缩率低；

4）泛黄变性低；

5）提高附着力；

6）最常见的是（长氰）EB-745，常用作真空电镀的底漆。

市面也可见CF-74A，于EB-745同规格，以25%TPGDA和25%HDDA稀释。

概念：

固含量——可反应物的比例。

常识：

UV固化配方中溶剂的作用—1）稀释；2）增加附着力。

2.3.3聚醚类

常用胺改性，用以提高反应性，柔韧性和颜料润湿性。

2.3.4聚酯

1.分子量大—用于木器，放切边碎裂（聚氨酯也可，但价格高），也用于真空电镀底漆；

2．粘性低；

3.硬度适中（官能团数目易控制）；

4.颜色较深；

5.附着力好；

6.对颜料的润湿性好，油墨中一般会使用；

7.固化速度稍慢;

8.通常耐水解性差，结构上有修饰Cl—增加附着力（尤其PVU）。

9.Sartomer的CN-704，用作附着促进剂，添加量>10%，可明显提高附着力

2.3.5聚氨酯类

特性：

耐磨性好；耐化性好（芳香族）；耐黄变性好（脂肪族）；高硬度（多官能团）；粘度高；价格高。

1.合成

Isocyanate（异氰酸）+Polyol+4HBA+2HEA+AA

2.分类

根据异氰酸的不同分为：

芳香族，如MDI、TDI，现在很少用，在油墨中可见。

脂肪族，如HMDI（不常见）、IPDI（最常见，广泛应用）

根据官能团数目分为：

双官能团：

CT-2P20A（15%HDDA）=611B-85（长兴），附着力较好；

CT-2P20B（15%TPGDA）=611A-85（长兴），硬度较好；

CN-981、CN-980，对玻璃和其他不宜附着的塑料附着好；

CN-9001高Tg，高延伸、高透明、高附着、高粘性、贵

CN-966J75高延伸性、疏水性市面上最常见，价格适中的高延伸性产品，常用于键盘油墨，也用于触控屏LOCA胶。

三官能团：

常用在接着剂

六官能团：

油IPDI+PETIA反应所得，产品质量好坏取决于合成时使用的PETIA的三酯含量，通常三酯含量高韧性也高，不易脆；

CN9006

CN9010

6145-100（长兴）

1290（氰特）

CT-6P20-1

CT-6P20-2

CT-6P20-Z

3.UV常用光引发剂结构式

73

73w

481

55

369

379

BDK

BP

TPO819

819

907

4.物性与结构等的关系

4.1结构与性能的联系

4.1.1单体中丙烯酸官能团数目与性能一般关系

官能团数目少→多

固化速率

慢→低

柔韧性

高→低

硬度

低→高

耐化性

低→高

交联密度

低→高

收缩率

低→高

附着力

高→低

4.1.2.同等情况下立体结构与平面结构性质区别：

在耐热性、耐磨性、硬度方面一般更好。

4.1.3.AA（丙烯酸）是最常用的官能团，MA（甲基丙烯酸）也有用；

与AA相比,MA的特点：

1）反应慢；

2）Tg高；

3）耐磨性好；

4）附着力好。

4.1.4.相同官能基团数目情况下，一般分子量越大，柔韧性越好；

4.1.5.一般Tg越低的，附着力和柔韧性越好。

4.1.6色度单位换算：

1000APHA=1G（Gardner）

4.1.7在UV配方中颜色的主要来源为：

1.光引发剂；

2.寡聚体，以G为单位。

4.2具有高折射率的单体。

2PEA

1.51-1.52

BPA3EODA

1.53-1.54

4CPEA

1.55

PTEA

1.56;低粘度，约9cps

OPPEA

1.56-1.58

NTEA

>1.6

FO-64

>1.6

4.3根据性质的总结：

常用单体

TMPTAHDDATPGDADPGDA

稀释性及附着力好的单体

HDDAEOEOEATHFAIBOA2PEA

低表面张力的单体

LAIDATDANPG2PODA

高硬度的单体

TCDDMDATMPTA（包括改性）DPHAPETIA

5.UV的应用

5.1电子油墨

5.1.1电子油墨分类：

1.光阻--分为正型和负型，用于电路板蚀刻，国内主要以负型为主（正型解析度更高）；光阻在电路板中的应用（略）；

2.阻焊油墨—分为热固型和UV型，一般UV型也会先热烤。

5.1.2根据制作方法的不同，电子油墨又分为干膜和湿膜：

干膜：

由PE、光阻、离型膜组成，薄膜型，易于携带和运输；

湿膜：

液体状涂料和油墨。

曝光所需能量：

湿膜=10干膜（kj/m2）。

5.1.3电子油墨常用环氧类寡聚体的特性：

1.分子量大；

2.官能团多，但是不确定；

3.硬度高；

4.颜色深；

5.带酸性。

5.1.4油墨各组分常用产品

光引发剂：

907+ITX/DETX、TPO、369、379、MEK、819、DMBI

单体：

IBOA、EOEOEA、CTFA（单管能团单体用以调节附着力）、TMPTA（改质）、DPHA、Di-TMPTA、PPTTA、G3POTA（多寡能团单体用以提高反应度）。

寡聚体：

以多官能团聚氨酯为主，双官能团聚氨酯控制柔韧性，附加环氧类，以降低成本。

颜料：

各种颜色颜料

5.1.5.本公司用在这方面的主要是CT-39和CT-37系列，具体为：

单层板CT-39-5（韧性相对好，以DEGDMA稀释）CT-39-6（TMPTA稀释）

多层板CT-39JCT-39S

软性电路板CT-39FCT-39-6F

蚀刻CT-37CT-37W

5.2CD

CDlacque层可能用到的UV材料：

CT-124A80、HDDA、DPGDA、184

CDBinder层可能用到的UV材料：

CT-124A80、HDDA、DPGDA、TMPTA

5.3背光模组

5.3.1侧入式背光模组的结构示意图。

1）导光板上面的反射油膜可能使用到ＵＶ；

2）上扩散片、增亮膜使用ＰＥＴ，用到ＵＶ,增亮膜中的单体折射率要求比较高；

3）液晶用到ＵＶ，主要是UV框胶和封口胶；

4）下扩散板不用ＵＶ，用热烘。

5）偏光片的TAC膜用到ＵＶ，TAC涂料硬度一般1-3H。

6）根据折射率的不同可以将增亮膜分为三个等级，高端（>1.57）、中端（1.54-1.57）、低端（<1.54）。

5.3.2彩色滤光片

彩色滤光片会用到黑、红、蓝、绿色油墨，这里用到的油墨要求离子的含量较低，同时会用到-SH基团，以提高固化速率和效果，增加对玻璃的附着力。

5.4触控屏

5.4.1触控屏原理：

5.4.2ITO蚀刻油墨：

CT-37

20EOTMPTA

DPGDAorTPGDA

EB-745

184、55、957

LOCA膜：

用CN966J75或高延伸疏水性的PU+184、55、TPO、+TDA、IDA、TPO、NPGDA、SR-495（透明性好、耐黄变好、附着力好）。

CT-37：

酸酐，结构上带酸性，对金属的附着力有帮助。

比较常见的是Sartomer的CD-9050，其结构中带磷酸酯，不过比较易水解。

5.5膜内转印

5.5.1IMD：

硬涂保护膜

PET

油墨

接着剂，与基材相连

5.5.2IMR：

上油墨PET膜，转动

基材

5.6漆

5.6.1.真空电镀

结构：

分为四层，自下而上，塑胶-UV底漆-金属——面漆。

面漆：

要求硬度高、耐刮、对金属附着力好。

底漆：

要求热性好，附着力好，常用分子量大的产品。

常用配方组合:

日本合成的UV-3000B（分子量>10000，常用聚氨酯部分替代，或用CT-37-5、CT-37-6,以减低成本），EB-745，TMPTA、HDDA，184、BDK、TPO。

5.6.2.木器漆

分类：

根据不同标准：

2层或3层——底漆，中层，面漆；

水性、含溶剂、不含溶剂；

亮面、哑面

各层成分：

底漆：

环氧+聚氨酯（聚酯）or水性，常用引发剂有1173、BDK、819、TPO；

中层：

环氧3-5层，比较多的是不含中层；

面漆：

环氧+聚氨酯（聚酯）or水性，常用1173作引发剂。

5.6.3塑胶硬涂涂料

组成：

1）184或1173；3-5%;

2）2官能基及6官能基聚氨酯作主体；

3）环氧丙烯酸树脂，降低成本；树脂总含量40-60%;

4）TMPTAHDDADPGDATPGDATHFA；10%;

5）溶剂。

5.7光纤

中光纤常用到的UV物质：

IBOA、184、TPO。

5.8电路板蚀刻

电路板蚀刻用到的是UV光阻，分为正型和负型光阻。

根据使用方式不同又可以分为干膜和湿膜。

干膜和湿膜的区别：

1.干膜是固态膜，贴涂，携带运输方便；湿膜是涂料或油墨；

2.曝光能量：

湿膜=10干膜；