傳統(tǒng)的熱固化涂料采用加熱方式固化，而UV固化技術(shù)則是利用紫外光引發(fā)涂料聚合固化，這是兩種技術(shù)的區(qū)別所在。這些區(qū)別使UV涂料的配方、工藝、性能具有自己的特色。

UV固化技術(shù)用于液體涂料比較成功。它特別適用于透明漆的涂裝固化。透明漆大多用于產(chǎn)品外表面的罩光，漆膜薄、透光性好，因而UV固化的成功率比較高，已在木地板、手機(jī)塑料外殼的涂裝中取得成功應(yīng)用

粉末涂料的涂膜比液體漆膜厚得多，品種多數(shù)為有色涂膜，這對(duì)紫外線的穿透和吸收造成一定困難。另外粉末涂料在固化成膜前必須熔融流平以保證涂膜的平整度和光澤，這無(wú)疑給UV粉末涂料的配方、施工工藝和施工設(shè)備提出了更高的要求。本文將重點(diǎn)介紹粉末涂料的UV涂裝技術(shù)。UV涂裝技術(shù)的核心內(nèi)容是UV固化技術(shù)。 （1） UV粉末涂裝技術(shù)

UV粉末涂裝工藝除具有熱固化粉末涂料的優(yōu)點(diǎn)外還有下面一些特點(diǎn)。如只需較低的成膜溫度；較短的固化時(shí)間；較少的能量消耗；不含有機(jī)揮發(fā)物（VOC）或有毒化合物；可在光學(xué)材料、熱敏材料（木板、塑料）上涂裝；材料利用率大于95%；產(chǎn)量高；減少勞動(dòng)力和維護(hù)成本；UV固化設(shè)備占用的場(chǎng)地遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于傳統(tǒng)的加熱烘道。 UV粉末涂裝工藝路線與熱固化粉末涂料相同：

圖27所示是MDF纖維板靜電涂裝UV粉末涂料的設(shè)備平面布置圖。它與熱固化粉末涂料類同。只是固化爐應(yīng)設(shè)計(jì)成當(dāng)UV光照射到粉末涂層上時(shí)固化反應(yīng)才被激活。

圖27 MDF纖維板UV粉末涂料涂裝生產(chǎn)線

UV粉末涂料的熔融流平與固化過(guò)程是前后分開(kāi)各自獨(dú)立完成的，而熱固化粉末涂料的流平與固化存在著重疊交錯(cuò)的過(guò)程。二者的固化技術(shù)不同因而固化設(shè)備也存在著較大差異。 （2） 固化工藝參數(shù)

熱固化粉末多數(shù)在180℃下固化20min（含熔融流平過(guò)程），所以生產(chǎn)流水線的烘道長(zhǎng)達(dá)數(shù)十米。而UV粉末涂料的流平固化僅需數(shù)分鐘，其中UV固化時(shí)間只需數(shù)秒種，因此即使運(yùn)行速度較高UV固化設(shè)備長(zhǎng)度也遠(yuǎn)比前者要短。

UV粉末涂料固化所需熱量較少，所需熱量主要用于粉末涂料的熔融流平，粉末的熔融流平過(guò)程可在較低的溫度（90～120℃）下完成。在這階段粉末不會(huì)因受熱而發(fā)生分子間的交聯(lián)反應(yīng)。只有當(dāng)粉末接受到足夠強(qiáng)度的紫外線照射后，涂料中的光引發(fā)劑組份才會(huì)發(fā)揮作用，促使涂料分子產(chǎn)生交聯(lián)聚合作用，并且在極短的時(shí)間內(nèi)完成固化反應(yīng)。所以說(shuō)UV粉末涂料的流平固化是前后分開(kāi)各自獨(dú)立完成的二個(gè)階段，UV固化烘道由流平加熱段（紅外段）烘道和UV段烘道二部分組成。

UV粉末涂料在流平階段所需時(shí)間的長(zhǎng)短是決定涂裝生產(chǎn)率的關(guān)鍵因素，所以UV烘道施加于工件表面粉末涂層的溫度至關(guān)重要。圖28所示的3條溫度曲線開(kāi)始都有一個(gè)溫度高峰值，升溫時(shí)間很短。這個(gè)峰值尤為重要，它對(duì)縮短流平時(shí)間有很大影響。溫度達(dá)到峰值后必須快速下滑至工藝要求值（90～120℃）并保持恒溫，以保證粉末能夠充分流平獲得良好的表面外觀質(zhì)量。同時(shí)也避免了高溫對(duì)熱敏材料（木材、塑料）的傷害。圖29同時(shí)也說(shuō)明UV粉末涂料的光固化時(shí)間很短，僅為數(shù)秒種。所以UV固化設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不同于熱固化粉末涂料烘道的。

圖28 用于熔融和流平UV粉末涂料的加熱過(guò)程

（3）UV固化設(shè)備的結(jié)構(gòu)

熱敏材料的UV固化爐結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，是由熔融流平紅外段和UV固化段組合而成的，

它們必須連結(jié)成一個(gè)整體烘道，在兩段烘道各自具有獨(dú)立運(yùn)行輸送帶的情況下，兩段烘道必須用保溫段將其連結(jié)成一個(gè)整體烘道。工件進(jìn)入紅外段粉末涂層流平后仍能在保溫狀態(tài)下平穩(wěn)地過(guò)渡到UV固化段的傳輸帶上完成UV固化工序，確保良好的涂膜外觀。

— 紅外段（熔融流平）：烘道采用IR輻射和對(duì)流熱風(fēng)結(jié)合的加熱方式。第一步IR強(qiáng)輻射加熱使粉末快速熔融。第二步IR對(duì)流熱風(fēng)使粉末進(jìn)一步熔融流平，第三步用對(duì)流熱風(fēng)使工件（特別是三維工件）表面的粉末得到充分流平獲得滿意的外觀。加熱燈管的紅外線波長(zhǎng)為0.78～400μm，其中短波為0.8～1.4μm，中波長(zhǎng)1.6～2.6μm，其余為長(zhǎng)波。只有當(dāng)紅外線波長(zhǎng)與被加熱材料的分子振蕩相匹配時(shí)，這部分紅外線才能被吸收并轉(zhuǎn)化為熱量。其余波長(zhǎng)的紅外線則穿透工件或被材料反射，因此波長(zhǎng)的匹配是影響加熱效率的關(guān)鍵。對(duì)于厚型材料，短波紅外線能穿透到材料深處并被吸收，而中波紅外線只被材料外層吸收。對(duì)許多材料而言，紅外線的最佳吸收范圍為2～3.5μm。所以選用中波紅外燈作為輻射加熱元件最為有效。它發(fā)射的紅外線波長(zhǎng)為2.4～2.7μm。德國(guó)賀利士（Heraeus）輻射器公司的中波孿管紅外燈規(guī)格如表21

表21 常用的中波孿管紅外燈規(guī)格

烘道內(nèi)加熱元件的排布，一般采取進(jìn)口端中波紅外燈管密布的排列方式，而中段的燈管散開(kāi)排布，烘道尾部送入對(duì)流熱風(fēng)，通向進(jìn)口端抽出循環(huán)使用。其中部分熱風(fēng)送向UV固化段使連接段保持所需的溫度。這種加熱元件的排布方式比較符合UV粉末涂料流平的工藝要求。中波紅外管采取橫向排布與烘道長(zhǎng)度垂直的方向較好，有利于涂膜受熱均勻。 — UV固化段：國(guó)際上投入運(yùn)行生產(chǎn)的幾條UV粉末涂料涂裝生產(chǎn)線都是采用美國(guó)福深公

司的UV燈，光強(qiáng)度可在0～100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，燈寬250mm，功率240w/cm，燈管的波長(zhǎng)分布見(jiàn)圖29。

圖29 汞蒸氣燈（H-型）/鍍鎵汞蒸氣燈（V-型）光譜分布

在不同速度下運(yùn)行時(shí)，工件表面粉末涂層吸收UV劑量的狀況見(jiàn)圖30。

圖30 UV劑量與涂裝線速度的關(guān)系