[发明专利]UV固化方法及固化装置

说明书

公开了UV固化方法及固化装置，方法中，将第一质量的表面活性剂加入液体介质中且搅拌分散，将第二质量的光引发剂加入液体介质中且搅拌分散，将已空气固化的固化物浸入所述液体介质中，紫外线照射被液体介质包裹浸没的固化物预定时刻后取出固化物。

技术领域

本发明属于UV固化技术领域，尤其涉及一种UV固化方法及固化装置。

背景技术

UV固化技术是利用紫外线照射光引发剂产生自由基引发丙烯酸单体预聚物等发生交联固化，该技术具有固化快速，实现无溶剂等绿色环保的优点。但是由于自由基在空气中容易被氧分子捕获；使自由基固化受到阻碍，机理如下；处于基态的三线态O2可以作为淬灭剂与光活化了的引发剂(以phi表示)反应形成配合物，从而将激发三线态的光引发剂猝灭。氧阻聚现象导致涂层表面固化不完全，表面强度低，表面发粘，耐磨性不佳等问题。

解决氧阻聚问题，首先从材料上着手，最初使用叔胺类助引发剂(给氢体)在夺氢型引发剂下与邻位氮相邻碳上提供氢原子形成一个与氮孤对轨道共享π电子的稳定烷基自由基；其与过氧自由基反应形成氢过氧化物和新形成的氨烷基自由基可以重新引发丙烯酸酯单体聚合，同时氨烷基可以与氧分子形成氨烷基过氧自由基以消耗氧气，降低体系的氧气含量，两种形成一种协同效应。但是由于胺类物质存在体系黄变和存储稳定性问题。

近几年行业推出硫醇系列产品，硫醇的巯基抓氢能力特别强，克拉默等人采用实时红外技术研究UV固化丙烯酸酯和巯基树脂体系时发现丙烯酸酯转化率大致是巯基的两倍。这意味着丙烯酸酯链增长动力学速率常数大约是巯基抓氢速率的1.5倍，而且在空气的存在下，巯基聚合优势更为明显。但是硫醇的气味和存储稳定性也是限制了其大范围的推广和应用。

近来有报道在3D打印领域使用化学方法如酚醛树脂处理表面来弥补UV固化不完全的缺陷，首先以无水乙醇和酚醛树脂对原砂进行处理形成覆膜砂，然后在打印时喷涂溶解剂，使覆膜砂外层酚醛树脂溶解并粘合，实现覆膜砂的成型，最后把成型工件加热，使成型工件实现二次固化。该方法使用化学法喷涂化学试剂，喷涂完再烘烤后处理，工序多又耗费能量，最重要的是覆盖表面的纹理，掩盖了3D打印的表面精密性。

在设备技术方面推出的方案如通过物理方法抑制UV固化过程中的氧阻聚已经有很多的报道，最早且最广泛防止氧气扩散进入聚合体系的策略是惰性气氛保护(氮气、氦气、二氧化碳)，在惰性气氛下UV固化可以在降低一个数量级的光引发剂浓度下发生并获得更好的固化涂层。但是物理方法不适合工业规模的连续涂装线，仅能用于小众，成本高，小范围的领域。3D打印中的固化在同一台机器设备上进行一定时间的密封式水下二次曝光固化后处理，并加热和超声波清洗热处理；不足之处是在使用领域受限，精密部件产生裂纹等问题并且在二次液体固化中水相体系无引发剂及可能二次固化的程度不够。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种UV固化方法，克服现有氧阻聚的不足和使用领域受限的问题。为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种UV固化方法包括：

第一步骤，将第一质量的表面活性剂加入液体介质中且搅拌分散，

第二步骤，将第二质量的光引发剂加入液体介质中且搅拌分散，

第三步骤，将已空气固化的固化物浸入所述液体介质中，

第四步骤，紫外线照射被液体介质包裹浸没的固化物预定时刻后取出固化物。

所述的一种UV固化方法中，所述表面活性剂包括一种或一种以上组合物，所述组合物包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、氟表面活性剂或两性表面活性剂。