UV（紫外线）涂料固化是一种光引发的聚合反应过程，其核心在于紫外光激发涂料中的光引发剂，进而引发树脂体系的交联固化。UVLED作为新型固化光源，在高效节能的同时，也面临深层固化的挑战。以下从固化原理和深层固化影响因素两方面展开分析。
1.UV涂料固化原理
UV涂料的固化依赖于光引发剂（Photoinitiator, PI）在紫外光作用下的化学反应，主要分为两步：
(1)光引发剂激发
光引发剂吸收特定波长的紫外光后，发生化学键断裂或能量转移，产生活性自由基或阳离子：
自由基型光引发剂（如TPO、1173）：吸收UV后分解生成自由基，引发丙烯酸酯类树脂的聚合反应。
阳离子型光引发剂（如碘鎓盐）：吸收UV后生成强酸（H⁺），催化环氧树脂或乙烯基醚的开环聚合。
(2)树脂交联聚合
活性自由基或阳离子攻击树脂单体（如聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯）中的不饱和键或环状结构，触发链式反应，形成三维交联网络。这一过程在极短时间内（毫秒至秒级）完成，使液态涂料转变为固态膜层，具备高硬度、耐磨性和耐化学性。
2.影响UVLED深层光固化的关键因素
UVLED固化在厚涂层（>50μm）或高遮盖性涂料（如含钛白粉、碳黑的体系）中可能面临深层固化不足的问题，主要受以下因素影响：
(1)光源特性
波长匹配性：不同光引发剂对波长有选择性吸收（如TPO最佳吸收峰在365nm，819在405nm）。若UVLED波长与PI不匹配，引发效率会显著降低。
光强（辐照度）：低光强下，紫外能量难以穿透涂层深层，导致底部固化不完全。高功率UVLED（如>10W/cm²）可提升穿透能力。
光均匀性：光斑分布不均可能导致局部固化不良，需通过透镜或反射器优化光路设计。
(2)涂料配方
光引发剂选择：浅层固化PI（如184）仅作用于表面，而深层PI（如819）能穿透更厚涂层。复配不同PI可平衡表干与深固。
PI浓度：浓度过低时反应不充分，过高则可能因表层过度吸收UV而阻碍深层固化，通常控制在1%~5%。
树脂类型：高官能度树脂（如六官能度丙烯酸酯）固化快但收缩大，可能影响深层附着力；低收缩树脂（如聚酯丙烯酸酯）更适用。
颜料与填料：钛白粉（TiO₂）、碳黑等会强烈散射或吸收UV，需调整PI用量或选用透明体系。
(3)工艺条件
照射时间：过短时深层未完全反应，过长可能导致表面过固化。需根据涂层厚度优化曝光时间（通常0.5~10秒）。
氧气抑制：空气中氧气会淬灭自由基，导致表面发粘。可通过氮气保护或添加胺类助剂（如DEAP）缓解。
基材特性：某些基材（如木材、塑料）可能吸收UV能量，需预涂底漆或调整照射角度。
3.提升UVLED深层固化的技术方案
(1)优化光源设计
多波长组合：采用UV-A（365nm）与UV-V（395~405nm）混合光源，兼顾表层与深层固化需求。
高功率UVLED模块：提升光强（如30W/cm²以上）以增强穿透力，配合扫描式照射确保均匀性。
(2)改进涂料配方
复配光引发剂：如TPO（短波吸收）与819（长波吸收）组合，覆盖更宽波长范围。
阳离子体系：环氧树脂等阳离子固化体系不受氧气抑制，适合厚涂层应用。
(3)工艺创新
梯度固化：先低强度预固化避免表面封闭，再高强度深固。
反射增强：在基材底部加反射层（如铝箔），提高UV能量利用率。
4.应用与展望
UVLED深层固化技术已应用于PCB阻焊油墨、汽车多层涂料、木器厚涂等领域。未来随着高功率UVLED和可见光引发剂的发展，其将在更厚的涂层及不透明体系中发挥更大潜力。核心突破点在于光源-配方-工艺的协同优化，以实现高效、均匀的深层固化。
