一
我國固化行業的市場現況
輻射固化技術與傳統的溶劑型熱固化技術相比,具備固化速度快、可瞬間成膜,不含揮發性溶劑、環境污染小、安全性高,能耗低,占地小、設計緊湊、適合流水線操作,生產成本低,涂層性能優異等多方面的優勢。輻射固化技術是一種高效、環保、節能、優質的材料表面處理技術,被譽為面向 21 世紀綠色工業的新技術。
由于具有環保和固化時間非常短等特點,帶動了UV涂料在多個終端領域的應用顯著增長。其中工業涂料是發展速度最快的終端應用領域,2014-2019年的年復合增長率將達9.3%,到2019年,預計約有四分之三的工業涂料新增消費需求都將源自UV涂料產品。
我國UV涂料生產總量增長圖
UV光固化技術與傳統的溶劑型熱固化技術相比,具備固化速度快、可瞬間成膜,不含揮發性溶劑、環境污染小、安全性高,能耗低,占地小、設計緊湊、適合流水線操作,生產成本低,涂層性能優異等多方面的優勢。
光引發劑是光固化體系中的關鍵材料,與活性稀釋劑、低聚物、助劑等原材料形成配方產品,再應用至終端用戶;光引發劑用量雖然不大,但在光固化體系中占有重要地位。
這里需要注意的是,實踐中不少廠商可能都會遇到過油墨表干不良的問題,有些廠商會不斷增加光引發劑,甚至會增加到20%、30%,其實光引發劑如果增加多了,會產生價格上漲,也會出現物理性的變化,會發黃。
UV上下游行業示意圖
行業市場發展趨勢
第一,近年來,國家及各省市各級政府不斷出臺環保法規、標準,對減少溶劑型涂料、油墨、膠粘劑產品的使用,及促進環保型產品使用提出了明確的計劃和目標,有關法規政策對UV光固化產業發展起到了積極促進作用。首先,由于我國將長期持續加大力度推動生態文明建設和生態環境保護,預計未來環保監管的不斷加強將繼續推動UV光固化產業穩定增長。
第二,作為一種先進的材料表面處理技術,UV光固化技術的高效、節能、經濟等特點,能夠滿足下游家 具、建材、印刷、PCB、金屬加工、光纖、3D打印等眾多制造業自動化、清潔化、提升效率、降低成本的業務發展需要。
第三,近年來,以UVLED、大分子光引發劑、水性UV光固化配方產品等新技術、新產品為代表,UV光固化技術在涂料、油墨等行業的應用量不斷提高,未來隨著行業內的持續研發創新、技術進步,新產品、新技術不斷推陳出新,UV光固化技術的應用領域、應用場景將得到持續拓展。
1.LED UV光源與傳統UV燈的對比
汞燈特性:
(1)多波段,但耗電量大,多余波段產生熱能;
(2)使用壽命短,平均壽命1000小時;
(3)需要預熱,點亮3分鐘才能達到峰值;
(4)在工作狀態時會產生有害氣體-臭氧;
(5)發熱量大,紫外線出光率23%,有些行業不適應用;
(6)燈管含水銀,廢棄燈管需要特殊處理;
(7)采用高電壓激發(最高達5000V),危險性大;
(8)輔助設備多,占地面積大;
UVLED優點:
(1)壽命超長:使用壽命是傳統汞燈式固化機的10倍以上,使用壽命達可20000小時。
(2)冷光源、無熱輻射,被照品表面溫升低,解決光通訊、液晶生產中長期存在的熱傷害問題。
(3)發熱量小,可解決汞燈噴繪設備發熱量大、工作人員難以忍受的問題。
(4)瞬間點亮,不需要預熱即刻達到最大額定功率紫外輸出。
(5)使用壽命不受開閉次數影響。
(6)能量高,光輸出穩定,照射均勻效果好,提高生產效率。
(7)可定制有效照射區域,長度從7mm到1000mm。
(8)不含汞,也不會產生臭氧,是替代傳統光源技術的一種更安全、更環保的選擇。
(9)低消耗,耗電量僅為傳統汞燈式固化機的20%,能節約80%電量。
UVLED也存在一些問題,比如波段單一,芯片單一波段;有效照射距離短(10mm-50mm);燈珠價格昂貴;大規模量產難度高。
UVLED成套光源構成
UVLED成套光源價格昂貴
燈珠價格,無機封裝及高光強燈珠價格昂貴,成本在成套設備中占比40%,目前急需封裝工藝可靠,出光效率更高的燈珠。
冷卻系統占成套光源成本20%。
UVA波段出光效率約占50%,急需提高燈珠的發光效率,多發光自然少發熱,冷卻系統的成本也會下降。
夾具占成套光源成本10%
非標夾具制作成本高,制作周期長。不能大規模量產,夾具表面處理(氧化及發黑)造成環境污染,急需低污染量產化環保材料代替。
UVLED驅動電源
價格昂貴,約占成套光源成本30%,針對UVLED驅動電源品種及生產廠家稀缺,特別對燈珠工作狀態及反饋功能缺失。急需符合UVLED燈具的智能化電源廠家配合。
不同于白光照明用電源,UV LED用電源有一些特殊要求,因為它屬于工業生產類,燈具在客戶的設備里是不能有故障的,需要更可靠的驅動電源和對燈珠狀態的反饋過程。所以智能型驅動電源對于UVLED環節非常重要,但是從事智能電源開發的公司相對比較少,還需要相關企業進一步探討。