紫外线胶 UV胶 光学胶 UV固化胶
一. UV光线的基本知识:
U V是英文Ultraviolet Rays的缩写,即紫外光线.紫外线(UV)是肉眼看不见的,是可见紫色光以外的一段电磁辐射,波长在10~400nm的范围(太阳光的波长集中在400-700nm),通常按其性质的不同又细为下列波段:
1.真空紫外线(Vacuum UV), 波长为10--200nm
2.短波紫外线(UV-C),波长为200--290nm,光线携带能量高,但是穿透力低,容易灼伤皮肤和眼睛.玻璃可以滤掉这个波段的大部分光线.但是它的表干能力优秀, 多用在固化涂层.
3.中波紫外线(UV-B),波长为290--320nm
4.长波紫外线(UV-A),波长为320--400nm,此范围的光携带的能量比其他范围的光线能量低, 但是穿透能力强.能提高粘接剂的固化深度.
5.可见光(Visible light),波长为400--760nm, 这个范围的光线能量低, 穿透性能优越, 多用在深层固化, 但是表干能力较差.
紫外线(UV)用于工业生产,一般使用的是长波UV-A,波长为375nm.
图1-UV光谱(1)
图2-UV光谱(2)
目前,工业上使用的UV设备所使用的光源,主要是气体放电灯(汞灯)。依据灯内腔气体的压强的大小分为低压、中压、高压、超高压,工业的生产固化通常使用高压汞灯(热态时,腔内压力在0.1-0.5/MPa)。
UV光辐射物理性质类似于可见光,都具有直线性,其穿透力却远不及可见光,波长越短,穿透力越差,故此UV固化主要应用于光线能够直接射到的表皮面或透光性较好的内层固化。
a. UV灯产生UV的同时会产生大量的IR辐射热,对于温度影响不大的工件,这一辐射热是有益的,它可以加速光固化的反应速度,尤其对于UV+厌氧混合型的胶料,效果更为明显。 应用范例: 木制地板 、金属制品等的UV涂装;印制线路板中 UV绝缘涂层 ;玻璃制品的 UV胶合 。
b. 对于温度的影响较敏感或耐温性较差的光固化工件,传统UV灯产生的UV中附带的IR辐射热,对其却是一大危害甚至是致命的。一般是采用水冷、反射、分频过滤等方法来加以解决,但代价是必须损失部分的紫外光功。
二. UV固化的原理:
自由基 |
阳离子(或催化剂) |
双重固化 |
UV丙烯酸脂 | UV环氧胶 | UV+Anaerobic(厌氧) UV+Thermal(热) UV+Moisture(潮湿) |
自由基反应引起非常快的固化,氧气抑制反应,紫外吸收范围350-420nm | 阳离子反应引起快的固化,没有氧气抑制作用,紫外吸收范围260-350nm | 一部分使用UV固化,二次固化机理能过完全固化在阴影区域:光照不到的地方 |
三、UV胶水的应用
1.在医疗用品中的应用
一次性用品成为紫外光固化胶粘剂用量增长的推动力之一。UV胶水可以应用到将皮下注射针头与注射器和静脉注射管粘接上,以及在导尿管和医用过滤器的使用,以及呼吸系统、蝶型装置和面罩、静脉导管装置、氧合器、蓄水器、电子诊断装置等医疗设备。
2、在玻璃和工艺品、珠宝业的应用
紫外光固化胶水以其优异的光学和化学性能,广泛应用于玻璃行业,尤其安全玻璃的应用。区别于传统安全玻璃生产时间的20h左右,UV无影胶仅需秒或几分钟即可完成粘接过程,极大提高生产效率,缩短生产周期。另外,玻璃家具和透明塑料工艺制品粘接,以及PMMA/PS也是重要的应用领域。
紫外光固化胶水在珠宝、装饰品业中,可快速的完成宝石、水晶等镶嵌、定位等。
3、在光电子、信息行业应用
紫外光固化胶水在光电子、信息行业的应用,该领域随着科技的不断发展,拥有这巨大的潜力,其中主要包括三个消费领域:数字光盘制造业、光学纤维粘合和液晶和聚合物显示器。
1)数字光盘制造业,主要包括:反射膜层、保护膜层的涂覆;DVD包装的密封罩等。在计算机硬盘制造过程中,磁头与折片粘接工作程序是:把少量的胶加在折片前端舌片上,再由中央具夹着磁头放在舌片加胶处。用一定强度的紫外光照射数秒钟,使胶粘剂初固化;然后从自动粘合机中取出,经加工处理后放人烘箱,在设定的温度下加热固化,是属于紫外—热固化双重固化;
2)光导纤维粘合也是应用领域之一;
3)液晶及聚合物显示器是LCD技术的延续。液晶显示器(LCD),被广泛应用于电子设备上,这些设备包括﹕手表、计算器;电脑显示器;电视屏幕;摄像机/时钟;测试仪读数盘;汽车电子仪表盘;个人数字助理(PDA)显示屏等等。在液晶显示器制造中用途如下: ①光电组件对位临时固定; ②主板密封; ③端口密封; ④金属引端子的粘接; ⑤柔性封端; ⑥裸芯片贴装; ⑦同向异位和薄膜粘接,以及FCOG盖涂层。
4、在电器和电子行业应用
紫外光固化胶粘剂在电器和电子应用的发展速度快,主要用途包括: ①智能卡和导电聚合物显示器的粘接和密封; ②接线柱、继电器、电容器和微开关的涂装和密封; ③印刷电路板(PCB)粘贴表面元件; ④印刷电路板上集成电路块粘接; ⑤线圈导线端子的固定和零部件的粘接。 同样,汽车工业零部件的粘接通常也属于这一领域,其应用覆盖汽车灯装配、倒车镜和气袋部件的粘接和燃油喷射系统。
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