光固化技術(shù)作為一種新型、先進的材料表面處理技術(shù)，自上世紀60年代實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以來取得了快速發(fā)展，特別是它的高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、節(jié)能等特性，使光固化產(chǎn)品的應(yīng)用日益廣泛。近來業(yè)界為了克服光固化技術(shù)的一些弊病，們采用不少新技術(shù)研究開發(fā)了多種新產(chǎn)品，使光固化技術(shù)和產(chǎn)品以7大熱點為代表取得了很大進展。

首先是活性稀釋劑。作為光固化材料的重要組分，它不僅溶解和稀釋低聚物、調(diào)節(jié)體系粘度，而且參與光固化過程、影響材料的光固化速度和固化膜的各種性能。自由基光固化活性稀釋劑主要為丙烯酸類單體，陽離子光固化活性稀釋劑主要為乙烯基醚類單體。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會家介紹，目前常用的第1代丙烯酸酯活性稀釋劑存在對皮膚的刺激性、毒性偏大和體積收縮率大等弊?。坏?代丙烯酸酯活性稀釋劑是乙氧基化或丙氧基化的丙烯酸酯，對皮膚的刺激性和體積收縮率都有降低，有的粘度也降低；第3代丙烯酸酯活性稀釋劑是含甲氧端基的丙烯酸酯活性稀釋劑，具有高轉(zhuǎn)化率、低體積收縮和高反應(yīng)活性。美國沙多瑪公司和德國科寧公司已有商品出售，北京化工大學(xué)等單位正在研究開發(fā)具有特殊性能的活性稀釋劑，利用無機顆粒(包括納米材料)通過溶膠，凝膠法、表面接枝、偶聯(lián)或其他手段，接上丙烯酸酯成為無機一有機材料。由于它既含有丙烯酸基團，可參與光聚合，又有無機顆粒，可提高耐磨性、硬度、強度等，因而成為具有特殊性能的活性稀釋劑。

低聚物是光固化材料的主體，它的性能基本上決定了固化后材料的主要性能，因而成為又一個研發(fā)熱點。自由基光固化材料用的低聚物主要是各種類型的丙烯酸樹脂，如丙烯酸樹脂、聚氯酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂、聚醚丙烯酸樹脂和丙烯酸酯化的丙烯酸樹脂等；陽離子光固化材料用的低聚物為含有環(huán)氧基或乙烯基醚的樹脂，如環(huán)氧樹脂、乙烯基醚樹脂。低聚物的發(fā)展方向是低粘度、高活性、多功能以及水性化；粘度低可以減少活性稀釋劑用量，適應(yīng)UV噴涂材料低粘度的要求；活性高可以縮短固化時間，提高生產(chǎn)效率；功能多可使樹脂有不同功能，減少小分子添加劑用量，改善固化材料的物理機械性能。目前正在開展超支化低聚物的研究。超支化聚合物有球狀分子結(jié)構(gòu)，分子之間不易形成鏈段纏繞，粘度比相同分子量的線性聚合物低；超支化聚合物終端官能度非常大，端基又具有反應(yīng)活性，因此反應(yīng)活性極高，可以引入丙烯酸基團，成為光固化低聚物；還可引入親水基團，成為水性光固化樹脂；引入光引發(fā)劑基團，成為大分子光引發(fā)劑。中國科技大學(xué)和四川大學(xué)等高校正在開展此項研究，四川大學(xué)將多功能性超支化聚合物用作光致光蝕劑已經(jīng)實現(xiàn)商品化。

光固化材料的關(guān)鍵組分——光引發(fā)劑，對材料的光固化速度起決定性作用，也吸引了業(yè)界的目光。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹說，自由基光引發(fā)劑從結(jié)構(gòu)上看為芳烷基酮類有機物，在光固化材料涂層固化后，殘留的光引發(fā)劑或光解產(chǎn)物會向涂層表面遷移，影響涂層外觀和性能并使涂層黃變。有的光引發(fā)劑易揮發(fā)，大多數(shù)光引發(fā)劑的光解產(chǎn)物有不同程度的異味，影響其在食品和衛(wèi)生包裝材料上的使用。為了克服小分子光引發(fā)劑的上述弊病，人們設(shè)計了大分子光引發(fā)劑或可聚合的光引發(fā)劑。目前已經(jīng)商品化的大分子光引發(fā)劑為意大利寧柏迪以KIP150為主的KIP系列和KT系列；北京英力科技發(fā)展公司也在開發(fā)大分子和可聚合的光引發(fā)劑。業(yè)界在研究電子給體單體和電子受體單體結(jié)合時發(fā)現(xiàn)，經(jīng)UV光照射可直接光引發(fā)共聚完成光固化過程，這種無光引發(fā)劑的光固化體系已經(jīng)成為光固化領(lǐng)域中又一熱門研究課題。目前已開發(fā)了一系列以乙烯基醚單體為電子給體、馬來酰亞胺衍生物為電子受體的光固化體系。此外還有UV自固化樹脂已開發(fā)成功，在UV光照射下不用光引發(fā)劑可直接光固化，目前四川大學(xué)正在研究此類無光引發(fā)劑的光固化體系。

水性光固化材料繼承和發(fā)展了傳統(tǒng)的光固化技術(shù)和水性涂料、水性油墨的許多優(yōu)點，成為上世紀末以來世界各國光固化產(chǎn)業(yè)特別關(guān)注的熱點。水是最廉價易得的原料，不燃不爆、安全易得，對環(huán)境無污染，因此用水來替代丙烯酸酯作活性稀釋劑是光固化技術(shù)的一個重大進步，也是發(fā)展方向之一。為此大量的水性光固化低聚物得到開發(fā)，主要為水乳型、水分散型和水溶型聚氨酯丙烯酸樹脂、環(huán)氧丙烯酸樹脂和聚酯丙烯酸樹脂。美國氰特表面技術(shù)公司(原比利時UCB特種表面技術(shù)公司)、德國拜耳、巴斯夫、意大利蓋斯塔夫等公司都有商品。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家說，水性光引發(fā)劑開發(fā)正高度引起重視、部分產(chǎn)品實現(xiàn)商品化，如瑞士汽巴精化公司的819DW、意大利寧柏迪公司的HIPEM和英國大湖公司的QTX等。水性光固化材料為水性光固化涂料、水性光固化油墨等，在歐美日等發(fā)達國家發(fā)展較快且都有商品問世，如電沉積光致抗蝕劑、水性UV紙張上光油、水性UV絲印油墨等；中山大學(xué)、北京化工大學(xué)也在研發(fā)之中；北京英力科技發(fā)展公司的水性UV絲印油墨、福建洪澤集團的水性UV上光油等都已完成商品化。

光固化粉末涂料是光固化技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，其中特別是固化粉末涂料綜合了常軌粉末涂料和UV固化技術(shù)的特點，成為光固化技術(shù)發(fā)展的又一個新領(lǐng)域。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家說，粉末涂料特別是環(huán)氧樹脂粉末涂料屬于無溶劑環(huán)保型涂料，故不存在活性稀釋劑對皮膚的刺激性，具有以下優(yōu)點：一次涂裝厚涂層，散落的粉末可回收循環(huán)使用；低溫(100～140℃)流動性好，可用于熱敏基材的涂裝;先紅外熔融流平，再UV固化，固化速度快，涂膜質(zhì)量好；固化空間小，能耗低；粉體熱穩(wěn)定性好，可用常規(guī)的擠出設(shè)備加工。UV固化粉末涂料是一項新技術(shù)，其工業(yè)化程度取決于光固化低聚物粉末的制備；它要求低聚物樹脂有較低的熔融溫度(≤140℃)和加工穩(wěn)定性，涂層表面不產(chǎn)生橘皮，同時在加入顏料(特別是鈦白和炭黑)后，經(jīng)UV光照射能成功固化。UV固化粉末涂料可用于木制品、塑料制品、合金、鋼材的涂裝，甚至可應(yīng)用于紙類基材涂裝。目前中密度纖維板是首選的應(yīng)用對象，而最大的潛在用途是汽車鋼板和電器用彩涂鋼板的涂裝。2001年起在連續(xù)3屆歐洲和美洲輻射固化國際會議展覽會上，都展出了由各種UV涂料涂裝的汽車，其中就包含UV固化粉末涂料。美國氰特表面技術(shù)公司一直致力于UV固化粉末涂料的研究，實現(xiàn)了UV固化粉末涂料用樹脂的商品化。中國科技大學(xué)、北京化工大學(xué)和中國樂凱膠片集團公司研究院也都在從事UV固化粉末涂料的應(yīng)用與開發(fā)研究工作。

UV油墨早就應(yīng)用在膠印、凹印、凸印、柔印、絲印和移印等印刷過程中，現(xiàn)在也正以光固化技術(shù)熱點的面孔出現(xiàn)。到上世紀末由于噴墨技術(shù)的進步而精度提高，噴繪機配上合適的UV光源設(shè)計制造出UV噴繪機，加上制備UV油墨的新原材料不斷開發(fā)，終于使UV油墨進入噴墨印刷領(lǐng)域。UV噴墨油墨作為噴墨打印墨水必須具有低粘度、良好的顏料分散穩(wěn)定性，以及克服氧阻聚能力。目前美國沙多瑪公司和氰特表面技術(shù)公司都可提供用于UV噴墨油墨的低聚物和活性稀釋劑。UV噴墨油墨的另一選擇就是采用水性UV固化體系，它更環(huán)保安全，目前正在研究之中，UV噴墨油墨主要用于戶外大型廣告和標牌。進入本世紀后加拿大克里奧公司、英國色麗可公司、美國威特公司和3M公司等名家公司先后開發(fā)和生產(chǎn)了UV平臺式噴繪機，國內(nèi)深圳潤天智、上海泰威和沈陽飛行船等噴繪設(shè)備公司也在研制生產(chǎn)UV平臺式噴繪機。英國色麗可公司、日本DIC公司和TOYO公司、美國3M公司等相繼開發(fā)出UV噴繪油墨，北京化工大學(xué)等單位也正在研制開發(fā)中。UV噴墨技術(shù)不僅用于UV噴墨印刷，還用于膠印、柔印、絲印等計算機直接制版，數(shù)字化制作印刷電路板等，進一步發(fā)展，還可用于制作電子材料，前景看好。

雙重固化體系是又一個熱點。光固化材料適用于平面涂裝固化，對形狀復(fù)雜的物體固化比較困難，一些厚涂層固化也比較困難，為了克服光固化材料的這些缺點雙重固化體系應(yīng)運而生。雙重固化體系是指光固化與其他固化體系相結(jié)合的體系，利用光固化技術(shù)快速固化，再加上其他固化體系的協(xié)同作用，使光照不到或光照較弱的部分也能固化。目前常用的雙重固化體系有自由基光固化/陽離子光固化、自由基光固化/熱固化、自由基光固化/厭氧固化、自由基光固化/濕固化、自由基光固化/氧化還原固化等。不少體系已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)中，如印刷電路板制造中使用的光成像抗蝕油墨和阻焊油墨就是光固化/熱固化雙重固化體系、通訊器材主機板用的電子保護涂料是光固化/濕固化或光固化/氧化還原固化雙重固化體系。德國拜耳公司已有用于雙重固化體系的低聚物商品供應(yīng)?？傊?，雙重固化體系材料中的研究開發(fā)，使光固化材料的應(yīng)用領(lǐng)域得到進一步發(fā)展，不限于平面涂裝，可實現(xiàn)三維立體涂裝；不限于薄涂層固化，可實現(xiàn)厚涂固化；也有利于較難固化的有色涂層的固化。