中国感光学会辐射固化专委会、江南大学化学与材料工程学院
具有快速高效、绿色环保、经济节能等特点的辐射（UV/EB）固化技术，目前在商品涂装、印刷、粘结等领域已形成规模市场。其中，以紫外光为辐照能量源的辐射固化称为紫外光（UV）固化，形成产品有UV固化涂料、UV固化油墨等。以电子束为能量源的辐射固化称为电子束（EB）固化，形成产品包括EB固化涂料、EB固化油墨等。十三五以来，国内外环保形势趋紧，随着人们对环境保护和节约能源关注度的日益提高和一系列严格环保法规的出台，作为国家大力倡导和推荐的环保绿色工业技术，我国辐射固化涂料产业得到了良好的发展机遇。
1.辐射固化涂料发展现状
1963年，德国Bayer公司研发推出光固化木器涂料，开始规模化应用于木器家具和木器零件涂装，成为第一代光固化涂料，开启了光固化技术规模化工业应用新时代。随着国外UV材料供应商Sartomer、UCB等在中国市场推广光固化技术，我国辐射固化涂料在九十年代初开始起步发展。
近年来，UV固化原料种类的不断丰富和配方技术的日趋成熟，使得光固化涂料的综合性能更加优异，辐射固化技术应用在我国保持了持续增长的态势，除了继续保持在纸张涂料和木器涂料等传统领域的稳步增长，UV固化涂料在塑料、金属、玻璃、陶瓷、石材等基材应用领域的应用不断取得突破。我国目前已成为全球最主要的辐射固化涂料创新和应用市场之一。通过具体比较辐射固化涂料用基础材料的中日美三国专利申请趋势（图1），发现日本和美国的专利申请总量虽然较多，但近20年来专利年申请量维持稳定，相比之下，中国在2000年后发展迅速，专利年申请量在2007超过美国，2011年超过日本，并在维持了较快的增长速度。
图 1 中、日、美三国辐射固化涂料基础材料专利申请趋势比较
根据中国感光学会辐射固化专委会关于辐射固化涂料主要原材料、配方产品的行业统计数据可以发现。2015-2018年间，我国的辐射固化涂料产业稳步增长，并展现了良好的后继增长趋势。其中，辐射固化低聚物年均产量增长率13.9%，年均出口增长率14.5%（图2）；辐射固化单体年均产量增长率9%，年均出口增长率9.5%（图3）；光引发行业虽经受了上游原材料环保整顿的影响，但年均产量增长率依然达到5.2%，年均出口增长率达到30.6%（图4）；辐射固化涂料和油墨的年产量增长率则分别达到了16.5%和18.5%。
（数据来源于中国感光学会辐射固化专委会）
2.辐射固化涂料发展趋势
（1）UV LED光固化涂料
当前光固化产业主要采用的汞灯存在工作寿命短、潜在汞污染、电光能量转换效率不够高、发热严重、紫外光强输出不稳定等瓶颈。而UV LED作为一种新型光源极大克服了上述缺陷，具有不产生臭氧，工作寿命长，即开即用免预热的特点，因此以其作为光源的UVLED光固化涂料已是大势所趋。
（2）水性光固化涂料
水性光固化树脂配以单体、光引发剂、助剂等可形成水性光固化涂料。相对于传统UV涂料，水性UV体系的树脂分子量高，固化残留小分子极少。如能有效降低水性UV涂料中的助溶剂用量，提升综合性能，将能更好的成为传统辐射固化涂料体系的重要补充。
（3）阳离子/阴离子光固化涂料应用技术
阳离子光固化和阴离子光固化体系是辐射固化技术的重要组成部分，适用于环氧、乙烯基醚、硫醇等多种感光材料体系的固化。发展阳离子/阴离子光固化涂料应用技术，将进一步丰富辐射固化涂料在工艺或性能方面的整体解决方案。
（4）生物基辐射固化涂料
生物基辐射固化涂料是一类结合绿色生物基材料和绿色固化技术的涂料，其制造与研发符合国际循环经济、生态制造的指导思想，也是国际制造业未来发展趋势所在。重点开展包括植物油、纤维素、木质素等天然来源材料的改性，以适应辐射固化加工应用需求。
（5）电子束固化涂料
电子束固化涂料由于无需使用光引发剂、高交联密度、残留单体少等特点，在耐候性、涂层强度和安全性方面具有突出的优点。近年来固化设备价格的下降，将有利于电子束固化涂料的发展，无论是单独使用还是与UV固化涂料协同使用，都将会给行业提供更多更优的辐射固化涂料解决方案。
（6）基于辐射固化的双重固化涂料
基于辐射固化的双重固化技术可有效解决传统辐射固化涂料的固化收缩应力大、固化不完全等问题，并可在一定程度上解决辐射固化涂料的暗区固化难题。主要有光-热、光-潮气等双重固化涂料等，将有利于辐射固化涂料应用范围的拓展和涂料性能的提升。
（7）辐射固化金属涂料
按基材来分类，辐射固化涂料已在纸张、木器、塑料等领域获得全面应用。全面提升辐射固化涂料在金属基材上的综合性能，实现其在卷材印铁、建筑板、家电板、食品罐乃至防腐等领域的应用，将为辐射固化涂料的发展开拓又一片新的领土。
（8）辐射固化功能涂料
主要包括自修复、耐污易清洁、高阻隔性、超疏水疏油、抗静电等在内的辐射固化功能涂料。在建筑家具、电子产品等方面具有很好的应用前景，但应同时满足涂料的表面性能和装饰效果要求。
参考文献
1. 中国感光学会，2016-2017感光影像学学科发展报告，中国科学技术出版社，2018.
文章发表于《2020中国涂料产业研究报告》
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