UV LED固化行業(yè)趨勢(shì)分析及創(chuàng)新
一 我國(guó)固化行業(yè)的市場(chǎng)現(xiàn)況
輻射固化技術(shù)與傳統(tǒng)的溶劑型熱固化技術(shù)相比，具備固化速度快、可瞬間成膜，不含揮發(fā)性溶劑、環(huán)境污染小、安全性高，能耗低，占地小、設(shè)計(jì)緊湊、適合流水線(xiàn)操作，生產(chǎn)成本低，涂層性能優(yōu)異等多方面的優(yōu)勢(shì)。輻射固化技術(shù)是一種高效、環(huán)保、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)的材料表面處理技術(shù)，被譽(yù)為面向 21 世紀(jì)綠色工業(yè)的新技術(shù)。
由于具有環(huán)保和固化時(shí)間非常短等特點(diǎn)，帶動(dòng)了UV涂料在多個(gè)終端領(lǐng)域的應(yīng)用顯著增長(zhǎng)。其中工業(yè)涂料是發(fā)展速度最快的終端應(yīng)用領(lǐng)域，2014-2019年的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)9.3%，到2019年，預(yù)計(jì)約有四分之三的工業(yè)涂料新增消費(fèi)需求都將源自UV涂料產(chǎn)品。
我國(guó)UV涂料生產(chǎn)總量增長(zhǎng)圖
UV光固化技術(shù)與傳統(tǒng)的溶劑型熱固化技術(shù)相比，具備固化速度快、可瞬間成膜，不含揮發(fā)性溶劑、環(huán)境污染小、安全性高，能耗低，占地小、設(shè)計(jì)緊湊、適合流水線(xiàn)操作，生產(chǎn)成本低，涂層性能優(yōu)異等多方面的優(yōu)勢(shì)。
光引發(fā)劑是光固化體系中的關(guān)鍵材料，與活性稀釋劑、低聚物、助劑等原材料形成配方產(chǎn)品，再應(yīng)用至終端用戶(hù)；光引發(fā)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(shí)踐中不少?gòu)S商可能都會(huì)遇到過(guò)油墨表干不良的問(wèn)題，有些廠(chǎng)商會(huì)不斷增加光引發(fā)劑，甚至?xí)黾拥?0%、30%，其實(shí)光引發(fā)劑如果增加多了，會(huì)產(chǎn)生價(jià)格上漲，也會(huì)出現(xiàn)物理性的變化，會(huì)發(fā)黃。
UV上下游行業(yè)示意圖
行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
第一，近年來(lái)，國(guó)家及各省市各級(jí)政府不斷出臺(tái)環(huán)保法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)減少溶劑型涂料、油墨、膠粘劑產(chǎn)品的使用，及促進(jìn)環(huán)保型產(chǎn)品使用提出了明確的計(jì)劃和目標(biāo)，有關(guān)法規(guī)政策對(duì)UV光固化產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用。首先，由于我國(guó)將長(zhǎng)期持續(xù)加大力度推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，預(yù)計(jì)未來(lái)環(huán)保監(jiān)管的不斷加強(qiáng)將繼續(xù)推動(dòng)UV光固化產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定增長(zhǎng)。
第二，作為一種先進(jìn)的材料表面處理技術(shù)，UV光固化技術(shù)的高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，能夠滿(mǎn)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(yè)自動(dòng)化、清潔化、提升效率、降低成本的業(yè)務(wù)發(fā)展需要。
第三，近年來(lái)，以UVLED、大分子光引發(fā)劑、水性UV光固化配方產(chǎn)品等新技術(shù)、新產(chǎn)品為代表，UV光固化技術(shù)在涂料、油墨等行業(yè)的應(yīng)用量不斷提高，未來(lái)隨著行業(yè)內(nèi)的持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步，新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷推陳出新，UV光固化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用場(chǎng)景將得到持續(xù)拓展。
1.LED UV光源與傳統(tǒng)UV燈的對(duì)比
汞燈特性：
（1）多波段，但耗電量大，多余波段產(chǎn)生熱能；
（2）使用壽命短，平均壽命1000小時(shí)；
（3）需要預(yù)熱，點(diǎn)亮3分鐘才能達(dá)到峰值；
（4）在工作狀態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害氣體-臭氧；
（5）發(fā)熱量大，紫外線(xiàn)出光率23%，有些行業(yè)不適應(yīng)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(fā)（最高達(dá)5000V）,危險(xiǎn)性大；
（8）輔助設(shè)備多，占地面積大；
UVLED優(yōu)點(diǎn)：
（1）壽命超長(zhǎng)：使用壽命是傳統(tǒng)汞燈式固化機(jī)的10倍以上，使用壽命達(dá)可20000小時(shí)?！?/span>
（2）冷光源、無(wú)熱輻射，被照品表面溫升低，解決光通訊、液晶生產(chǎn)中長(zhǎng)期存在的熱傷害問(wèn)題。
（3）發(fā)熱量小，可解決汞燈噴繪設(shè)備發(fā)熱量大、工作人員難以忍受的問(wèn)題?！?/p>
（4）瞬間點(diǎn)亮，不需要預(yù)熱即刻達(dá)到最大額定功率紫外輸出。
（5）使用壽命不受開(kāi)閉次數(shù)影響。
（6）能量高，光輸出穩(wěn)定，照射均勻效果好，提高生產(chǎn)效率。
（7）可定制有效照射區(qū)域，長(zhǎng)度從7mm到1000mm?！?/p>
（8）不含汞，也不會(huì)產(chǎn)生臭氧，是替代傳統(tǒng)光源技術(shù)的一種更安全、更環(huán)保的選擇?！?/p>
（9）低消耗，耗電量?jī)H為傳統(tǒng)汞燈式固化機(jī)的20%，能節(jié)約80%電量。
UVLED也存在一些問(wèn)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(jià)格昂貴；大規(guī)模量產(chǎn)難度高。
UVLED成套光源構(gòu)成
UVLED成套光源價(jià)格昂貴
燈珠價(jià)格，無(wú)機(jī)封裝及高光強(qiáng)燈珠價(jià)格昂貴，成本在成套設(shè)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(tǒng)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(fā)光效率，多發(fā)光自然少發(fā)熱，冷卻系統(tǒng)的成本也會(huì)下降。
夾具占成套光源成本10%
非標(biāo)夾具制作成本高，制作周期長(zhǎng)。不能大規(guī)模量產(chǎn)，夾具表面處理（氧化及發(fā)黑）造成環(huán)境污染，急需低污染量產(chǎn)化環(huán)保材料代替。
UVLED驅(qū)動(dòng)電源
價(jià)格昂貴，約占成套光源成本30%，針對(duì)UVLED驅(qū)動(dòng)電源品種及生產(chǎn)廠(chǎng)家稀缺，特別對(duì)燈珠工作狀態(tài)及反饋功能缺失。急需符合UVLED燈具的智能化電源廠(chǎng)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?yàn)樗鼘儆诠I(yè)生產(chǎn)類(lèi)，燈具在客戶(hù)的設(shè)備里是不能有故障的，需要更可靠的驅(qū)動(dòng)電源和對(duì)燈珠狀態(tài)的反饋過(guò)程。所以智能型驅(qū)動(dòng)電源對(duì)于UVLED環(huán)節(jié)非常重要，但是從事智能電源開(kāi)發(fā)的公司相對(duì)比較少，還需要相關(guān)企業(yè)進(jìn)一步探討。
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