本期，我們邀請到東莞市藍盾機電設備科技有限公司董事長唐永林帶來了“UV LED固化行業趨勢分析及創新”的精彩主題分享，以下為主要內容：
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。
二、全統光源與UVLED對比
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。
三、市場問題及建議
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。
UVLED照射距離問題
UVLED有效照射距離較短（10mm-50mm），距離在8~10cm UVLED能量是無法滿足現今固化市場的需求，唯有突破才能使固化市場運用更加廣泛。
由于距離關系，衰減比較明顯，有一段時間一度認為，UV LED只適合一些平面固化的產品。對于一些不規則的產品和異形產品是無法孵化的，因為存在一個產品高度差問題或者高低不平的問題。比如一些一體成型的家具，汽車行業上面的內視鏡之類，是無法同時固化的。
急需一次光學及二次光學透鏡來提升紫外線照射強度和距離，一是提高出光效率。二是解決LED出光角度。三是光強分布與均勻度。UVLED一般要經過一次或兩次光學設計。
UVLED油墨，膠水，油漆表干問題(對應光引發劑問題)
目前常用的UV-LED光源為405nm、395nm、385nm、365nm 長波段紫外光，由于UV-LED發射的紫外光波峰窄，與現有的光引發劑不太匹配，所以影響光引發效果。現在與UV-LED光源比較匹配的光引發劑有TPO、TEPO、819、ITX、DETX等。急需針對UVLED敏感的配套引發劑。
UVLED氧阻聚問題
UV-LED輸出功率較小，克服氧阻聚能力差，影響表面固化，這是UV-LED光源在實際應用 中存在的一個較大的問題。目前通過縮短光照距離(最低可在5mm)， 在配方中采用抗氧阻聚、有利于表面固化的光引發劑或助劑等方法，來克服此問題。
急需統一的標準光源及測量儀器
全球無統一標準，測量數據紛亂，同一光源下，測量數據不一致，達不到一個統一的準確數值。
標準光源同一波段存在差異
同一芯片廠家，不同封裝工藝制作出來的燈珠，光強度不同。急需制定標準化光源。
四、創新應用及實踐案例
1．玻璃褪黃UVLED固化系統
生產玻璃時出現黃玻璃是由玻璃中的氫化鐵被還原氧化亞鐵或硫化亞鐵所致。玻璃UV褪黃就是利用UV將出現的氧化亞鐵或硫化亞鐵清除，讓玻璃秒速褪黃。
方案：采用LED紫外線395nm+405nm波長。
（1）溫度大大降低到80度以內（采用水冷卻裝置）；
（2）功率可降低到30KW，相當于汞燈功率的30%；
（3）不產生廢氣臭氧，不需要增加廢氣處理設備；
（4）使用壽命長達20000個小時；
（5）設備占地面積小，不到汞燈設備面積的1/3；
2.薄膜UVLED固化（涂布行業）
通過沖氮方式趕走體系中的氧，形成氧阻聚層，使其不能與涂料及涂膜接觸。
方案：采用UV LED+氮氣保護
（1）能量光強度高在200m/s速度下可達到200mJ/c㎡ 5000AW以上；
（2）溫度容易掌控（水冷卻）60度以下；
（3）不用考慮風平衡，水線等問題；
（4）功率小，只需7KW左右；
（5）使用壽命長可達20000個小時；
3.UVLED光改質（硅膠行業）
采用UVLED短波254nm+280nm，改變產品的靜電系數和摩擦系數。能一次實現硅膠清潔干燥改質；通過UV紫外線光照射后形成UV保護層，使硅膠為無溶劑及涂層，使得成品工藝尺寸、性能穩定、非常耐用。UV改質后硅膠本體表面形成UV保護層，起到防塵、硅膠手感柔軟爽滑的效果，非重外力破壞時不會造成UV保護層脫落。能增強硅膠產品品質、觸感及視覺感等。滿足產業需求；代替手感油工藝、硅膠親水基改質機進一步減少環境污染。
五、行業發展預測
UV LED有眾多優勢，無論從耗能，功率確實優于汞燈。隨著水俁公約的實施和國家節能相關環保的政策實施，相關產業鏈技術也在不斷積累及進步，越來越多領域在拓展應用，相信UVLED最終會慢慢替代傳統汞燈。
感謝國家半導體照明工程研發及產業聯盟的組織，讓大家聚在一起，攜起手討論和解決UVLED全產業鏈的技術創新。從一線的角度來看，雖然有大量的應用，但相對缺乏理論與技術層面的支撐，希望芯片、封裝、光學研究、光引發劑等領域的研究專家能多多參與進來。一線市場可以最快速度把研究成果和技術轉化，應用起來，也希望與業界同仁多多交流。
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行業UV固化解決方案。現有員工50多人，各類先進生產設備近百臺。云集了一大批各級各類工程、技術管理人員近30人，公司總占地面積5000平方米。建筑總面積3000平方米。“藍盾機電”根據市場的需求不斷完善人才的儲備，技術的創新，一諾千金的售后服務理念。接軌“2025中國智造”戰略宏偉藍圖。
（文字根據直播內容編輯整理，略有刪減）
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