可聚合功能高分子材料–节能环保LED 光聚合油墨

项目负责人:田颜清
技术领域:新材料、油墨、PCB印刷、LC、OLED、3D打印

项目简介


高分子材料经过多年的发展已经在各行各业得到显著的应用。在高分子材料领域中可聚合(包括热聚合、光聚合、氧化还原聚合、缩合等)材料在微纳米加工,刻蚀,油墨印刷,PCB电路板、液晶显示、OLED、3D打印等领域中的应用是高分子领域中的一大类重要应用范畴。然而在当前包括集成电路在内的高端制造行业发展中,关键材料和技术主要由国外企业掌控。且国内光刻胶受益于半导体产业转移及国内电子化学品的迅速发展,需求增速远高于全球,但产品种类还有限和质量还没有完全达到国际先进水平。这些材料的高消耗性,以及配方保密性,使得相关制造企业对这种耗材产生了严重的依赖,尤其是高质量高等级的进口光刻材料。这些耗材价格昂贵,且需要大量使用,这样使得国内相关制造行业的很多企业利润不断的被压缩,而国外提供此类耗材的公司则在中国攫取了巨额的利润,因此核心光刻材料及相关配方的国产化自主研制迫在眉睫。

技术优势


已成功研制出多种可光聚合的性能优异的材料,适合于应用到PCB电路板印刷中,尤其材料可以利用LED光源聚合。已经成功研制利用405纳米LED光源聚合的油墨。由于LED发热少,对于塑膜等耐热性差的承印材料的印刷以及印刷机的热影响小,只需对印刷精度稍作调整即可,纸张损耗随之减少。另外LED光源元件与紫外线灯(一般波长为365纳米)相比寿命约为其12倍,光源更换频度大幅降低,器材耗用随之减少。再者LED可做到瞬间开启或关闭,无需UV灯方式所必须的预热及降温时间,作业效率得到提高。因此LED光聚合油墨是节能环保型。而传统的利用紫外光源的(UV)聚合的油墨虽在广泛应用中,但由于UV油墨的光源普通采用高压汞灯,其最强的波长为365nm。多年的应用结果表明UV固化技术是一项高效、节能、经济、适用性广而且环境友好的技术。但也存在一些缺点:1、UV汞灯的使用寿命有限。2、UV汞灯的能耗较大,有效利用的能量不高,输入能量中只有大约20%的能量产生紫外线,而有20%是可见能源40%是热量,不适应于热敏材料。3、虽然UV汞灯性对于溶剂型油墨来说,没有VOC排放而具有环保环境友好的特点。但也存在一些隐性的污染。例如汞灯的高压、高温和强辐射,很容易使周围的氧气分子发生化学反应而产生臭氧。而臭氧不但对大气层有不利影响,而且对身体健康也具有较大的影响。因此开发可以LED光源聚合的材料(这里统称为LED油墨)具有重要意义,并已经在国际、国内油墨行业中得到广泛的重视。越来越多的油墨采用LED光聚合。

市场现状


尽管全球的印刷油墨销售量主要集中在发达国家印前工艺,但是发展中国家对拉动印刷油墨销售量的力度也不容忽视。在亚太地区,特别在中国和印度,是印刷油墨需求量上涨最快的国家,该地区复合年均增长率已经达5.5%。出版和商业印刷市场在亚洲地区增幅最快,表现最为突出的国家同样也是在中国及印度。据全球工业数据分析(GIA)研究机构最新发布的一项研究报告显示:受环保油墨备受市场青睐色序,UV、LED、喷墨墨水等新市场兴起等因素影响,预计到2017年全球印刷油墨市场值将达到182亿美元。