隨著公眾對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注日益增強(qiáng)，綠色環(huán)保技術(shù)正受到前所未有的重視。自2020年12月1日起，針對(duì)清洗劑、涂料、膠黏劑和油墨等化工產(chǎn)品中可揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）含量的限制標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)生效。

光固化技術(shù)，作為一種綠色、環(huán)保且高效的涂料固化技術(shù)，利用紫外光實(shí)現(xiàn)固化，在過去幾十年中經(jīng)歷了迅猛的發(fā)展。其基本原理是：在紫外線照射下，光引發(fā)劑吸收特定波長的光能，產(chǎn)生自由基或陽離子，從而引發(fā)單體和低聚物發(fā)生聚合和交聯(lián)反應(yīng)，迅速形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，完成固化過程。

目前，在紫外固化光源中，傳統(tǒng)中壓汞燈（國內(nèi)稱為高壓汞燈）的使用較為普遍，盡管在今天，它仍然占據(jù)了超過一半的市場份額。中壓汞燈的主要發(fā)射波長為365nm，同時(shí)在254nm和208-331nm附近也有密集的發(fā)射輸出。然而，汞燈存在若干缺陷：

1）使用壽命短，通常只有1000至2000小時(shí)；

2）光強(qiáng)會(huì)逐漸衰減，影響固化效果的穩(wěn)定性；

3）能耗高，發(fā)熱量大；啟動(dòng)時(shí)間長，需要預(yù)熱；

4）體積龐大，難以安裝在空間受限的場合。

此外，汞燈的一個(gè)致命弱點(diǎn)是它必須使用汞——一種對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。

固化設(shè)備所面臨的這一問題，直到UV LED技術(shù)的出現(xiàn)，才從根本上為光固化行業(yè)帶來了革命性的變革，并逐漸顯示出替代傳統(tǒng)技術(shù)的明顯趨勢。

根據(jù)波長，紫外光通常分為UVC（100～280nm）、UVB（280～315nm）和UVA（315～400nm）三個(gè)波段，如圖1所示。傳統(tǒng)汞燈發(fā)出的紫外光覆蓋了這三個(gè)波段，并且通過摻雜（如鐵、鎵等）手段，可以調(diào)整光譜在不同波段或特定波長上的強(qiáng)度，以適應(yīng)不同的固化應(yīng)用需求。

UV LED技術(shù)的出現(xiàn)，為輻射固化技術(shù)帶來了全新的發(fā)展機(jī)遇。UV LED光源屬于固體光源，不涉及汞等有害物質(zhì)。UV LED光源具有無需預(yù)熱、即開即用、無汞污染、設(shè)備體積相對(duì)較小、節(jié)能、使用壽命長（可達(dá)數(shù)萬小時(shí)）、無臭氧產(chǎn)生從而不會(huì)對(duì)環(huán)境造成空氣污染等優(yōu)點(diǎn)，并且發(fā)出的光線中不含紅外部分，適用于熱敏基材。

這些優(yōu)勢使得UV LED在當(dāng)前強(qiáng)調(diào)節(jié)能、環(huán)保和VOC控制的大環(huán)境下，應(yīng)用推廣得到了加速，因此在過去10年中得到了快速發(fā)展和普及。UV LED固化技術(shù)在膠黏劑和油墨等眾多應(yīng)用領(lǐng)域，已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的汞燈固化，成為主流。

UV光固化產(chǎn)品中最常見的是UV涂料、UV油墨和UV膠黏劑，它們的固化速度極快，通常在幾秒到幾十秒之間；適用于多種基材，如紙張、木材、塑料、金屬、皮革、石材、玻璃、陶瓷等，特別適合熱敏感材料（如紙張、塑料或電子元件等）。

UV固化光源參數(shù)包括輸出波長分布、輻照光強(qiáng)、輻照面積等。由于大多數(shù)光固化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基于傳統(tǒng)汞燈光源體系，基于UV LED光源實(shí)施的光固化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較少。

目前，固化市場作為UV LED的主要應(yīng)用領(lǐng)域，各細(xì)分市場的接受程度持續(xù)增加。UV LED在輻射固化領(lǐng)域的市場滲透率約為10%-20%；其中面固化在UV LED固化市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，約占90%，點(diǎn)狀UV LED輻照固化主要應(yīng)用于UV粘接，而線狀UV LED輻照固化由于光源輻照能量密度較低，應(yīng)用較少。

在油墨固化領(lǐng)域，市場上主要采用365 nm、385 nm、395 nm波長的UV LED進(jìn)行印刷固化。UV LED光源在曝光固化、噴墨打印、絲印固化、膠印固化等領(lǐng)域呈現(xiàn)不同程度的滲透。在印刷電路曝光、噴墨固化中，UV LED已基本替代了汞燈，實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。而在膠印、絲印領(lǐng)域，紫外固化光源的替代率不足20%。

在涂料固化領(lǐng)域，UV LED光源的推廣較為緩慢，市場滲透率因應(yīng)用領(lǐng)域而異。在光纖涂覆市場，UV LED固化市場滲透率超過20%；木材固化應(yīng)用尚處于起步階段。

在膠黏劑固化領(lǐng)域，UV LED光源在電子元器件、醫(yī)療耗材固化領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)了完全替代；在木材、汽車等固化應(yīng)用方面處于起步階段。

在消費(fèi)類固化領(lǐng)域，以美甲固化為代表，市場上主要采用395 nm波長的UVA LED，已基本實(shí)現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈替代。

總體來看，現(xiàn)有UV LED波長與主流光引發(fā)劑吸收波長的匹配程度較差，300 nm-330 nm范圍的紫外光源產(chǎn)品供應(yīng)不足，作為配套使用的UV LED配方產(chǎn)品，在紫外光固化配方產(chǎn)品市場中的占比相對(duì)較低，未來具有較大的發(fā)展空間。盡管UV LED固化應(yīng)用已較為成熟，但其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍處于起步階段。另一方面，UV配方的適應(yīng)材料研究也在積極進(jìn)行中，包括適應(yīng)UVA LED的長波吸收高效光引發(fā)劑、長波高反應(yīng)活性光引發(fā)劑、高效抗氧阻聚添加劑材料等。