第二节　光固化在中国的发展

一、发展历程

我国光聚合的基础研究起源于20世纪60年代的北京大学、清华大学、北京师范大学、中山大学以及后来的中科院感光所、华东理工大学、北京化工大学、湖北化学研究所、湖南师范大学等。20世纪70年代末到80年代初我国的青岛木材厂、天津木材厂、北极星钟表厂、北京木材厂从国外引进了UV涂装线及UV涂料，开始在木材表面进行UV上光处理。北京天坛家具厂是我国最早将UV用于家具的公司之一。虽然当时引进了多条UV生产线，但由于国内涂料的开发没有跟上，他们使用的UV涂料全部依靠进口，价格高，因而推广受到了巨大的阻碍。另外，由于当时信息不公开，国内的研发机构也不知道国内UV涂装线的状况，使得我国的UV光固化产品进展缓慢。当时的光固化涂料使用的是聚合速度较慢的不饱和树脂-苯乙烯体系，加上光源的功率也不够高，因而光聚合速度比较慢。在设备的后端还装有一个短波长的254nm的黑光管灯，以解决涂装表面氧阻聚问题。

我国第一个自主开发的光固化产品是“液体感光树脂版”。“六五”期间，经济日报社引进国外先进激光制版印刷技术，取代高污染铅字印刷技术，虽然印刷设备是赠送的，但液体感光树脂需要从日本旭化成公司进口，成本高，价格在数百元每公斤。为此，“六五”“七五”期间国务院重大项目办公室组织了“液体感光树脂版制版系统及装置”印刷专项，全国11个单位共同攻关，由王选院士主持负责激光照排技术研发，中科院感光所杨永源研究员、北京师范大学余尚先教授、陕西印刷技术研究所朱梅生等承担液体感光树脂的开发，经过三年的艰难攻关，顺利完成各项任务，并实现产业化，并在《经济日报》《大众日报》《四川日报》《工人日报》《陕西日报》等报社应用，将液体感光树脂价格降至100元以内，替代了进口，为国家节省了大量外汇，后来该项目获得国务院重大项目一等奖，从而开启了我国光固化的历程。

我国第一个大规模使用UV涂料的行业是光纤生产。20世纪80年代，我国从国外引进了多条光纤生产线，这些生产线都是光固化的，引进不仅包括设备，还包括石英棒、光固化涂料等，是成套引进，当时光纤涂料的进口价格是上千元人民币每公斤，这一状况保持了数十年。虽然“六五”期间，国家组织了化工部晨光化工研究院、中科院感光所、湖北化学研究所等单位开展了光纤涂料的研究，但由于原材料缺乏等原因，研究一直没有太大进展，随后国家也停止了对该类研究的支持，转为长期进口。直到21世纪初上海飞凯公司的出现，才打破了国外公司的垄断，而且产品价格也大幅降低。

20世纪90年代初，湖南亚大公司的成立，将我国早期的UV事业推向高潮，他们开发出了系列光固化产品，如UV木材涂料、UV地板涂料、UV塑料涂料、UV摩托车涂料、UV皮革涂料、UV大理石涂料等。但当时UV涂料的几个重要原料主要依赖进口，价格仍然较高。但庆幸的是，国内木地板行业接受了UV固化技术，并将这一技术迅速在国内推广，不仅提升了木地板的质量，而且使加工速度大大提高，为当时木地板的出口创造了机会。目前，我国木地板行业几乎都在使用UV涂料。UV涂料在我国发展的第二个阶段是UV塑料喷涂技术，这一技术可以说是中国对UV固化行业的贡献。当时我国大量生产摩托车，如嘉陵、钱江、建设、大运、轻骑等品牌都用上了UV涂料；而随后的家用电器外壳，如冰箱、洗衣机、电视、空调等也开始使用UV涂料；到21世纪初，手机外壳大量使用UV喷涂技术，使UV在塑料行业中的应用达到了顶峰。

20世纪80年代末，浙江缙云化工厂进行安息香醚的开发，并生产出安息香丁醚等产品，虽然产品还不是非常完善，但确实开启了我国光引发剂的自主发展之路，后来常州华钛、常州强力、长沙新宇、上海优缔等相继开始光引发剂的产业化，随后北京英力、浙江扬帆、天津久日、湖北固润、深圳有为、大连雪源、甘肃金盾、南京贸桥、上海秦禾、杭州佳圆、靖江宏泰、大丰德尔明、连云港德泽、德清美联等引发剂公司的发展，使我国成为光引发剂的生产大国，市场占有率高达70%左右。在引发剂的发展过程中，苏州大学周湘演教授、清华大学尹应武教授做出了重要贡献。周教授是常州强力电子材料有限公司和常州华钛化学公司的技术顾问，先后帮助两家公司开发自由基、阳离子光引发剂。目前强力电子新材料有限公司是国际上最大的微电子用光引发剂生产企业，天津久日化学公司收购华钛化学公司后成为全球最大的光引发剂公司之一。尹教授创办了北京英力科技有限公司，专注光引发剂的研发与生产，对我国光固化行业的发展起了至关重要的作用。

20世纪90年代初期，我国一些从事光固化的公司自行合成光固化树脂，主要以环氧丙烯酸酯为主，由此开启了我国漫长的UV固化原材料的发展之路。湖南华新公司虽然存在的时间很短，但对我国光固化树脂及单体的开发有着重要作用，虽然由于种种原因，产品没有大量推向市场，但由此开启了我国单体的自主化。随后天津天骄辐射固化材料公司、天津市化学试剂研究所、天津高科化工公司、辽宁奥克集团、江苏三木集团、江苏利田开始生产丙烯酸酯单体，而随后的江苏开磷瑞阳化工股份有限公司、中山市千叶（佑）化学材料有限公司、中山市科田电子材料有限公司、宜兴市宏辉化工有限公司、江苏泰特尔化工有限公司、广东博兴新材料科技有限公司、陕西喜莱坞实业有限公司、江苏银燕化工股份公司、上海泰禾（集团）公司、无锡金盏助剂厂、无锡博尼尔化工公司、无锡万博涂料化工公司、常熟三爰富中昊化工新材料公司、南通新兴树脂公司、南京大有精细化工公司、洞头美利丝油墨涂料公司、岳阳昌德化工实业公司、江门恒光新材料公司、江门君力化工实业公司、恒昌涂料（惠阳）公司、东莞宏德化工公司，以及台湾及海外公司如长兴化学工业股份有限公司、湛新树脂（上海）有限公司、沙多玛（广州）化学有限公司、张家港东亚迪爱生化学有限公司、台湾石梅公司、台湾新力美科技股份公司等将我国单体树脂的生产推向高潮。

光固化需要光源来引发聚合，因而光源必不可少。我国最早从事光源研究的机构是北京电光源研究所，他们的研究包括白炽灯、荧光灯、紫外灯等。河北涿州的蓝天特灯在国内最早将UV汞灯产业化并推向市场，为我国光固化的早期发展做出了重要贡献。从最早的丝网印刷到UV涂料、UV油墨，再到UV黏合剂都用到了国产的UV光源，又由于其价格优势，使UV技术在国内得到认可。目前UV光源的主要厂商有德国贺利氏、深圳润沃机电等公司。由于汞的毒性及其臭氧的原因，当前光源正在经历从传统汞灯向UV-LED转化，随着UV-LED技术的发展以及全球对汞的限制，相信UV-LED会有一个快速的发展。

我国在光固化的研究方面起步较早，北京师范大学的陈光旭教授最早研究了不饱和聚酯光固化；冯新德院士是我国早期系统从事光聚合研究的科学家，冯先生在《高分子合成》一书中首次将感光高分子列为独立一章，随后北京大学的曹维孝教授、清华大学的宋心琦教授继续从事光化学及光聚合的基础研究；北京化工大学黄毓礼等翻译的《光聚合高分子材料及应用》一书对我国早期的光聚合研究有重要意义；洪啸吟教授在国内最早系统介绍了感光高分子材料，他在《涂料化学》《非银盐感光材料》（与曹维孝等合著）和《光照下的缤纷世界》中均介绍了光固化技术。21世纪初，由中山大学陈用烈、杨建文、曾兆华合著出版的《辐射固化材料及应用》《光固化涂料及其应用》两部专著推动了国内光固化技术的应用推广和普及。

20世纪80年代初，中科院理化所王尔鉴、吴世康、杨永源三位研究员先后前往瑞典皇家工学院，在Ranby教授的指导下进行光固化的研究。回国后三位研究员继续从事相关研究，吴世康研究员主要从事光固化及光降解的基础研究，发表了大量的学术论文，并任中科院感光所创办的《感光科学与光化学》的主编，该杂志对我国光聚合的发展有非常重要的贡献。吴老师还著有《高分子光化学导论》一书，2003年由科学出版社出版。杨永源研究员则更多关注光固化的应用，除与北京师范大学、陕西印刷技术研究所共同开发出我国第一个UV固化产品“液体感光树脂版”材料外，1982年杨永源研究员开始自主研究PCB油墨，1987年完成所有基础及应用研究，并与佛山市实验化工厂（现在的佛山三求电子材料有限公司）合作，展开了从树脂合成到配方调试等全方位的研究，这是个产学研合作成功的典型实例，二者密切配合，使这一产品能在短时间内完成，并创造出良好的经济效益。1992年该产品获得广东省科技进步二等奖，后来改进的技术于1990年在广东环球电子公司进行转让。我国目前PCB油墨的优势，在很大程度上与这一最早的研究有关。后来北京化工大学感光室也加入了PCB油墨的研究行列。王尔鉴研究员在光聚合基础研究及应用方面都有涉及，研究涉及光聚合动力学、引发剂、光纤涂料、阳离子光聚合，在PCB油墨等方面也与其他企业合作，成功实现产业化。中科院理化所（原中科院感光所）对我国的光固化发展也起到重要作用，有大量的研究人员参与，其中佟振合、吴俪珠两位院士在光化学方面的研究非常突出。洪啸吟教授1981年赴美国北达科他州立大学聚合物与涂料系任博士后研究员，其导师就是国际上最早从事光固化的几位学者之一Peter Pappas，他所著的《UV Curing》被认为是光固化的圣经。1985年回国后开始进行阳离子固化及立体光刻的光固化树脂研究，而后西安交通大学也加入了该研究行列，开始了我国3D打印的基础研究及应用开发。随后我国又有多位科研工作者赴瑞典皇家工学院从事光聚合的研究，中山大学的陈用烈教授是第一个在瑞典皇家工学院获得光固化相关研究博士学位的中国学者，主要从事聚烯烃电缆、水管的UV交联的研究，回国后继续从事光聚合的研究，在光固化涂料和油墨、水性UV涂料、电子器件保形涂料等方面进行了长期的研究，推动了光固化在我国的发展。陈老师还培养了一批光固化学者及企业家，如刘晓暄、杨建文、庞来兴、袁慧雅等。原中国感光学会辐射固化专委会主任施文芳教授和她的丈夫瞿保均教授都是Ranby教授的学生。施老师作为中国科技大学的教授及辐射固化学会的领导，对我国光固化行业的发展做出了重要贡献，在超支化光聚合、光聚合阻燃材料、新型光固化树脂等方面都有贡献，尤其是培养了一大批光固化的学生如梁红波、寇慧光、吕世昌、包芬芬等，目前是行业的中坚力量。瞿老师将光交联技术用于电缆制备，大幅提升了电缆性能，目前有多条生产线在国内运行。北京化工大学杨万泰院士，也是Ranby教授的学生，长期从事光接枝及表面改性研究，多项技术实现产业化。

20世纪80年代，北京师范大学的余尚先教授致力于我国光刻胶及印刷版材的研究。“六五”“七五”期间承担了国务院重大项目——印刷项目专项“液体感光树脂版制版系统及装置”项目，“七五”期间承担了国家攻关项目“环化橡胶抗蚀剂研究”，“八五”期间和北京试剂所一起承担了国家攻关项目“一步法合成环化橡胶抗蚀剂”，该项目获得“二部一委”的重大科技成果奖。1984年开始和化工部第二胶片厂就PS版感光液进行合作研究，1985年该项目通过研制技术鉴定，感光印刷版材的开发成功，有力推动了我国印刷业的进步，使印刷告别铅与火的时代。与此同时，与北京印刷技术研究所合作研制的新型丝印感光胶液通过了研制鉴定，并在同年获得北京科技进步二等奖。20世纪90年代，和中国科学院感光化学研究所一起承担了“863”项目“多波段计算机直接制版项目”。之后，与威海天成化工有限公司承担了中小企业“863”攻关项目。该公司合成了8种成膜树脂和8种接枝母体树脂，并全部通过了技术鉴定。有4项被评为国际先进水平，14项是填补国内空白。余老师因为在印刷界的突出贡献，荣获新闻总署颁发的印刷领域最高奖——毕昇奖。余老师培养了一大批从事光聚合的学生，多位学生已是大学教授，如刘晓亚、邹应全、王力元等，他们不仅在北京师范大学继续从事光聚合的研究，还将这一研究带入其他大学，为我国光固化的发展培养了新生力量。余老师还有大量学生进入工业界，在光固化领域发挥作用。

虽然国内目前光刻胶行业备受关注，成为“卡脖子技术”，但我国光刻胶的研究起步并不晚，只是由于当时国力的限制及决策的影响，光刻胶没有实现产业化，导致我国光刻胶目前基本依赖进口的局面。

20世纪60年代中科院化学所习复研究员等开始光刻胶研究，并写有专著；洪啸吟教授于1973年在北京化工研究院联合北京化工厂和化工五厂进行光刻胶研究和生产；中科院理化所杨永源研究员进行了电子束光刻胶研究；苏州化工研究所、上海交大也从事光刻胶研究；洪啸吟教授还与中科院半导体所进行光刻技术研究；北京师范大学余尚先在国内最早进行了橡胶叠氮系光刻胶研究。20世纪80年代，洪啸吟教授和余尚先教授进行了化学增幅抗蚀剂的研究，北京化学试剂所作为合作企业，对我国正性光刻胶的研究和生产起到了重要作用。

在光刻技术基础研究方面，值得我们骄傲的是清华大学洪啸吟教授等开发的无显影气相光刻技术颠覆了传统光刻工艺，但由于当时我国光刻设备无法跟上，这一研究成果一直未能产业化，但仍使钱人元、冯新德等七位院士对该项目做出了很高的评价。

现在，中山大学、四川大学、江南大学、北京化工大学、同济大学、广东工业大学、中国科技大学、华中科技大学、南昌航空大学、中科院理化所、湖南师范大学、上海交通大学、西安交通大学、南开大学、北京大学等都有从事光聚合研究的团队。

辐射固化的另外一个辐射源电子束（EB）固化技术在我国的发展速度一直比较慢，主要原因是EB设备国产化困难，主要依靠进口，设备价格高，一般用户难以接受；缺乏EB固化的基础研究，配方产品开发比较滞后；EB固化的速度非常快，其应用行业应该具有大量的产能才能用到该技术，国内目前还很难找到这种应用。到目前为止，国内EB固化设备用于涂装的仅有十几条生产线，应用领域主要是印刷、食品包装、特种表面涂装、复合材料等。其应用保密性极强，设备多为美国进口，涂料配方也来自国外。随着我国自身EB设备的投产，相信EB在我国的发展会有一个良好的前景。

二、中国感光学会辐射固化专业委员会对我国光固化的贡献

我国光固化行业的迅速发展，与中国感光学会辐射固化专业委员会（RadTech China）的积极推动密不可分。

1992年我国有两个非常重要的讲座：一是联合国原子能机构在上海举办的辐射固化训练班，马瑞德、徐茂均、潘治平等参加，训练班的讲义“印刷油墨、涂料、色漆紫外光和电子束固化配方”应该是国内最早的关于光固化的资料；二是施文芳教授在北京燕山大酒店组织的沙多玛公司的光固化讲座，为我国辐射固化学会的成立做了良好的铺垫。1992年底开始，经过半年多的筹备，于1993年5月中国同位素与辐射行业协会辐射固化分会在清华大学近春楼诞生，并举办第一届学术会议。来自全国28所高校和科研院所及27家企业的98名代表出席了会议，其中9家企业参加了产品展示。1995年在桂林举办第二届中国辐射固化年会，并同期举办亚洲辐射固化会议，让国内代表了解了国内外UV技术的发展。会议期间，中国辐射固化学会考虑到UV行业在国内外以光固化为主，因而开始与中国感光学会商讨，将中国同位素与辐射行业协会下属的辐射固化分会整体并入中国感光学会。1997年在张家界举办了第三届中国辐射固化年会，并于同年开始出版行业内部刊物《辐射固化通讯》，如今每年四期的《辐射固化通讯》已成为会员们之间交流及技术共享的平台。两年之后在杭州举办了第四届中国辐射固化年会。经过近四年的连续工作，考虑到我国辐射固化行业主要以发展光固化技术为主的实际情况，2000年5月中国科协同意中国感光学会关于成立“中国感光学会辐射固化专业委员会”的申请报告，原中国同位素与辐射行业协会辐射固化分会正式更名为中国感光学会辐射固化专业委员会，为中国感光学会的二级社团组织，为了与国际辐射固化组织对应，对外称“RadTech China”。延续中国辐射固化的传统，每两年举办一次学术年会，进行技术交流，中国辐射固化学会于2001年、2003年、2005年、2007年分别在昆明、珠海、上海、上海举办了四次学术年会。此时，我国UV行业进入快速发展期，新产品、新技术、新应用大量出现，企业对技术的渴望十分明显。从2008年起，中国辐射固化学会决定每年举办一次学术年会。中国辐射固化学会成立不久就开始举办各种类型的学习班、讲习班、小型培训班等，大专院校老师、国内外企业技术负责人为学员授课，传授新知识、新概念；讲解配方原理；共享成功经验。2003年10月，由中国科技大学施文芳教授组织的第一届辐射固化技术高级研讨班在合肥召开，随后每年都至少举办一次这类高级研讨班，让更多的从业者了解UV固化技术的新发展、新趋势。该培训班为我国的UV行业发展做出了重要贡献，至今这一活动还在延续。2006年开始学会又成立了学术委员会及技术委员会，从学术研究及工程技术两方面入手，发展我国的UV事业。2006年开始又不定期出版英文刊物“News Letter”，用于中国辐射固化学会与国际相关组织的交流，宣传我国UV事业的发展状况。

辐射固化行业组织成立以来，经历了两届中国同位素与辐射行业协会辐射固化分会理事会和历届中国感光学会辐射固化专委会（以下简称专委会）主任委员会，全体理事会委员和主任委员会委员积极工作，不辞辛苦，为发展我国辐射固化产业做出了卓越贡献。