UV 光固化涂料配方

体积收缩
引 发 剂1
引发速度, 与灯的匹配 单组分, 双组分, 多组分 1173, 184, 907,DMPA, TPO 等 BP, ITX, CQ/ 胺 氧气 影响 深层 固化 短波 长灯 长波 长灯 清漆 色漆
种类与浓度
引 发 剂2
表面干燥
快速干燥
BP, ITX, CQ
907， TPO, 1173, 184
固化前 粘度, 保存时间,色度, 等
产品性能
固化后 亮度, 硬度, 机械性能, 耐黄变性, 耐磨性, 耐化学性, 耐侯性, 施工性 能, 等
原材料来源, 成本, 保存性, 等
材料成本
配方, 生产, 多组分配合,等
配方考虑因素
预聚体 (树脂, 寡聚体): 材料的性能
单体 (稀释剂):
引发剂: 添加剂:
低收缩：ＣＮ７０４
附着力：ＳＲ９０５１
粘度 25°C: 205 mPa.s. 厚度 12 µ 速度(1 灯, 120 W/cm): 8 m/mn
低粘度：ＣＮ１３２，ＣＮ１０４，ＳＲ２５６，ＳＲ４５４
Hale Waihona Puke Baidu
配方实例 7
铝钢溶剂涂料
SB400 (1) Carboxyl functional multifunctional methacrylate oligomer, 70 % in methoxy propanol 43.6% SR399 (1) Dipentaerythritol pentaacrylate 29.2% SR9051 (1) Acidic triacrylate adhesion promoter 4% CN385 (1) Benzophenone 4% Irgacure 184 (2) Photoinitiator 4% MEK Solvent 12.2% Ethyl acetate Solvent 3% 热烘: 5 mn at 70 °C ，UV: 8 m/mn, 1 灯, 120 W/cm 粘度 25 °C: 260 mPa.s. 厚度: 24 µ 固含量: 71.7%
10-100 1000-100000 1000-100000 10000-100000
单体官能度对聚合的影响
转化率 (%) 100 最终转化率 (%)
100 85
75
TRI
50 DI
70
MONO
25
0
2 1 爆光时间 (second)
3
官能团增加 :
聚合速度增加
最终转化率增加
Denver2
体积收缩
粘度 25 °C 2000 mPa.s. 速度 (1 灯, 120 W/cm): 8 m/mn 硬度 (100 µ , glass panel): 1H-2H, 厚度: 12 µ ,
要求: 高光, 耐化学性, 耐划伤, 快素, 无挥发, 耐磨
CN550, CN501 提高表面固化
配方实例 3
木材低光涂料
聚合物光泽: 1 > 2 > 3 > 4 价格: 1 < 3 < 4 < 2 应用量: 1 > 2 > 3 > 4
2. 聚氨酯丙烯酸酯 3. 聚酯丙烯酸酯
4. 聚醚丙烯酸酯 5. 氨改性丙烯酸酯 6. 丙烯酸酯树脂
7. 其它丙烯酸酯
单
体
稀释性, 附着力, 耐化学性, 抗划伤 官能度, 化学结构, 分子量.
光强的影响
转化率 (%) 100 I (mW cm-2) 80 75 30 10
增强爆光强度 :
聚合速度增加 转化率增加
50
44
25
PUA
0
1 2 爆光时间 (second)
3
Denver2
聚合温度的影响
水性 PUA 涂料
转化率 (%)
100
80


100°C 80°C 55° C 40° C 25°C
Denver2
2
添 加 剂
种类繁多, 应用量小, 影响大, 配方复杂
流平剂 消泡剂 抑泡剂 表面活性剂
手感剂
防污剂
专业公司
防粘剂
防滑剂 增亮剂
消光剂 增白剂
防针孔剂 防划伤剂
防水剂
配方设计1
产品性能
光泽 耐磨 划伤 硬度 柔性 老化
综合因素
粘度 树脂
原材料
干燥速度
引发剂
添加剂
光源
淋涂
成本
运输保存
施工性能,材料性能
与光源配合, 聚合速度 特殊性能
预聚体
主要成膜物 (多种预聚体组合, 成本, 生产厂家不提供结构) 反应活性 亮度 附着力 抗化学物能力 抗划伤 耐磨性 耐黄变性
化学组成 官能团(度) 分子量
预聚体种类
一般而言
1. 环氧丙烯酸酯
聚合速度: 1 > 2 > 3 > 4 聚合物硬度: 1 > 3 > 2 > 4
(丙)氧化季戊四醇丙烯酸酯:高活性, 耐化学性好, 耐划伤
2-酚氧基乙基丙烯酸酯: 高稀释性, 高附着力 异冰片丙烯酸酯: 低粘度, 低柔顺性, 高玻璃化温度
单体作用
降低成本
提高施工性
降低粘度
调节厚度
调节性能
各种涂布方法的粘度
涂布方 法 浸涂 喷涂 辊涂 刷涂 粘度 （mPas） 0.5 0.5 5 0.1-0.3 剪切速率
粘度 25°C: 1800 mPa.s., 厚度: 6 µ, 速度 (1 灯, 120 W/cm): 8 m/mn/L
聚烯烃表面张力低, 不易结合
低收缩: CN707,
CN965, SR9003
低表面张力: SR9003
配方实例 6
耐化学腐蚀金属涂料
CN704 Acrylated polyester adhesion promoter 15% CN132 Low viscosity aliphatic diacrylate oligomer 30% CN104 Bisphenol A epoxy diacrylate oligomer 5% SR256 2-(2-Ethoxyethoxy) ethyl acrylate 18.9% SR454 Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate 16.1% SR9051 Adhesion promoting trifunctional acid ester 7% CN385 Benzophenone 2.5% Irgacure 184 Photoinitiator 5% Tego Rad 2200 (GOLD ＣＨＥＭ) Slip aid 0.5%
附着力提高：SB400, SR9051
配方实例 8
木材 涂料
聚酯丙烯酸酯 79.2% HDDA 5.9%
TMPTA 2.9% 二氧化钛 10%
TPO 0.5% 1173 1.5%
有色体系配方（油墨）
树脂体系 （膜性能） 颜料，染料 (分散性）
成本
引发体系 （与颜料的匹配） 添加剂 （分散，保色，流平）
辐射固化涂料配方与性能
提 要
配方考虑因素
预聚体, 单体, 引发剂, 添加剂简介 配方实例解释
特殊处理方法
考虑因素
性能
价格
安全
光固化的组成成分及考虑因素
光源 引发剂 光源波长，强度 种类，浓度 结构，比例 应用
配方 性能
预聚体及稀释剂 助剂
种类，用量
温度，厚度，涂布工艺，氧气等
成本与性能
考虑因素
配方设计
操作
操作
辊涂 喷涂 浸涂
配方设计2
材料性能
材料性能太高:
材料性能太低:
应用要求
浪费
不能用
材料性能
原材料选择
高硬度: 高交联密度, 多官能团单体, 树脂,但低转化率 高亮度: 高交联密度, 环氧树脂,但黄变 柔顺性：线性单体，低官能团单体
配方实例 1
纸张上光清漆 CN104180 Bisphenol A epoxy acrylate, 80 % in NPGPODA 44.0% SR9003 Propoxylated neopentyl glycol diacrylate 30.9% SR355 Ditrimethylolpropane tetraacrylate 3.2% CN385 Benzophenone 6.0% CN386 Acrylated amine synergist 9.9% Irgacure 184 (CIBA) Photoinitiator 2.0% Bentone 27 (RHEOX) Thixotropic additive 0.4% 氧化锌 (BAYER) Transparent zinc oxide 3.6%
粘度 25°C: 80 mPa.s., 厚度: 24 µ, 速度 (1 灯, 120 W/cm): 8 m/mn
提高附着力: SR238, SR454对 聚苯乙烯有一定溶胀力
配方实例 5
聚烯烃涂料 CN704 Acrylated polyester adhesion promoter 39.9% CN965 Aliphatic urethane diacrylate 15% SR9003 Propoxylated neopentyl glycol diacrylate 31% CN386 Acrylated amine synergist 9% CN385 Benzophenone 4% Irgacure 184 Photoinitiator 1% Fluorad FC430 (3M) Surfactant 0.1%
粘度 25 °C 420 mPa.s. 厚度: 6 µ , 速度 (1灯, 120 W/cm): 50 m/mn, 光泽 60 ° 77 %
要求: 辊涂, 高光, 快速, 无挥发, 低粘度,纸张无吸收 Bentone, 触变剂,氧化锌, 颗粒. 防纸张吸收
配方实例 2
抗划伤木材清漆 CN550 Amine modified polyether acrylate oligomer 53,2% CN501 Amine modified polyether acrylate oligomer 22.8% CN976 Aromatic urethane diacrylate 20% CN385 Benzophenone 2.0% Irgacure 184 Photoinitiator 2%
有色体系
ITX, CQ, TPO
耐黄变
1173， 184
引 发 剂3
底漆 低浓度引发剂
面漆
高浓度引发剂
引发剂浓度
2 --- 6%
中压汞灯的发射谱
不同引发剂对聚合速度的影响
转化率 (%)
100
TPO
907
75
DMPA 184
BP
50
25
[引发剂] : 5 x10-3 M PU : 50 wt% TPGDA : 50 wt% 0 1 爆光时间 (second)
高官能度, 高活性, 低官能度, 低粘度, 低收缩, 高附着力. 碳氢化学结构: 低表面张力, 高柔性,低黄变, 高耐侯性,
高耐水性. 聚醚化学结构: 高稀释性, 高活性, 耐黄变差, 耐侯性差,
其它化学结构: 烷氧化稀释剂, 附着力好.
低分子量, 低粘度, 高活, 高玻璃化温度.
单体种类
单官能团 双官能团 三官能团 四官能团 脂肪族丙烯酸酯 芳香族丙烯酸酯
粘度 25 °C (Din 4 Cup): 47 s , 厚度: 12 µ 速度 (1 lamp, 120 W/cm): 10 m/mn , 光泽 60 °: 25%
要求: 低光泽, 低粘度 低粘度CN502, 消光粉3501EXD 可高达15%, 但粘度仍然很低
配方实例 4
抗冲击聚苯乙烯涂料 SR454 Ethoxylated trimethylol propane triacrylate 85.5% SR238 1,6 hexanediol diacrylate 9.5% CN385 Benzophenone 3% N methyl diethanolamine Coinitiator 2% Darocur 1173 Photoinitiator 1%
CN502 Amine modified polyether acrylate 61% SR9003 Propoxylated neopentyl glycol diacrylate 20% CN385 Benzophenone 3% Irgacure 184 Photoinitiator 1% Orgasol 3501EXD NAT1 (ATOCHEM) Matting agent 15%
烷氧化丙烯酸酯 其它丙烯酸酯
多官能团
单体实例
2-乙氧化-乙氧化-乙基丙烯酸酯: 低粘度, 高活性, 高附着力
丙烯酸月桂酯: 低极性, 高柔顺性 丙烯酸四氢呋喃酯: 高溶胀性, 高附着力 聚乙二醇400丙烯酸酯: 水溶性, 高柔顺性
乙(丙)氧化新戊二醇丙烯酸酯:高柔顺性, 低收缩, 低刺激
1,6-己二醇丙烯酸酯:高活性,高附着力,高柔顺性 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯:高活性, 高附着力