紫外光固化涂料的研究现状_白新德
中国光固化涂料的研究与进展
光固化涂料的应用进展1前言光固化涂料是1种受光线照射后,能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化的高分子物质,与传统的自然干燥或热固化涂料相比,能量利用率高、适用热敏基材、无污染、成膜速度快、涂膜质量高和适合连续化大生产的涂料品种,符合当前世界各国日益重视环保的要求,被誉为环境友好型涂料。
其固化光源一般为紫外光(ＵＶ)、电子束(ＥＢ)和可见光,由于电子束固化设备较为复杂,成本高,而可见光固化的材料又难以保存,因此,目前最常用的固化光源依然是紫外光。
2光固化涂料的发展光固化涂料是20世纪60年代开始的1种环保节能型材料,第1个产品———木器光固化涂料是由德国拜耳公司研制成功的,并在60年代实现了商品化。
ＵＶ固化涂料自商品化以来取得了迅速的发展,并保持12%～15%的年增长速度,ＵＶ固化涂料不仅有液态型,还有粉末型、水分散型等,其应用领域从最初的木材涂装现已发展到塑料装饰、金属部件涂装、医疗器械、电子元件、信息记录介质、感光印刷和光学纤维等工业生产领域。
我国在70年代初就开始对光固化涂料进行研究开发,上海、北京建立了几条家具涂装生产线。
但由于当时原材料缺乏,光源和固化设备不能配套而相继下马。
进入90年代后,由于邮电通讯、计算机、电子、印刷包装、装璜以及建筑装饰等工业的迅速发展,ＵＶ光固化涂料得到广泛应用,需求量剧增。
据不完全统计,光固化油墨的产量1998年为1030ｔ,1999年为1320ｔ,增长率为28.2%;仅ＵＶ固化涂料的产量1998年为5100ｔ,1999年为9360ｔ,增长率为83.5%,而产值1998年为20400万元,1999年为29665万元,增长率为45.4%,从而说明光固化涂料在我国发展极为迅速。
正由于我国光固化涂料市场发展潜力巨大,吸引了世界许多企业在我国设厂或合作生产,如美国的沙多玛公司第一化学品公司,比利时的ＵＣＢ公司,瑞士的汽巴公司以及新加坡的国际特品公司等,一方面加剧了国内市场的竞争,另一方面也为光固化涂料市场带来了勃勃生机。
紫外光固化涂料的应用概况
紫外光固化涂料的应用概况欧乐军（中国电器科学研究院，广东广州510302）摘要：紫外光固化涂料是一种环保节能型涂料，在国内已经被广泛应用。
概述了紫外光固化涂料在木器、塑料、金属、纸张、光纤和其他领域的应用概况，并展望了紫外光固化涂料的应用前景。
关键词：紫外光；固化涂料；应用；概况Application of Ultraviolet Curable CoatingsOU Le －jun（China Electric Apparatus Research Institue ，Guangdong Guangzhon 510302，China ）Abstract ：UV －curable coating ，an environmentally friendly energy －saving coatings ，was widely used in the coun-try．An overview of UV －curable coatings applied in wood ，plastic ，metal ，paper ，fiber and other areas was summerized ，and the prospect of UV －curable coatings application was presented．Key words ：ultraviolet ；curable coating ；applications ；profile作者简介：欧乐军（1977－），男，武汉化工学院大专毕业，助工，从事涂料生产管理。
E －mail ：oulejun@163．com紫外光固化涂料（UVCC ）是指在紫外光照谢下可以发生光聚合或光交联反应，有快速固化性能，用来作为材料表面保护的特殊涂料。
近年来，环保法规日益严厉，表面涂装工艺一直期望开发低污染、高速高效的成膜方法。
紫外光固化技术在涂料中的成功应用，开发了紫外光固化涂料，具有许多传统涂料无法比拟的优点：（1）固化速度快，0．1 10s 完成固化，几乎是瞬间成膜，生产效率高，适合流水线生产，节省场地与空间。
紫外光固化水性涂料的开题报告
紫外光固化水性涂料的开题报告一、选题背景随着环保意识的不断增强和法规的不断加强，水性涂料已经成为全球涂料市场的发展潮流。
相较传统有机溶剂型涂料，水性涂料具有良好的安全性和环境友好性，符合现代社会对于可持续发展的需求。
同时，紫外光固化涂料也因其高效率、快速固化、低挥发性等优点而备受关注。
利用紫外光可以在几秒钟到几分钟之间完成涂层固化，节省时间和成本，且不含挥发性有机化合物，同时还能够实现高品质的表面涂装。
因此，本文旨在研究紫外光固化水性涂料，探索其在涂料产业中的应用前景和优势，为相关企业提供参考。
二、研究目的1. 探究紫外光固化水性涂料的制备方法、特点和应用领域。
2. 分析紫外光固化水性涂料在环保和节能领域的优势。
3. 研究紫外光固化水性涂料在涂料产业中的应用前景和市场规模。
三、研究内容1. 紫外光固化水性涂料的制备方法和特点。
2. 紫外光固化水性涂料的性能测试和评价。
3. 紫外光固化水性涂料在涂料领域中的应用研究，并探讨其市场规模。
四、研究方法1. 文献查阅法：通过查阅相关书籍、期刊、专利和网络资料，系统地了解和收集紫外光固化水性涂料的制备方法、特点、性能和应用等信息。
2. 实验研究法：通过实验室制备、涂布和固化等测试，对紫外光固化水性涂料的性能进行评价。
3. 数据分析法：采用统计学方法对实验数据进行分析，探索紫外光固化水性涂料在涂料产业中的应用前景和市场规模。
五、预期结果1. 系统地了解和整理紫外光固化水性涂料的相关特性和产业现状。
2. 研究紫外光固化水性涂料的制备方法和性能评价方法，掌握相关实验技术。
3. 探讨紫外光固化水性涂料在涂料领域中的应用前景和市场规模。
4. 为相关企业和研究机构提供参考和支持。
UV涂料研究报告
UV光固化树脂的研究报告1、引言光固化漆在1968年由德国拜耳公司首先颜值成功，并在木器漆装上得到初步应用，至今已经有40多年的历史，由于他快干、节能、无溶剂挥发、绿色环保，性能优异，深受大家的欢迎。
随着世界各国对生态环保的重视，对大气报房屋进行了严格的立法限制，光固化漆的优异性能也越来越突出。
美国、欧洲、日本等国为了降低VOC的排放量，光固化涂料被优先采用。
在我国，随着经济规模的迅速扩大以及对环境的保护的日益重视，作为绿色环保光固化涂料的研究、开发及其应用也降日益深入和普及。
目前已经由木材涂料发展到纸张、塑料、金属等涂料，光固化漆已经被广泛的用于各个领域。
2、光固化漆的性能特点目前木材涂装均采用紫外线固化的光固化涂料，简称UV涂料。
这种涂料的特点就是采用“光”化学反应使涂膜固化。
光能越强，光化学反应越快，波长越短光能越大。
光固化漆之所以发展迅速，是由于他有许多特殊的性能，这是特殊性能是其他的木器清漆以及水性涂料、高固体分涂料和粉末涂料都无法比拟的。
光固化涂料的主要特点是：（1）、干燥速度快，干燥时间是按照分、秒来计算，比一般的涂料快上成百上千倍，可以大大的缩短施工的周期和节省施工场地。
（2）、不含有挥发性溶剂，零VOC排放，是一种无溶剂涂料，几乎100%成膜，可以说是一种无污染的涂料。
（3）、涂膜可厚可薄，对于需厚涂层的共建涂2~3道即可，减少施工道数。
（4）、由于没有溶剂挥发、漆膜固化后不发生体积收缩，所以漆膜光亮、丰满、坚硬、装饰性能优异。
光固化涂料由于是采用“光”来固化，所以在给这种涂料带来许多优点的同时也带来一点不足，例如：（1）、由于光只能直线传播，所以只适宜涂装平面板材。
能让几何形状复杂、凹凸不平的工件各个平面都能均匀的照射从而使漆膜均匀固化的光源，这还是国际上正在研究的难题。
（2）、制造和使用含有着色颜料的光固化漆比较困难。
因为大多数着色颜料对紫外线有反射、折射和吸收的作用，紫外线对绝大多数颜料的透射率也很低。
紫外光固化涂料的发展及应用
时间：2010-02-250前言紫外光(UV)固化涂料第一份专利诞生在1947年，经过半个多世纪的发展，UV固化涂料已经成为较为成熟的技术，特别是随着人们环保意识的提高，生产和研究人员更加注意UV固化涂料的开发和应用。
UV固化涂料是一种绿色环保型涂料，它完全符合“4E”原则，一般UV固化能耗为热固化的1／5，且UV固化涂料含挥发组分较少，污染小，最吸引研究人员和开发商的是UV固化涂料能减少原材料消耗，有利于降低经济成本。
在过去的几年中，UV固化涂料在光纤涂层、CD涂层／DVD粘合剂、信用卡、木材、饮料罐、食品包装、杂志封面、医疗器械和汽车行业中都有着十分迅速的发展。
UV固化涂料拥有巨大的市场潜力，其在整个涂料产品中的比例正在逐年增长。
随着UV固化应用范围的日益扩大，在技术上也有重要突破，UV固化涂料与粉末涂料相结合，发展了UV固化粉末涂料，与水性涂料结合发展了、UV固化水性涂料，这早已成为研究的热点，且技术正处于不断成熟中，具有很大的发展前景。
本文从单体、低聚物、光引发剂及助剂角度，总结了近年来有关UV固化涂料的研究进展，并详细介绍了两种具有巨大发展潜力的应用领域。
1 UV固化涂料的组成UV固化涂料主要由低聚物、单体、光引发剂及助剂组成。
UV固化的主要反应历程是由辐射引起光引发剂分解，生成活性自由基引发单体／低聚物聚合交联。
因此，光引发剂的引发效率对于配方的成本以及光固化速率起着致关重要的作用，同时围绕引发剂问题也产生了不同的固化技术，例如：混杂固化、光暗固化等。
低聚物组成了固化膜交联网状结构的骨架，它是产品物理化学性能的主要决定因素，多官能团单体一方面对于配方起到稀释作用，提高可加工性能，另一方面对于光固体系的聚合速度影响很大。
因此，急待发展的技术包括引发效率高而低价格的光引发剂，无毒或毒性小的单体，低粘度低聚物等等。
1．1单体和低聚物单体和低聚物的主要特征是含有端基双键，它是光固化成膜的物质基础，在光固化成膜物质的研究和改性中，其研究的主要思路是：通过化学手段，将含有双键的单体连接在树脂上，使树脂具有光固化活性。
UV固化涂料的研究进展和前景
UV固化涂料的研究进展和前景张怀滨（070305班070305121号）摘要: 概述了UV 固化涂料的基本原理、基本本反应及组成, 介绍了近年来紫外光固化体系中光敏预聚体的研究进展。
认为开发水性紫外光固化涂料、紫外光固化粉末涂料是目前紫外光固化涂料的发展趋势。
介绍了光固化涂料的应用情况及其前景展望。
关词键: UV 固化涂料; 基质树脂; 光固化粉末涂料; 光固化水性涂料0. 引言光固化是一种快速发展起来的绿色新技术。
从20 世纪70 年代至今, 辐射固化技术在发达国家的应用越来越普及, 已广泛用于各种涂料、油墨及胶黏剂等领域。
其中, UV 固化技术的发展更加迅速。
与热固化相比, UV 固化具有无挥发性物质释放、节省能源、生产效率高等优点。
UV 固化涂料是20 世纪60 年代末由德国开发的一类环保型涂料。
该涂料经紫外光照射后发生光化学反应, 使涂层快速聚合和交联, 达到固化成膜的目的。
目前关于提高固化速度、增强附着力和降低活性稀释剂毒性的新型预聚物、稀释剂和光敏剂的开发和应用研究已经取得了卓越的成就。
1.UV涂料固化机理根据格若斯定律，光致化学反应的必要条件是物质对光的有效吸收。
被物质吸收的光有可能引发光化学反应，但并非被物质吸收的光都能使物质发生光化学反应，只有具有足够高能量的光才能激发物质使光化学反应得以发生。
显然，物质对光的吸收、吸收光的能量和物质自身的化学结构之间的关系是决定光化学反应能否发生的关键因素。
光化当量定律表明：在初级反应中，被活化的分子数（或原子数）等于吸收的光量子数。
光量子是光的最基本能量单位，其能量：δ=hy=hc/λ式中：h=6.62*J.s ; c=3*m/s活化1摩尔的分子需要吸收6.02*个光子。
把1摩尔物质所吸收的光子能量称为1个爱因斯坦，即：=йhc/若以纳米作为波长单位，则=1.196×/λ(kJ/mol).紫外光的波长范围在200~400 nm，根据光化当量定律可以确定紫外光的爱因斯坦量子值为598~299kJ/mol。
UV固化涂料的技术进展及应用
UV固化涂料的技术进展及应用在现代涂料领域，UV 固化涂料作为一种具有创新性和高效性的涂料类型，正经历着迅速的技术发展，并在众多应用领域展现出独特的优势。
UV 固化涂料的工作原理主要依赖于其特殊的化学成分和光引发剂。
当涂料暴露在紫外线（UV）光下时，光引发剂吸收光能，引发涂料中的化学反应，使涂料在极短的时间内迅速固化。
这种快速固化的特性为生产和应用带来了诸多好处。
在技术进展方面，光引发剂的研发是一个重要的突破点。
新一代的光引发剂具有更高的反应活性和更深的固化深度，能够在更复杂的形状和较厚的涂层中实现均匀固化。
这使得 UV 固化涂料能够应用于更广泛的产品，如大型家具、复杂的塑料制品等。
此外，涂料配方的优化也是技术进展的关键。
通过调整树脂、单体和添加剂的比例和种类，不仅可以改善涂料的物理性能，如硬度、附着力和耐磨性，还能提升其化学性能，如耐化学腐蚀性和耐候性。
UV 固化涂料在技术上的另一个重要进展是设备的改进。
先进的UV 固化设备能够提供更均匀、更强的紫外线光源，确保涂料固化的质量和效率。
同时，设备的智能化控制也使得固化过程更加精确和稳定，减少了人为因素对固化效果的影响。
在应用领域，UV 固化涂料可谓是大放异彩。
在印刷行业，UV 固化油墨广泛应用于各类包装印刷、标签印刷和书籍印刷等。
其快速干燥的特性使得印刷生产线的速度大幅提高，同时保证了印刷品的高质量和鲜艳的色彩。
在木材加工领域，UV 固化涂料为家具和木地板提供了出色的保护和装饰效果。
其优异的耐磨性和耐刮擦性延长了木材制品的使用寿命，而且能够快速固化，减少了生产周期和占地面积。
在塑料制品方面，UV 固化涂料可以用于手机外壳、电脑配件、汽车内饰等产品的表面处理。
不仅增加了塑料制品的外观质感，还提高了其表面的硬度和耐划伤性能。
在电子行业，UV 固化涂料在电路板的防护涂层中发挥着重要作用。
能够有效地防止电路受到潮湿、腐蚀和静电等因素的损害，保障电子设备的稳定运行。
紫外光固化光纤涂料的研制的开题报告
紫外光固化光纤涂料的研制的开题报告
一、选题背景和意义
纤维光纤涂料是一种应用广泛的工业材料，用于保护和加强光纤的
性能及使用寿命。
近年来，随着通信行业的迅速发展，对于纤维光纤涂
料的研究与开发需求更加迫切。
在此基础上，我们对于一种新型的光纤
涂料进行了研究，该涂料可以通过紫外光固化加工，具有环保、高效、
无污染等优点。
二、选题目的和研究问题
本次研究的目的在于开发一种新型的光纤涂料，其中使用了紫外光
固化技术进行加工。
通过该技术，可以获得更高效、环保、无污染的生
产方式和更优良的产品性能。
我们的研究将涉及以下几个问题：
1. 如何确定合适的紫外光固化条件？
2. 如何确定材料特性及合成工艺？
3. 如何通过实验效果评价新型光纤涂料的性能？
三、研究方法和技术路线
我们将采取实验研究的方法，首先通过文献调研和材料筛选，确定
合适的材料组合。
接着，在实验过程中进行不同条件下的光固化试验，
确定最佳的生产工艺，并结合物理性能测试技术，对新产品进行性能评
估和分析。
最后，通过对实验结果的总结和分析，得出科学有效的结论，为新型光纤涂料的制造提供理论依据。
四、预期成果和应用前景
新型光纤涂料的研究和应用将有助于提高传统涂料的生产效率和产
品性能，同时也可以减少生产过程中的环境污染。
该产品可应用于光纤
通信、传感器、医疗等领域，有着广泛的市场前景。
最终，预计可以推
动该行业技术的不断创新和发展，提升我国相关产业的竞争力。
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ISSN1000-0054CN11-2223/N 清华大学学报(自然科学版)JTsinghuaUniv(Sci&Tech),2001年第41卷第10期2001,Vol.41,No.109/3330-32
紫外光固化涂料的研究现状白新德1, 查 萍1, 尹应武2(1.清华大学材料科学与工程系,北京100084;2.清华大学化学系,北京100084)
收稿日期:2000-10-26作者简介:白新德(1941-),男(汉),北京,教授。
摘 要:紫外光固化涂料是一种新型的绿色涂料,近几年发展迅速。文中从紫外光固化技术的原理出发,概述了国内外研究进展。介绍了光固化涂料的各个组成部分及其发展情况,分析其性能和结构的关系,提出了既要开展理论研究又要重视应用研究的新思路。在展望了紫外光固化涂料发展前景的同时,指出紫外光固化水性涂料和紫外光固化粉末涂料是其发展的两大趋势。
关键词:紫外光固化;涂料;性能中图分类号:TQ163文章编号:1000-0054(2001)10-0030-03文献标识码:A
ResearchstatusofUVcuringcoatingsBAIXinde1,ZHAPing1,YINYingwu2
(1.DepartmentofMaterialsScienceandEngineering,TsinghuaUniversity;2.DepartmentofChemistry,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)
Abstract: TheUVcuringcoatingisanewlydevelopedgreenchemicalproduct.ThisarticleintroducestheprincipleoftheUVcuringcoatings(UVCC)andreviewsthedevelopmentofUVCC.EverycompositionofUVCCwaspresentedalongwiththedevelopment.Theralationshipbetweentheperformanceandthestructurewasdiscussed.TheadvantagesanddisadvantagesofUVCCwereindicated.Anewdevelopmentideabasedontheoreticalandpracticalresearchhasbeenproposed.ItisintendedthatUVcuringwatercoatingsandUVcuringpowdercoatingsarethetwodevelopmentdirectionsoftheUVcuringcoatings.
Keywords: UVcuring;coatings;performance
传统的涂料固化通常是通过加热即物理干燥的方法除去高分子溶液中的溶剂,得到硬化的漆膜。紫外光(UV)固化则是利用紫外光的能量引发涂料中的低分子预聚体或齐聚体及作为活性稀释剂的单体分子之间的聚合及交联反应,得到硬化漆膜,实质上是通过形成化学键实现化学干燥。紫外光固化技术分为自由基固化机理、阳离子固化机理,以及自由
基阳离子混杂固化机理。自由基固化是指光引发剂在紫外光照射下产生自由基,自由基引发预聚物和单体上的不饱和基团发生加成聚合反应。阳离子固化指阳离子引发剂在紫外光辐照下产生质子酸或路易斯酸,形成正离子活性中心,引发阳离子开环聚合。自由基阳离子混杂固化是指在同一体系里同时发生自由基光固化反应和阳离子光固化反应。和传统涂料固化技术相比,紫外光固化的最大优点是固化速度快、涂膜质量高、环境污染少、能量消耗低。中国从20世纪70年代初开始研究开发紫外光固化技术。近年来中国在紫外光固化材料和技术设备的研制、生产方面取得了可喜的进步,在预聚体、活性稀释剂、光引发剂的品种和紫外光源的开发和生产等方面,已达到国际先进水平。紫外光固化技术在国民经济许多部门的应用越来越广泛,增长速度很快。
1 紫外光固化涂料的组成紫外光固化涂料(UVcuringcoatings,简称UVCC)主要由光活性齐聚体、光活性单体、光引发剂等组成,其性能与进展分述如下:1)光活性齐聚体最早应用的光活性齐聚体是不饱和聚酯树脂,随后相继研究开发了许多品种,如丙烯酸化环氧树脂、聚氨酯、聚酯、聚醚,以及丙烯酸化聚丙烯酸酯。广泛使用的是丙烯酸化环氧树脂,其附着力强,抗化学腐蚀,对颜料的润湿性好。综合性能优良的是丙烯酸化聚氨酯,它们固化速度快,漆膜的综合性能好,但价格昂贵。随着对特殊性能的齐聚体的需求,相继研究了耐候性齐聚体、低粘度高活性齐聚体[1]、具
有粘弹性的齐聚体,以及一些特殊结构的齐聚体[2]。上述齐聚体都是以自由基机理固化成膜的。20世纪80年代末期,出现了以阳离子机理固化成膜的齐聚体[3],即非丙烯酸酯齐聚体。这类光活性齐聚体不受空气中O2的阻聚作用,固化速度快,发展较快[4]。Itah等人[5]合成了既有自由基固化机理的丙烯酸酯基团,又有阳离子固化机理的乙烯基团的杂化齐聚体。这类齐聚体可以结合自由基和阳离子固化的优点,表现出良好的协同效应。随着对UVCC的认识逐步深入,出现了水溶性的齐聚体[6]。这些齐聚体在固化前有较大的吸水性,而固化后又有较强的抗水性。2)光活性单体光活性单体是一种功能性单体,其作用不仅仅是参与固化成膜,而重要的是对粘度较大的齐聚体进行稀释,因此又叫稀释剂。稀释剂在结构上含有不饱和双键,如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等。一般分为单官能度、双官能度和多官能度稀释剂,官能度愈大,固化速度愈快。光活性单体有难闻的气味和一定的刺激性,可以通过增强互溶性加以改性。3)光引发剂光引发剂,又称光敏剂,是UVCC的重要组成,其作用是产生引发固化反应的活性基团,如活性自由基、活性阳离子。光引发剂的性能决定了UVCC的固化程度和固化速度。自由基引发剂有安息香类、苯偶姻类、苯乙酮类、硫杂蒽酮类等,在空气中受O2的阻聚作用而影响固化速度。另一种夺氢型引发剂利用叔胺类光敏剂构成引发剂/光敏剂复合引发体系,可抑制O2的阻聚作用,提高固化速度。目前,高活性的自由基型引发剂仍是研究的热点[7],Ciba公司[8]研究并商品化了的BAPO(双芳酰基磷氧化合物)引发剂,引发效率高,可深层固化且具有光漂白的作用。此外,人们还研究了高分子光引发剂[9]、可聚合性光引发剂[10],用来克服小分子光引发剂分解后在固化膜中残留的小分子或碎片对固化膜的劣化作用。2 UVCC的结构与性能的研究作为保护和装饰性涂料,UVCC用途是很广泛的。不同的用途,其性能要求不同,如木器涂料性能指标主要有附着性、硬度、抗污性、光泽等;光纤涂料性能指标主要有附着性、力学性能、硬度、抗水性等,而且其性能要求也比木器涂料严格,如UVCC对光纤的附着力要强,以防止脱皮,但又不能太强,否则会造成光纤传输损耗的增加;作为保护性涂料,在力学方面,固化膜要有较高的玻璃化温度(Tg),以保证固化膜有一定的强度,从配方角度就应该选用Tg较高的光活性单体。Krongauz[11]等人研究表明:以聚碳酸氨基酯丙烯酸酯为齐聚体,在ΔT>0(ΔT=Tg,单-Tg,齐)时,固化膜的弹性模量增加;在ΔT=0时,弹性模量不变;在ΔT<0时,固化膜的弹性模量则下降。单体的结构不同,对力学性能的贡献是不同的。多官能度单体与低官能度单体相比,相应的固化膜的硬度要高,模量要大。固化膜的性能取决于固化膜的结构,取决于固化膜的配方组成。BaoY[1]通过大量模拟加速老化试验和室外自然老化试验发现:脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚体比双酚A丙烯酸酯齐聚体具有更好的耐候性。UVCC的性能与结构是密切相关的,特殊的性能可通过配方设计而达到。比如光纤涂料,首先要有良好的柔韧性,一般选择有机硅橡胶系列齐聚体、聚氨酯系列齐聚体。UVCC固化膜基本性能之一是具有良好的附着力,这是UVCC应用的前提条件之一。提高附着力的方法较多:选用对基底有渗透力的单体,或配方中含有固化增粘剂可提高附着力;选择带侧羟基的蓖麻油酸改性双酚A环氧树脂齐聚体可提高UVCC对石英基底的附着力;通过对油脂的结构改性,可明显提高UVCC对金属基底(铝、钢)的附着力[12];其次,借助固化工艺也能提高涂料的附着力;此外,采用深层预固化方法来提高不同涂层间的附着性[13]。
UVCC因其无污染,效率高等优点,而得到快速发展,主要应用于建筑材料、体育用品、电子通讯、包装材料、汽车部件等不同领域。随着环保意识的日益加强,UVCC有望代替或部分代替传统固化涂料。
3 紫外光固化涂料的优点与存在问题3.1 紫外光固化涂料的优点1)它的组份完全的反应成漆膜,即没有溶剂,有利于环境保护。2)只需用通常热固化能量中的一小部分,就可以使它固化,而且固化速度极快,可以节省能源。3)由于各种功能化的单体和低聚物已有工业化生产,因而能配制成各种性能的涂料,以满足各种要求。4)经辐射固化所得到的涂膜性能优于热固化的涂膜,涂膜的硬度高,耐磨,并能阻燃。
31白新德,等: 紫外光固化涂料的研究现状3.2 紫外光固化涂料所受的限制1)要求被涂物的形状是平面的、圆筒状或其它规则形状,以保持辐射过程中被涂物与辐射源的距离一定。2)添加颜料的色漆的应用受到限制。紫外光固化是沿着光线的行程进行的,所以很难使不透明的涂层达到完全固化。3)辐射固化的体积收缩问题。一般丙烯酸辐射固化涂料的收缩在5%～10%,收缩在1s完成,因此内应力很大,会引起对底材附着力问题。阳离子型辐射固化涂料,收缩小,有较好的附着力。4)光固化中的引发剂只有部分消耗,剩余的自由基光引发剂将留在膜内,当涂膜在室外曝晒时它们可以分解产生自由基,而自由基可引起涂膜的老化。4 结 语要加强UVCC基础理论研究,如化学性质、光学性质、固化动力学性质等,特别是UVCC物理化学性质的研究。过去主要研究光活性物质和固化配方的调整,欠深入研究UVCC的物理化学性质,实际上多组分UVCC的物理化学性能受到多方面因素的影响。如多组分体系的表面性质将影响涂料的附着力、表面光泽等;多组分体系的流变性将影响UVCC的施工;多组分体系的互溶性将影响UVCC的物理稳定性、固化膜质量等;多组分体系的微观结构将影响固化膜的微观结构及使用性能。开发多品种UVCC。今后UV固化水性涂料和UV固化粉末涂料是UVCC发展的两大热点。UV固化水性涂料的稀释剂是水,可以避免反应性稀释剂的毒性和刺激性问题;可以通过添加水和增稠剂调节体系的流变性和粘度;不含挥发性有机物,不易燃,生产安全;适用于现有的各种涂布设备,涂布设备容易清洗,可以得到超薄固化膜。传统的粉末涂料以热固化粉末涂料为主,加工温度高,固化时间长,不能在热敏基材上使用,且易出现橘皮、缩孔等现象。而UV固化粉末涂料恰恰可以克服热固性粉末涂料的上述缺陷。全面开发UVCC,必须加强基础理论、实际应用和产品开发等多方面的研究工作,使UVCC更加完善的向前发展,揭示它的内在机制,得到生产高性能产品的先进工艺。参考文献 (References)[1]YANGBo.Weatheringresistantoligomers[A].RadTechAsia'95ConferenceProceedings[C].Guilin,China,1995.4351.[2]LeeKH,KimBK.Structure-propertyrelationshipsofpolyurethaneaanionomeracrylates[J].Polymer,1996,(11):22512257.[3]荣家成,屈秀宁,孙群珍.二芳基碘翁氟硼酸盐的合成与环氧聚硅氧烷阳离子光固化的研究[J].高分子学报,1996,(5):526531.RONGJiacheng,QUXiuning,SUNQunzhen.Synthesisofdiaryliodoniumfluoroboratesandstudyofepoxypolysiloxanecationicphotocuringbythem[J].ActaPolymericaSinica,1996,(5):526531.(inChinese)[4]KumarRN,JinFT,AabubakaretalA.Expxy-enrhybridsystemforultra-violetcationiccuringofsurfacecoatings[A].RadTechAsia'95ConferenceProceedings[C].Guilin,China,1995.370375.[5]ItohH,KameyamaA,NishikuboT.Synthesisofnewhybridmonomersandoligomerscontainingcationicandradicalploymerizablevinylgroupsandtheirphotoinitiatedpolymerization[J].JPolymSciChem,1996,(34):217223.[6]RdvijstJean-pierre.Dowaterbasedresinsfindtheirusedinradiationcurreapplications?[A].RadTechAsia'95ConferenceProceedings[C].Guilin,China,1995.5965.[7]张里杨,王金娣,胡和丰.含硫杂蒽酮类光引发剂的聚合体系的光固化研究[J].感光科学与光化学,1997,15(1):712.ZHANGLiyang,WANGJindi,HUHefeng.Thestudyofphotopolymerizationofphotoactivesystembythioxanthonederivatives[J].PhotographicScienceandPhotochemistry,1997,15(1):712.(inChinese)[8]RutschW,DietlikerK,LeppardetalD.Recentdevelopmentinphotoinitiators[J].ProgressinOrganicCoatings,1996,(27):227235.[9]NbwakowaskaM,ZapotocznyS.Polymericphotosensitizer[J].Polymer,1996,37(23):52755282.[10]ChangTC,ChenHB,ChiuYS,etal.Photopolymerizationofmethylmethacrylatewithazo-containingpolydimethylsilioxaneasphotoinitiatior[J].JPolymSciChem,1996,34:33133318.[11]KrongauzJV,TarterellAJ.ReactivekiluentsandpropertiesofUV-curedpolycarbonateacrylates[J].JApplPolymSci,1995,57(13):16271636.[12]ThamesSF,YuHaibin,SchumanetalTP.AcrylatedlesquerallaoilinUVcuredcoatings[J].ProgressinOrganicCoatings,1996,28:299310.[13]TakashiU,YujiN,YujiTetal.EffectofUVpre-irradiationonopticalfibertoenhancetheadhesinwithUVinkLayer[A].RadTechAsia'95ConferenceProceedings[C].Guilin,China,1995.314319.