欢迎来到中国化工信息杂志
紫外光固化涂料研究进展
2001年3期 发行日期:2006-04-17
紫外光固化涂料研究进展    紫外光固化(UV固化)技术是一项节能和环保型新技术,随着21
    紫外光固化(UV固化)技术是一项节能和环保型新技术,随着21世纪的来临,人们环保意识的增强及可持续发展的要求,绿色工业产品——UV固化涂料技术必将获得更大的发展。    一、新单体和齐聚物开发
    一、新单体和齐聚物开发    主要开发无刺激或低刺激的单体,如烷氧基化丙烯酸功能单体和
    主要开发无刺激或低刺激的单体,如烷氧基化丙烯酸功能单体和乙烯基醚类单体(既可自由基又可阳离子光固化)。    齐聚物主要开发低粘度和有特殊功能的树脂,如正在研制的具有
    齐聚物主要开发低粘度和有特殊功能的树脂,如正在研制的具有球状结构的超支化聚酯齐聚物,不仅粘度低,而且可聚合双键多,光固化速度快。    二、新型光引发剂和光引发体系
    二、新型光引发剂和光引发体系    1.新型光引发剂——酰基膦化氧类光引发剂
    1.新型光引发剂——酰基膦化氧类光引发剂    德国巴斯夫公司开发的TMPO(2,4,6三甲基苯甲酰基二苯基氧
    德国巴斯夫公司开发的TMPO(2,4,6三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)和TEPO(2,4,6三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦)以及瑞士汽巴公司开发的BAPO(双(2,6二甲氧基苯甲酰基)2,4,4三甲基戊基氧化膦)和819(双(2,4,6三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦)都是属于酰基膦化氧类光引发剂。它们的紫外吸收在350~400nm,并延伸到450nm,与光源更匹配;光分解速度快,产生自由基量子速率高,光固化速度快;有光漂白作用,利于厚涂层固化。因此,特别适用于有色涂层和厚涂层的光固化。    2.阳离子光引发体系
    2.阳离子光引发体系    目前UV固化主要是自由基光引发,但存在氧阻聚,固化后体积
    目前UV固化主要是自由基光引发,但存在氧阻聚,固化后体积收缩大,影响附着力,对三维部件固化比较困难等弊病。而阳离子光引发,由于对氧不敏感,体积收缩小,可加热后固化,适用三维部件固化。由于阳离子光引发有这些特点,现已引起人们关注,成为研究热点。已经开发出乙烯基醚、环氧类单体、芳香族或脂肪族环氧齐聚物、阳离子型光引发剂等,并已在罐头涂料、金属涂料和印刷油墨中获得应用。但阳离子光引发体系也存在光固化速度低,受温度和碱气氛影响大,单体和齐聚物品种少,特别是价格偏高等问题。    3.无光引发剂固化体系
    3.无光引发剂固化体系    UV光固化体系中光引发剂是必不可少的成分,但光引发剂存在
    UV光固化体系中光引发剂是必不可少的成分,但光引发剂存在价格高,有氧阻聚,光照引发后体系中有残留,分解产物有异味等问题,故不能用于直接包装食品。近年来正在研究开发无光引发剂的固化体系,该体系由电子给体单体和电子受体单体组成,在UV光照下,生成激发复合物,通过电子转移,生成自由基引发单体聚合。无引发剂的光固化体系将在食品包装、室内装饰等领域应用开发前景看好。    三、混杂光固化体系
    三、混杂光固化体系    光固化体系由于存在深度固化困难,有色体系不易固化,“阴影”
    光固化体系由于存在深度固化困难,有色体系不易固化,“阴影”部分无法固化等缺点,限制了其应用范围。为此,人们又发展了将光固化和其他固化方式结合起来的双重固化体系。在双重固化体系中,体系的交联或聚合反应是通过两个独立的具有不同反应原理的阶段来完成的,其中一个阶段是通过光固化反应,而另一个阶段是通过热固化、湿气固化、氧固化或厌氧固化等暗反应来实现的。这样就可以利用光固化使体系快速定型或达到“表干”,而利用暗反应使“阴影”部分或深层部分固化完全,达到体系的“实干”。双重固化扩展了光固化体系在不透明介质间、形状较复杂的基材上、超厚涂层与有色涂层中的应用。双重固化体系是混杂聚合体系,它结合了各个聚合反应的优点,表现出很好的协同效应,是高分子材料改性的新方法。混杂聚合生成的不是共聚物而是高分子合金,并有可能得到具有互穿网络结构的产物,具备较好的综合性能。    目前正在研究的混杂光固化体系有:
    目前正在研究的混杂光固化体系有:    1.自由基-阳离子混杂光固化体系
    1.自由基-阳离子混杂光固化体系    将丙烯酸酯自由基光固化和阳离子光固化适当配合,得到自由基
    将丙烯酸酯自由基光固化和阳离子光固化适当配合,得到自由基-阳离子混杂光固化体系,在光引发、体积变化互补、性能调节等方面具有很好的协同效应。目前该体系有两类,一类为丙烯酸酯与环氧化合物组成,另一类为丙烯酸酯与乙烯基醚类化合物组成。    2.自由基聚合-缩聚体系
    2.自由基聚合-缩聚体系    自由基聚合是由紫外光引发的,而缩聚体则可以利用环氧树脂、
    自由基聚合是由紫外光引发的,而缩聚体则可以利用环氧树脂、异氰酸酯、氨基树脂的缩聚反应。为组成混杂聚合体系,可以简单的将二者混合,也可以在体系中加入可同时发生自由基和缩聚反应的单体或齐聚物。    3.自由基-自由基双重固化体系
    3.自由基-自由基双重固化体系    在聚合过程中包含两类以上的引发过程,如自由基光固化-自由
    在聚合过程中包含两类以上的引发过程,如自由基光固化-自由基热聚合体系,自由基光固化-厌氧固化体系,自由基光固化-气干型体系。    四、水性UV固化体系
    四、水性UV固化体系    水性UV固化体系是近年来人们最关注的研究开发领域之一。水
    水性UV固化体系是近年来人们最关注的研究开发领域之一。水性UV固化体系用水代替稀释单体,消除了单体对皮肤有刺激的缺点,更为安全,设备也容易清洗。该体系的关键是制备水基光固化树脂,目前已有水溶型、水分散型和水乳型3种。水性UV固化体系在吸收性基材上有很广泛的应用前景,并且已在印刷上光、印刷油墨和印制电路制造中获得实用。    五、UV固化粉末涂料
    五、UV固化粉末涂料    UV固化粉末涂料是将粉末涂料的加工技术与UV固化技术结合的
    UV固化粉末涂料是将粉末涂料的加工技术与UV固化技术结合的一种新型涂料,它具有粉末涂料无稀释单体、体积收缩率低、与基材附着力好、涂层厚等优点,又有UV涂料固化速度快、生产效率高、能耗低、适用于热敏基材的优点。因此从90年代起,国外就热衷于研究开发,希望将UV粉末涂料用于金属、木材的涂装上,特别能用于汽车涂装。



当前评论