知識點(diǎn)7 (1).1 光固化涂料的定義及原理

模塊七：UV光固化涂料的生產(chǎn)知識點(diǎn)7.1：UV光涂料的原理和原料UV光涂料的原理和原料通常所講的光固化過程是指液態(tài)樹脂經(jīng)光照后變成固態(tài)的過程，所涉及的光固化反應(yīng)大多數(shù)是光引發(fā)的鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)。光固化涂料以高能量的紫外光作為固化能源，涂料中的光引發(fā)劑吸收紫外光而產(chǎn)生自由基或陽離子，引發(fā)低聚物和活性稀釋劑發(fā)生聚合和交聯(lián)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的涂料。光固化涂料的定義光固化涂料的組成光固化涂料低聚物活性稀釋劑光引發(fā)劑各種添加劑普通涂料樹脂溶劑催化劑各種添加劑UV光涂料的原理和原料光引發(fā)劑是一種能吸收輻射能，經(jīng)激發(fā)發(fā)生化學(xué)變化，產(chǎn)生具有引發(fā)聚合能力的活性中間體(自由基或陽離子）的物質(zhì)。光引發(fā)劑的含量一般在1%-5%左右，最多不超過7%-10%。光引發(fā)劑對光固化涂料的光固化速度起決定性作用。光引發(fā)劑UV光涂料的原理和原料光固化引發(fā)劑光引發(fā)劑的分類按吸收輻射分類:按產(chǎn)生的活性中間體分類：紫外光引發(fā)劑（250~420nm）可見光引發(fā)劑（400~700nm）自由基型光引發(fā)劑陽離子型光引發(fā)劑裂解型光引發(fā)劑奪氫型光引發(fā)劑UV光涂料的原理和原料陽離子光固化自由基光固化不受氧影響對氧敏感，發(fā)生氧阻聚對水汽，堿類物質(zhì)敏感導(dǎo)致阻聚對水汽，堿類物質(zhì)不敏感光固化時(shí)體積收縮小，有利于對基材的附著光固化時(shí)體積收縮大光固化速度較慢，升溫有利光固化速度快，溫度影響小光照停止后仍能繼續(xù)引發(fā)聚合交聯(lián)，進(jìn)行后固化，壽命長光照停止光固化馬上停止，沒有后固化現(xiàn)象陽離子光固化和自由基光固化特點(diǎn)對比UV光涂料的原理和原料低聚物是一種分子量相對較低的感光性樹脂，具有可以進(jìn)行光固化反應(yīng)的基團(tuán)，如各類不飽和雙鍵或環(huán)氧基等。自由基光固化涂料用的低聚物都是具有不飽和雙鍵的樹脂，如丙烯酰氧基(CH2=CH-COO-)，甲基丙烯酰氧基[CH2=C(CH3)-COO-],丙烯基（CH2=CH-CH2-)等。陽離子光固化涂料用的低聚物，具有環(huán)氧基團(tuán)或乙烯基醚基團(tuán)（CH2=CH-O-)，如環(huán)氧樹脂，乙烯基醚樹脂。低聚物UV光涂料的原理和原料低聚物是光固化涂料的主體（質(zhì)量配比為30%-60%），光固化涂料涂膜的物理力學(xué)性能主要由低聚物固化膜的性能來決定，不同品種的光固化涂料其物理力學(xué)性能要求不同，所選用的低聚物也不同。低聚物對涂膜的物理力學(xué)性能影響主要有：硬度環(huán)氧丙烯基酯的不飽和聚酯一般硬度較高；低聚物中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)也有利于提高硬度。柔韌性低聚物含有脂肪族長碳鏈結(jié)構(gòu)，柔韌性好；分子量越大，柔韌性越好；交聯(lián)密度越大，柔韌性越差。耐磨性聚氨酯丙烯樹脂有較好的耐磨性；低聚物分子間易形成氫鍵的，耐磨性好；交聯(lián)密度高的，耐磨性好。UV光涂料的原理和原料拉伸強(qiáng)度環(huán)氧丙烯酸酯有較好的拉伸強(qiáng)度；一般分子量較大，柔韌性較小和交聯(lián)度大的低聚物有較高的拉伸強(qiáng)度。抗沖擊性

低Tg、柔韌性好的低聚物一般抗沖擊性好。附著力收縮率小的低聚物，對基材附著力好；含羥基、羧基等基團(tuán)的低聚物對金屬附著力好；低聚物表面張力低，對基材潤濕鋪展好，有利于提高附著力。耐化學(xué)性提高交聯(lián)密度，耐化學(xué)性增強(qiáng)。耐黃變脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、聚醚丙烯酸樹脂和純丙烯酸酯有很好的耐黃變性。光澤交聯(lián)度增大，光澤增加；Tg高、折射率高的低聚物光澤好。UV光涂料的原理和原料活性稀釋劑通常稱為單體或功能性單體，它是一種含有可聚合官能團(tuán)的有機(jī)小分子。通常官能團(tuán)越多，光固化反應(yīng)活性越高，反應(yīng)速度也越快。它不僅溶解和稀釋低聚物，調(diào)節(jié)體系的黏度，而且參與光固化過程，影響涂料的光固化速度和固化膜的各種性能。自由基光固化用的活性稀釋劑都是具有不飽和雙鍵的單體，如丙烯酰氧基(CH2=CH-COO-)，甲基丙烯酰氧基，乙烯基，烯丙基。陽離子光固化用的稀釋劑是具有乙烯基醚CH2=CH-O-或環(huán)氧基的單體?；钚韵♂寗︰V光涂料的原理和原料活性稀釋劑自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)對固化膜的性能影響有很大影響，因此在制備光固化涂料時(shí)要根據(jù)涂料性能要求，選擇合適的活性稀釋劑結(jié)構(gòu)?；钚韵♂寗┑慕Y(jié)構(gòu)固化膜性能特點(diǎn)鏈烷結(jié)構(gòu)耐高溫、疏水、耐候性、抗黃變、耐化學(xué)藥品、促進(jìn)附著力酯結(jié)構(gòu)耐候性、耐溶劑、良好的附著力，但遇堿遇水易水解芳香環(huán)結(jié)構(gòu)耐高溫、耐化學(xué)藥品、提供硬度、附著力、疏水性、易黃變酯環(huán)結(jié)構(gòu)耐高溫、耐候性、不黃變、耐化學(xué)藥品、提供附著力、疏水性醚結(jié)構(gòu)固化快、耐堿和鏈烷類溶劑、對環(huán)氧和聚氨酯溶解力好、一旦氧化易黃變UV光涂料的原理和原料光固化涂料用的添加劑主要包括顏料和染料、填料、助劑等，雖然它們不是光固化涂料的主要成分，而且在涂料中占的比例很小僅為0.2%~1%，但他們對完善涂料的各種性能起著重要作用。如為了提