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UV光固化树脂涂料的活性稀释剂、光引发剂和助剂

时间:2013-09-27 14:22来源:www.gdjshg.com作者:UV光固化树脂点击:
  UV光固化树脂涂料的活性稀释剂、光引发剂和助剂及颜填料
  2.1活性稀释剂
  活性稀释剂是含有可聚合官能团的有机小分子,能够溶解和稀释低聚物,调节体系的粘度,改善施工性能,并可以参与聚合固化成膜,调节光固化速度和固化膜的各种性能,如耐磨、硬度、柔韧性等。
  1)单官能团活性稀释剂。(甲基)丙烯酸酯等,每个分子仅含有一个可参与固化反应基团,一般具有黏度低、转化率高、固化速率低、体积收缩小、交联密度低等特点。
  2)双官能团活性稀释剂。含有两个(甲基)丙烯酸酯官能团,对比单官能团活性稀释剂,一般具有良好的稀释性、固化速率加快、交联密度增大等特点。
  3)多官能团活性稀释剂。含有3个及以上(甲基)丙烯酸酯官能团,一般具有黏度较大、光固化速度快、成膜硬度高等特点。
  4)阳离子UV光固化树脂体系的活性稀释剂。如脂环族环氧树脂、多元醇和乙烯基醚等。在选用活性稀释剂时应考虑如下问题:与低聚物的相容性、稀释能力、固化速度、固化收缩率和对固化涂膜性能的影响等。
  2.2光引发剂
  光引发剂是光固化体系的关键组分之一,它的性能决定了UV光固化树脂涂料的固化速率和固化程度,按反应机理的不同为自由基聚合光引发剂与阳离子聚合光引发剂,自由基光引发剂分为裂解型和夺氢型两种类型。在UV光固化树脂涂料领域使用较多的为小分子自由基光聚合引发剂,其中未反应的光引发剂及光解
  碎片容易使涂膜老化黄变;还可以使用聚合夺氢型光引发剂,其中光引发剂的不能完全反应也会使涂膜老化黄变。如果将光引发剂大分子化和多官能度(含有2个及以上光化学活性基团),则可以降低光引发剂引起涂膜的黄变。对阳离子光固化体系,适用的低聚物仅有乙烯基醚官能团的树脂、环氧树脂和环氧官能化聚硅氧烷树脂等,使阳离子光固化剂使用受到一定限制。
  自由基光引发剂具有低价优势,大多数UV光固化树脂涂料采用自由基固化,也有采用阳离子与自由基混合双重UV光固化树脂,可以形成互穿网络结构来改善涂膜性能。通过合理利用光引发剂种类和用量以及与光增敏剂配伍技术等,调整固化速率和固化程度,以适应不同的需要。
  UV光固化树脂涂料用于形状复杂的构件时会出现阴影难以固化,用于厚涂层、不透明介质和有色体系的固化也有困难。这些可以用双重固化体系来克服,即通过光固化反应阶段和暗反应(包括热固化、湿气固化、氧化固化或厌氧固化反应等)阶段完成,其中光固化反应使体系快速定型或达到表干,而暗反应使底层部分或阴影部分固化完全。
  2.3助剂
  在实际UV光固化树脂涂料应用中,由于光固化速率较快,除了基本成分外,还要加入各种助剂(包括流平剂、消泡剂、润湿分散剂、偶联剂和消光剂等),以达到使用要求。流平剂的加入可解决UV光固化树脂涂料因流平差而产生涂膜表的缺陷等;润湿分散剂和消泡剂的加入可增加产品稳定性和施工性能等;偶联剂的加入可提高施工性能和附着力等。随着UV光固化树脂涂料应用领域不断拓展,为满足被涂物件的使用要求,可供选用的助剂还有消光剂、热阻聚剂、增感剂、稳定剂等。
  2.4颜填料
  为配制UV光固化树脂有色涂料,还要加入颜填料。
  1)颜料。颜料对涂料性能的影响应引起注意,许多颜料(如炭黑、铁黄等)会散射或吸收UV辐射阻碍了UV光固化树脂。颜料在涂膜表面与涂膜深处对UV吸也收存在较大差别,可能会导致表面与底部固化不同步引起涂膜收缩起皱,因此要选择与体系配套颜料。
  2)填料。试验表明滑石粉和碳酸钙等可作UV光固化树脂涂料的填料。一些纳米填料的加入,使涂膜耐磨性、抗菌性、抗老化性、柔韧性和光泽度得到显著提高。
  3结语
  UV光固化树脂涂料是一种高效节能环保涂料,涂膜具有优良的性能,正进一步步向传统涂料的各应用领域扩展,随着研究的深入在工业中应用具有巨大的发展潜力。我国UV光固化树脂涂料产业在研究开发、市场规模等方面与发达国家相比还有一些差距,但发展速度惊,面临着一个配合实施可持续发展战略的机遇,相信在广大科研工作者等的努力下会得到进一步的提升和发展。

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