一、UV涂料及組成

　　UV涂料因應(yīng)用領(lǐng)域不同而成分各異棋躬，但其基本匕是吲瞄輕物愁反、單體、光引發(fā)劑及助劑組成贸诚。UV固化的主要反應(yīng)歷程是：由輻射引起光引發(fā)劑分解，生成的活性自由基引茇單體或低聚物聚合交聯(lián)厕吉。因此酱固，光引發(fā)劑的引發(fā)效率對(duì)于配方的成本以及光固化速率起著致關(guān)重要的作用，同時(shí)圍繞引發(fā)劑問題也產(chǎn)生了不同的固化技術(shù)赴涵，如混雜固化媒怯、光暗固化等。

　　(一)單體和低聚物

　　單體和低聚物的主要特征是含有端基雙鍵髓窜，它是光固化成膜的物質(zhì)基礎(chǔ)扇苞，在光固化成膜物質(zhì)的研究和改性中。其研究的主要思路是：通過化學(xué)手段寄纵，將含有雙鍵的單體連接在樹脂上，使樹脂具有光固化活性程拭。

　　目前定踱，丙烯酸酯仍然是光固化領(lǐng)域最常使用的齊聚物，占整個(gè)市場(chǎng)的82%督羊；此外耸颁，還有環(huán)氧類樹脂和不飽和樹脂兩種齊聚物比較常用，均占8%塑赁。但傳統(tǒng)的光固化齊聚物舞绝，如環(huán)氧丙烯酸酯童丢、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯化聚酯(或聚醚)以及不飽和聚酯一般都具有較高的黏度吆踏，而且隨著相對(duì)分子量的提高，其黏度也隨之增大轩丁，因此阀严，常需加入單體，以提高其黏度仙商。但單體會(huì)影響涂膜性能砚凳，而且對(duì)皮膚有刺激性。這樣钞钙，解決光固化樹脂的黏度問題晌姚，就成為光固化涂料研究中的重點(diǎn)，而采用超支化聚合物是解決樹脂黏度問題的一個(gè)方向歇竟。超支化聚合物獨(dú)特的三維分子結(jié)構(gòu)使其具有黏度低、反應(yīng)活性高和相溶性好等性能抵恋，它還能使固化膜的收縮率變小，從而具有良好的基材附著性能弧关。

　　(二)光引發(fā)劑

　　光引發(fā)劑是光固化的核心技術(shù)盅安，它的性能決定了UV固化涂料的固化程度和固化速率。許多光固化涂膜的弊病都是由于光引發(fā)劑引發(fā)效率低或是加入填料所致世囊。為了滿足日益增長的工業(yè)需求别瞭，開發(fā)更新、更快株憾、具有獨(dú)特性能的光引發(fā)劑已經(jīng)成為UV固化技術(shù)研究的一個(gè)重要方面蝙寨。目前，引發(fā)劑的類型主要有自由基光引發(fā)劑嗤瞎、陽離子光引發(fā)劑等幾種墙歪。

　　1.自由基光引發(fā)劑

　　自由基光引發(fā)劑分為裂解型和奪氫型兩種類型糠歧。

　　裂解型引發(fā)劑有安息香醚類抄瀑、苯偶姻類、苯乙酮類预第、硫雜蒽酮類等隆惊，此類引發(fā)劑的缺點(diǎn)是在空氣中受O2的影響，對(duì)光引發(fā)劑有阻聚作用蹬寸，影響固化速度以及固化程度犹耻。奪氫型引發(fā)劑利用叔胺類光敏劑構(gòu)成引發(fā)劑/光敏劑復(fù)合引發(fā)體系，可抑制O2的阻聚作用煞仑，提高固化速度炒耀。盡管自由基型光引發(fā)劑存在著一些不足，但卻具有低價(jià)優(yōu)勢(shì)然瞳，所以名密，目前仍被廣泛應(yīng)用。

　　2.陽離子光引發(fā)劑

　　陽離子光引發(fā)劑包括重氮鹽拍埠、二芳基碘翁鹽失驶、三芳基硫翁鹽、烷基翁鹽枣购、鐵芳烴鹽、磺趺奕Γ基酮及三芳基硅氧醚等涩堤。其優(yōu)點(diǎn)是不受O2的影響。用合成的二苯基碘鈴六氟磷酸鹽作光引發(fā)劑分瘾，對(duì)不同比例的雙酚環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯預(yù)聚物組成的復(fù)合樹脂進(jìn)行的光固化研究胎围，證明了碘翁鹽具有同時(shí)引發(fā)環(huán)氧和丙烯酸酯復(fù)合樹脂按陽離子和自由基兩種不同機(jī)理進(jìn)行光固化的能力，該研究結(jié)果為進(jìn)行光混雜固化提供了理論依據(jù)德召。

　　二白魂、UV固化涂料的種類

　　(一)粉末涂料

　　UV固化粉末涂料是粉末涂料技術(shù)與紫外光固化技術(shù)相結(jié)合的一項(xiàng)新型涂裝技術(shù)，它綜合了傳統(tǒng)粉末涂料和液體UV固化涂料技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)上岗，并在一定程度上克服了兩類涂料的缺點(diǎn)福荸。

　　傳統(tǒng)的熱固化粉末涂料要求在180℃～200℃下固化15min～30min膀概，這就限制了這種技術(shù)在熱敏基材中的應(yīng)用疤草。目前正迅速發(fā)展的熔點(diǎn)在100℃～120℃的紫外光固化粉末涂層，解決了這個(gè)問題度限。與傳統(tǒng)的熱固化粉末涂料相比养砾，UV固化粉末涂料的熔融流平與固化是兩個(gè)獨(dú)立的過程，先使粉末顆粒通過紅外輻射加熱熔融流平质教，之后再進(jìn)行紫外光輻射固化，從而可以得到平整光滑的涂膜矩粒。由于UV固化粉末涂料熔融溫度低瓦陡，所以可以廣泛用于熱敏基材(如紙張、橡膠歧蛾、塑料)等的涂裝厘赤，這就大大擴(kuò)展了粉末涂料的應(yīng)用空間辱矮。UV固化粉末涂料無活性稀釋劑，涂膜收縮率低妻铲，與基材附著力強(qiáng)愿瘫，一次涂裝即可形成質(zhì)量優(yōu)良的厚涂層，且涂料噴涂濺落的粉體便于回收使用吞杭，因此盏浇，較UV固化的液體涂料具有更高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)芽狗、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和生態(tài)優(yōu)勢(shì)绢掰。

　　國外于20世紀(jì)90年代初開始研發(fā)UV固化粉末涂料，20世紀(jì)90年代中期實(shí)現(xiàn)商品化童擎，并得到迅速發(fā)展滴劲。目前已有很多UV固化粉末涂料應(yīng)用于木材、金屬顾复、紙類基材上。國內(nèi)UV固化粉末涂料也得到一定的發(fā)展芯砸。國內(nèi)科學(xué)家用十六酰氯和十八異氰酸酯分別對(duì)端羥基的超支化聚酯進(jìn)行改性聪姿，獲得的粉末狀超支化低聚物，具有無定形“內(nèi)核”及可結(jié)晶“外殼”的分子結(jié)構(gòu)乙嘀，使涂膜的表觀性能和力學(xué)性能得到大大提高。另外勤消，由于端基存在大量紫外光可固化的丙烯酸酯基團(tuán)美丝，該粉末狀超支化低聚物在熔融輻照時(shí)能快速固化。有科學(xué)家對(duì)樹枝狀聚醚酰胺基紫外光固化粉末涂料進(jìn)行了研究源糖，在羥端基的樹枝狀聚醚酰胺基礎(chǔ)上替塑，通過與不同比例的TDI、HEA和十八異氰酸酯反應(yīng)师晨，合成了兩種具有不同濃度的UV固化半結(jié)晶聚合物DPEA-A和DPEA-B看卦。通過DSC測(cè)試，兩種紫外光固化半結(jié)晶聚合物均形成了不同的微晶研神，且都滿足UV固化粉末涂料對(duì)強(qiáng)和Tm的要求惩凉。

　　(二)水性涂料

　　UV固化水性涂料結(jié)合了水性涂料和光固化涂料的優(yōu)點(diǎn)，近年來得到迅速發(fā)展纫益，也是今后光固化涂料主要發(fā)展方向之一恒襟。UV固化水性涂料的優(yōu)點(diǎn)是：可以使用相對(duì)分子質(zhì)量很高的齊聚體以提高對(duì)某些基材的黏附力，并提高固化膜的其他物理性能揍忍，而不像傳統(tǒng)紫外涂層的齊聚體相對(duì)分子質(zhì)量受到施工黏度的限制：體系的黏度可用水來調(diào)節(jié)弯疾，而不必使用稀釋單體贾虽，這樣就可以避免由活性稀釋單體引起的收縮；用這種方法可以得到極薄的涂層吼鱼，且設(shè)備易于清洗蓬豁；水烘干后在輻照之前就可以得到觸干的涂層，這樣可以用于三維物體的表面固化菇肃，這種輻照之前就觸干的涂層地粪，減少了灰塵的吸附，并且能在固化前對(duì)涂層的缺陷進(jìn)行修補(bǔ)巷送。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是：光固化前必須脫水烘干驶忌，體系光澤度低，耐溶劑性差笑跛，耐擦傷性差付魔。事實(shí)上“水基”體系并不適合于所有的領(lǐng)域，而且“水基”體系也不是真正對(duì)環(huán)境無害飞蹂，因?yàn)樵谇逑此湍蛲繉訒r(shí)几苍，它可以溶解或分散在水中，很難去除陈哑，而其中的化合物妻坝，如丙烯酸類對(duì)魚和其他水生物非常有害。

　　UV固化水性涂料有利于環(huán)境保護(hù)轿南，并具有固化速率快的特點(diǎn)折扮，符合時(shí)代發(fā)展要求。在歐美等發(fā)達(dá)國家耀即，Hoechst竭豺、UCB、ICI藻着、Zeneca裤魔、BASF等公司已推出了他們的光固化水性涂料產(chǎn)品。當(dāng)前猩僧，技術(shù)上存在的不足主要包括：涂料水分散體系的長期穩(wěn)定性有待提高赖巴，可供選擇的光引發(fā)劑品種不多，大多沿用傳統(tǒng)的光引發(fā)劑纲析，對(duì)于顏料著色涂料猩刁，選擇余地更小，增設(shè)干燥除水裝置對(duì)該技術(shù)的推廣應(yīng)用有不利影響农浓。因此逝淹，繼續(xù)開展基礎(chǔ)性研究，揚(yáng)長抑短，并大力拓展其應(yīng)用領(lǐng)域栅葡，仍是當(dāng)前發(fā)展水性光固化涂料技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急茉兰。國外科學(xué)家采用陽離子電沉積法研制了一種具有特殊性能的聚氨酯水性涂料，這種方法能大大縮短涂料中水分蒸出的時(shí)間欣簇，很好地解決了水基涂料整個(gè)生產(chǎn)過程耗時(shí)過長的缺點(diǎn)规脸。

　　三、UV固化涂料的發(fā)展前景

　　UV固化涂料由于其優(yōu)良的性能熊咽，符合當(dāng)前人們環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)的需求莫鸭，具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ趪夂崤梗琔V固化涂料已廣泛應(yīng)用于建筑涂料被因、體育用品、電子通訊衫仑、包裝材料和汽車等不同領(lǐng)域梨与。我國光固化領(lǐng)域發(fā)展速度更加驚人，每年都以20%～30%的速度增長满戒。在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛枚从，如在紙張、木器蕴黎、塑料榛狮、金屬、光盤阱剂、光纖等基材上獲得了很好的應(yīng)用嫡靠。當(dāng)前，UV固化涂料的發(fā)展又面臨著—個(gè)絕好的機(jī)遇乘害，為配合實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略杂飘，我國制定了環(huán)保政策，并加大了執(zhí)法力度神深，人們的環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)，越來越多的人會(huì)選擇環(huán)保產(chǎn)品功哮。