知识点7 (1).1 光固化涂料的定义及原理

模块七：UV光固化涂料的生产知识点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讲的光固化过程是指液态树脂经光照后变成固态的过程，所涉及的光固化反应大多数是光引发的链式聚合反应。光固化涂料以高能量的紫外光作为固化能源，涂料中的光引发剂吸收紫外光而产生自由基或阳离子，引发低聚物和活性稀释剂发生聚合和交联反应，形成网状结构的涂料。光固化涂料的定义光固化涂料的组成光固化涂料低聚物活性稀释剂光引发剂各种添加剂普通涂料树脂溶剂催化剂各种添加剂UV光涂料的原理和原料光引发剂是一种能吸收辐射能，经激发发生化学变化，产生具有引发聚合能力的活性中间体(自由基或阳离子）的物质。光引发剂的含量一般在1%-5%左右，最多不超过7%-10%。光引发剂对光固化涂料的光固化速度起决定性作用。光引发剂UV光涂料的原理和原料光固化引发剂光引发剂的分类按吸收辐射分类:按产生的活性中间体分类：紫外光引发剂（250~420nm）可见光引发剂（400~700nm）自由基型光引发剂阳离子型光引发剂裂解型光引发剂夺氢型光引发剂UV光涂料的原理和原料阳离子光固化自由基光固化不受氧影响对氧敏感，发生氧阻聚对水汽，碱类物质敏感导致阻聚对水汽，碱类物质不敏感光固化时体积收缩小，有利于对基材的附着光固化时体积收缩大光固化速度较慢，升温有利光固化速度快，温度影响小光照停止后仍能继续引发聚合交联，进行后固化，寿命长光照停止光固化马上停止，没有后固化现象阳离子光固化和自由基光固化特点对比UV光涂料的原理和原料低聚物是一种分子量相对较低的感光性树脂，具有可以进行光固化反应的基团，如各类不饱和双键或环氧基等。自由基光固化涂料用的低聚物都是具有不饱和双键的树脂，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。阳离子光固化涂料用的低聚物，具有环氧基团或乙烯基醚基团（CH2=CH-O-)，如环氧树脂，乙烯基醚树脂。低聚物UV光涂料的原理和原料低聚物是光固化涂料的主体（质量配比为30%-60%），光固化涂料涂膜的物理力学性能主要由低聚物固化膜的性能来决定，不同品种的光固化涂料其物理力学性能要求不同，所选用的低聚物也不同。低聚物对涂膜的物理力学性能影响主要有：硬度环氧丙烯基酯的不饱和聚酯一般硬度较高；低聚物中含有苯环结构也有利于提高硬度。柔韧性低聚物含有脂肪族长碳链结构，柔韧性好；分子量越大，柔韧性越好；交联密度越大，柔韧性越差。耐磨性聚氨酯丙烯树脂有较好的耐磨性；低聚物分子间易形成氢键的，耐磨性好；交联密度高的，耐磨性好。UV光涂料的原理和原料拉伸强度环氧丙烯酸酯有较好的拉伸强度；一般分子量较大，柔韧性较小和交联度大的低聚物有较高的拉伸强度。抗冲击性

低Tg、柔韧性好的低聚物一般抗冲击性好。附着力收缩率小的低聚物，对基材附着力好；含羟基、羧基等基团的低聚物对金属附着力好；低聚物表面张力低，对基材润湿铺展好，有利于提高附着力。耐化学性提高交联密度，耐化学性增强。耐黄变脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂和纯丙烯酸酯有很好的耐黄变性。光泽交联度增大，光泽增加；Tg高、折射率高的低聚物光泽好。UV光涂料的原理和原料活性稀释剂通常称为单体或功能性单体，它是一种含有可聚合官能团的有机小分子。通常官能团越多，光固化反应活性越高，反应速度也越快。它不仅溶解和稀释低聚物，调节体系的黏度，而且参与光固化过程，影响涂料的光固化速度和固化膜的各种性能。自由基光固化用的活性稀释剂都是具有不饱和双键的单体，如丙烯酰氧基(CH2=CH-COO-)，甲基丙烯酰氧基，乙烯基，烯丙基。阳离子光固化用的稀释剂是具有乙烯基醚CH2=CH-O-或环氧基的单体。活性稀释剂UV光涂料的原理和原料活性稀释剂自身的化学结构对固化膜的性能影响有很大影响，因此在制备光固化涂料时要根据涂料性能要求，选择合适的活性稀释剂结构。活性稀释剂的结构固化膜性能特点链烷结构耐高温、疏水、耐候性、抗黄变、耐化学药品、促进附着力酯结构耐候性、耐溶剂、良好的附着力，但遇碱遇水易水解芳香环结构耐高温、耐化学药品、提供硬度、附着力、疏水性、易黄变酯环结构耐高温、耐候性、不黄变、耐化学药品、提供附着力、疏水性醚结构固化快、耐碱和链烷类溶剂、对环氧和聚氨酯溶解力好、一旦氧化易黄变UV光涂料的原理和原料光固化涂料用的添加剂主要包括颜料和染料、填料、助剂等，虽然它们不是光固化涂料的主要成分，而且在涂料中占的比例很小仅为0.2%~1%，但他们对完善涂料的各种性能起着重要作用。如为了提