南京工业大学 涂料与涂装 设计说明.doc

紫外光固化涂料概述
复材1002 金奇杰(学号15),金之舟(学号16)
光固化技术的应用由来已久,最早可以追溯到4000多年前。在制作木乃伊时,古埃及人用亚麻布条将其包封好并放置在阳光下便可以固化。经科学家研究分析,亚麻布条中沥青含有不饱和化合物,经阳光照射后便可以固化[1]。我国制作木制器具时浸渍桐油后放置在阳光下固化从而形成一层防水防锈的保护膜,其本质也是光固化的应用。而光固化技术尤其是紫外光固化技术真正被大规模应用在现代工业上产生于20世纪60年代的木材涂装工业。
20世纪60年代以来,紫外光固化涂料(UV curing coatings,)发展迅速,应用也越来越广泛,涉及金属、陶瓷、纸张、玻璃和塑料等许多领域。究其原因,有以下优点:(1) 的固化是光化学反应过程,只需紫外线汞灯照射,耗能少,仅仅相当于传统热固化涂料的1/5~1/10;(2)固化速度快,生产效率高,一般在15秒内(3kw紫外线汞灯)完全固化,配合UV涂料涂装生产流水线,能极大地提高涂装的生产效率,减少周转空间与时间,适合规模化生产;(3)涂层性能优异,具有比较好的耐污染性、耐溶剂性和耐摩擦性等;(4)无溶剂排放,属于环境友好型涂料;(5)涂装生产运行稳定可靠,一次下线合格率一般为 98%以上,能有效地节约涂装成本。基于以上优点,可以乐观地预计,今后仍然会是涂料行业的热点之一。
主要由光活性单体、光引发剂、光活性齐聚物等组成。光引发剂、活性单体和助剂等方面的发展。
固化原理
后,液态涂料中的光引发剂吸收能量后使得其分子外层电子发生跃迁成为激发态,在非常短的时间内生成活性自由基(或活性离子),活性自由基(或活性离子)与光固化树脂中的不饱和基团相互作用, 从而引发活性稀释剂分子和树脂中的不饱和双键断开,由此发生连续聚合反应,生成网状聚合物。动力学研究表明:固化的机理属于自由基连锁聚合,共分为三个阶段。第一阶段是光引发阶段;第二阶段是链增长阶段, 此阶段体系会出现相互交联,固化成膜; 第三阶段是链终止阶段,此阶段链自由基会通过歧化或者偶合结束反应[2]。

的组成主要包括光引发剂、光活性齐聚物、活性稀释剂和助剂等。配方的成本有比较大的影响。固化膜网状结构的骨架是由光活性齐聚物组成的,所以与产品性能相关度最大的也是光活性齐聚物。具有多官能团的活性稀释剂不仅对光固化的反应速率有很大的影响而且可以稀释组分,提高产品的可加工性[3]。在实际应用中,加入的各种助剂和改性剂可以改善产品的某些性能,使其能更符合产品要求。

的重要组分之一,其作用就是吸收紫外光的能量产生活性自由基或活性离子从而引发聚合反应。引发剂又分为自由基聚合光引发剂、阳离子聚合光引发剂、阴离子聚合光引发剂等不同种类,而自由基聚合光引发剂目前应用最为广泛,对其研究也是最多的。

自由基聚合光引发剂形成的固化体系是比较成熟的一类UV固化涂料体系,它的显著特点是在树脂和稀释剂中加入单分子光解引发剂或双分子反应光引发剂,经紫外光照射,烯烃类单体共聚成为长链聚合物。按照自由基产生的作用机理不同,自由基聚合光引发剂又可分为裂解型光引发剂和夺氢型光引发剂两大类。
裂解型光引发剂以芳基烷基酮衍生物为主,主要有二烷氧基苯乙酮、苯偶酰及其衍生物、苯偶姻及其衍生物、α