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UV固化涂料的组成

    低聚物组成了固化膜交联网状结构的骨架,它是产品物理化学性能的主要决定因素,多官能团单体一方面对于配方起到稀释作用,提高可加工性能,另一方面对于光固体系的聚合速度影响很大。因此,急待发展的技术包括引发效率高而低价格的光引发剂,无毒或毒性小的单体,低粘度低聚物等等。
    单体和低聚物的主要特征是含有端基双键,它是光固化成膜的物质基础,在光固化成膜物质的研究和改性中,其研究的主要思路是:通过化学手段,将含有双键的单体连接在树脂上,使树脂具有光固化活性。其中丙烯酸酯是经常被使用的改性物质。近来,随着合成技术和分子设计技术的进步,合成了许多具有枝形结构的光固化成膜物质。

2光引发剂
2.1  自由基光引发剂
    裂解型引发剂有安息香醚类、苯偶姻类、苯乙酮类、硫杂蒽酮类等,此类引发剂的缺点是在空气中受02的影响,对光引发剂有阻聚作用,影响固化速度以及固化程度。另一种夺氢型引发剂利用叔胺类光敏剂构成引发剂/光敏剂复合引发体系,可抑制02的阻聚作用,提高固化速度。尽管自由基型光引发剂存在着一些不足,但却具有价格低的优势,所以目前仍广泛应用,人们对研究开发高活性的自由基型引发剂也保持着浓厚的兴趣,瑞士汽巴公司推出的新型引发剂BAPO(双芳酰基磷氧化合物),引发效率高、可深层固化,还具有“光漂白"作用。有些高效引发剂可使固化时间缩短至毫秒级内。
    阳离子光引发剂是另一种非常重要的光引发剂,包括重氮盐、二芳基碘翁盐、三芳基硫翁盐、烷基翁盐、铁芳烃盐、磺酰基酮及三芳基硅氧醚。其优点是:不受氧气的影响。近来有用阳离子引发剂和自由基引发剂混杂趋势。王文志等人用合成的二苯基碘铃六氟磷酸盐作光引发剂,对不同比例的双酚A环氧树脂E5·和丙烯酸酯预聚物AE组成的复合树脂进行了光固化研究,证明了碘翁盐具有同时引发环氧和丙烯酸酯复合树脂按阳离子和自由基两种不同机理进行光固化的能力,该研究结果为进行光混杂固化提供了理论依据。
    随着UV固化涂料的技术进步和市场的需求,光引发剂部分逐渐暴露出很多问题,如黄变、引发速率慢、不能用于有色体系、不能满足新型光固化涂料性能的要求等,针对这些情况,研究人员开发了一系列新型光引发剂。
    固化速率是决定光固化涂料生产效率的重要因素,为了解决阳离子引发剂固化速率缓慢的问题,研究人员在其中加入自由基引发剂或光敏助剂,研制了复合光引发剂,这种光引发剂通过协同作用获得较高的敏化效果,大大提高了固化速率。如马来酰亚胺对二苯甲酮具有十分明显的敏化促进作用,其引发效率超过任何一种单独使用体系的效率,Carroy A等人对光引发剂的增感机理做了详细的阐述。另外从分子设计的角度,有人设计出一种可谓分子内的混杂光引发剂,该引发剂在紫外光的照射下既能生产自由基,又能生成阳离子,这种光引发剂充分吸收了自由基光引发剂和阳离子光引发剂的优点,且克服了两者的缺点,大大提高了涂膜的固化速度和物化性能。
    而随着紫外光固化水性涂料的发展,水性光引发剂也成为光引发剂领域重要的研究内容。其研究的基本思路是:分子中除了含有引发基团外,还需要有亲水性基团。钱蓁等人研究水溶性硫杂蒽酮类光引发剂发现:在硫杂蒽酮母体上引入甲基能提高引发效率,是一种性能优良的水性光引发剂。

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