光固化涂料的原材料
光固化材料
光固化材料光固化材料,又称光固化技术,是一种在表面上固定薄层涂料的技术。
光固化是一种快速的表面处理技术,它能够将一种粘度较低的涂料涂布在物体表面,使其固定于表面。
光固化技术不仅可以使涂料涂布在物体表面,还可以将有机和非有机材料固定于表面,这些材料包括薄膜、膜片、粉末和金属薄膜等。
光固化技术是利用UV紫外线来固定涂料的技术,原理是将UV 紫外线发射到物体表面上,使物体表面上的涂料被UV紫外线照射而被固定在物体表面。
通过利用UV照射技术,可以在表面形成一种可以保护物体表面或用于装饰的有机涂料,这种技术不仅能够取得良好的效果,而且还具有快速、高效和节省能源的优点。
相比传统的涂料涂布技术,光固化技术可以大大降低表面处理的成本,提高了产品的外观品质,并且在表面处理过程中更加节能、环保。
光固化技术的应用非常广泛,它可以用于制造电子元件、玻璃、金属和塑料等各种材料的表面处理技术。
例如,在电子制造行业,光固化技术可以用于防水、防潮、增强可靠性和表面装饰等;在汽车行业,它可以用于提高汽车的舒适性、降低汽车的重量、改善汽车外观等;在玻璃行业,它可以用于改善玻璃表面的光学性能,预防玻璃表面的腐蚀,以及提高玻璃表面的耐磨性等。
此外,光固化技术还可以用于改变材料表面的疏水性、粘附性和抗粘污性,以及改善材料表面质地等。
光固化技术具有许多优点,但也存在一些问题,如表面的污染、涂膜的不均匀性和耗材的昂贵等问题。
因此,在实际应用中,应积极研究光固化技术,改进技术性能,同时还要注意加强表面清洁,保证表面涂膜的均匀性,以及合理使用耗材,以最大程度地发挥光固化材料的性能。
综上所述,光固化技术是一种快速的表面处理技术,它可以将各种涂料、薄膜、粉末和金属薄膜等固定于表面,并可用于制造电子元件、玻璃、金属和塑料等各种材料的表面处理技术。
光固化技术具有节能、环保、快速等优点,因此已经成为一种广泛应用的技术。
未来,将继续研究光固化技术,改进技术性能,以最大程度地发挥光固化材料的性能。
光固化树脂
光固化树脂1光固化树脂又称光敏树脂,是一种受光线照射后,能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化,进而交联固化的低聚物。
光固化树脂是一种相对分子质量较低的感光性树脂,具有可进行光固化的反应性基团,如不饱和双键或环氧基等。
光固化树脂是光固化涂料的基体树脂,它与光引发剂、活性稀释剂以及各种助剂复配,即构成光固化涂料。
光固化涂料具有以下优点:(1)固化速度快,生产效率高;(2)能量利用率高,节约能源;(3)有机挥发分(VOC)少,环境友好;(4)可涂装各种基材,如纸张、塑料、皮革、金属、玻璃、陶瓷等;因此,光固化涂料是一种快干、节能的环境友好型涂料。
光固化涂料是20世纪60年代末由德国拜耳公司开发的一种环保型节能涂料。
我国从20世纪80年代开始进入光固化涂料领域。
近年来随着人们节能环保意识的增强,光固化涂料品种性能不断增强,应用领域不断拓展,产量快速增大,呈现出迅猛的发展势头。
目前,光固化涂料不仅大量应用于纸张、塑料、皮革、金属、玻璃、陶瓷等多种基材,而且成功应用于在光纤、印刷电路板、电子元器件封装等材料。
光固化涂料的固化光源一般为紫外光(光固化)、电子束(EB)和可见光,由于电子束固化设备较为复杂,成本高,而可见光固化涂料又难以保存,因此,目前最常用的固化光源依然是紫外光,光固化涂料一般是指紫外光固化涂料(光固化 Curing Coating)。
光固化树脂是光固化涂料中比例最大的组分之一,是光固化涂料中的基体树脂,一般具有在光照条件下进一步反应或聚合的基团,如碳碳双键、环氧基等。
按溶剂类型的不同,光固化树脂可分为溶剂型光固化树脂和水性光固化树脂两大类。
溶剂型树脂不含亲水基团,只能溶于有机溶剂,而水性树脂含有较多的亲水基团或亲水链段,可在水中乳化、分散或溶解。
常用的溶剂型光固化树脂主要包括:不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酯、纯丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅低聚物。
其合成方法分别介绍如下。
光固化涂料综述
光固化涂料综述1. 引言光固化涂料是一种特殊的涂料,其固化过程受到紫外线(UV)或可见光的照射而发生。
相比传统的烘干或氧化固化涂料,光固化涂料具有更快的固化速度、更高的硬度和耐磨性,以及更低的挥发性有机物(VOC)排放。
在过去几十年中,光固化涂料在各个领域得到了广泛应用,包括印刷、电子、汽车、木工等。
本文将对光固化涂料进行综述,包括其原理、种类、应用领域以及未来发展趋势等方面进行详细介绍。
2. 原理光固化涂料的固化过程是通过紫外线或可见光激活光引发剂来实现的。
光引发剂在光照下会产生自由基或离子,进而引发单体分子间的聚合反应,形成交联结构从而实现涂层的固化。
在紫外线固化中,常用的光引发剂包括苯甲酰亚胺类、二酮类、酮胺类等。
这些光引发剂对紫外线有较高的吸收能力,能够将光能转化为化学能,从而引发聚合反应。
在可见光固化中,常用的光引发剂包括苯胺类、胺氧化物、硫代硫醇类等。
这些光引发剂对可见光有较高的吸收能力,能够将光能转化为化学能,从而引发聚合反应。
3. 种类根据固化方式的不同,光固化涂料可以分为紫外线固化涂料和可见光固化涂料两大类。
3.1 紫外线固化涂料紫外线固化涂料是最常见的一种光固化涂料。
它具有固化速度快、硬度高、耐磨性好等优点,并且可以在较短时间内实现高效生产。
紫外线固化涂料广泛应用于印刷、电子、汽车等领域。
3.2 可见光固化涂料可见光固化涂料是近年来发展起来的一种新型光固化涂料。
相比紫外线固化涂料,可见光固化涂料具有更低的能量需求和更广泛的适用范围。
它可以通过LED等可见光源进行固化,无需使用紫外线设备,从而降低了生产成本。
4. 应用领域光固化涂料在各个领域都有广泛应用。
4.1 印刷在印刷领域,光固化涂料常用于印刷油墨、胶水等的制备。
由于其快速固化的特点,可以实现高速印刷生产线上的连续生产,提高生产效率。
4.2 电子在电子领域,光固化涂料常用于半导体封装、显示屏制备等工艺中。
由于其高硬度和耐磨性,可以保护电子元件,提高产品的可靠性和使用寿命。
简介紫外光固化木器涂料
简介紫外光固化木器涂料一、光固化涂料的组成目前尽管光固化涂料品种繁多,性能各异,但其主要成份一般包括光引发剂,活性稀释剂,反应性低聚物,各种颜、填料以及能改善漆膜性能的辅助添加剂等。
1、光引发剂光引发剂因产生的活性中间体不同,可分为自由基型光引发剂和阳离子型光引发剂两类。
自由基型光引发剂因产生自由基的作用基理不同,又可分为裂解型光引发剂和夺氢型光引发剂两类,如我们常用的1173等就属于裂解型,夺氢型光引发剂包括二苯甲酮或杂环芳酮类化合物,与夺氢型光引发剂配合的助引发剂为叔胺基化合物,如我们常用的活性胺等。
光引发剂在涂料配方中所占比例量小(通常为3%~10%左右),但所起作用非常关键,光固化涂料配方中,如果缺少它,光固化反应将无法进行。
2、活性稀释剂活性稀释剂在光固化涂料中除了具有稀释作用,调节体系粘度外,还要参与光固化反应,影响涂料的光固化速度和漆膜的力学性能,在结构上它是具有光固化基因的有机化合物,根据其官能团的多少,将活性稀释剂分为单官能度单体如甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯,双官能度单体如TPGDA、DPGDA、NPGDA、HDDA等,三官能度单体如TMPTA、GPTA,和多官能度单体如DPHA等。
在光固化涂料木器漆中,选择活性稀释剂应综合考虑以下因素:如粘度、毒性、刺激性、挥发性、体积收缩性、反应性、与树脂和光引发剂的互溶性,热稳定性以及固化产物玻璃化温度等。
3、反应性低聚物反应性低聚物属于感光性树脂,是光固化涂料的主体部分,它的作用基本上决定了固化后漆膜的主要性能,因此,反应性低聚物是光固化涂料配方设计当中的一个重要环节。
反应性低聚物主要包括多类丙烯酸树脂,如环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和丙烯酸树脂等,但实际应用最多的还是环氧丙烯酸酯,其次是聚氨酯丙烯酸酯。
不饱和聚酯也可用于光固化木器涂料,但由于它在配方应用当中缺乏灵活性,且存在不少弊端,故在现代光固化涂料中基本被淘汰。
涂料的原材料
涂料的原材料涂料是一种涂覆在物体表面的材料,既可以美化物体表面,又可以保护物体表面。
涂料的原材料主要包括树脂、溶剂、颜料和助剂。
首先,树脂是涂料的主要成分之一。
树脂是涂料的胶合剂,起着粘合颜料和填料、固化膜的作用。
常见的树脂有丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂等。
这些树脂具有不同的特性,可以根据需要选择不同的树脂来制备涂料,以满足不同的使用要求。
其次,溶剂是涂料中的重要组成部分。
溶剂可以使树脂和颜料形成均匀的涂料,便于涂布。
常见的溶剂有烷烃、醇类、酯类等。
不同种类的涂料会选择不同种类的溶剂,以确保涂料具有良好的流变性和干燥性能。
另外,颜料是涂料中的重要组成部分。
颜料可以赋予涂料不同的颜色和装饰效果。
常见的颜料有无机颜料和有机颜料。
无机颜料具有良好的耐候性和耐光性,适用于室外涂料;而有机颜料颜色鲜艳,适用于室内装饰涂料。
在涂料生产中,颜料的选择和配比对涂料的性能和外观有着重要的影响。
最后,助剂是涂料中的辅助成分。
助剂可以改善涂料的性能,如增加涂料的流变性、增加涂料的耐候性、改善涂料的附着力等。
常见的助剂有消泡剂、稀释剂、增稠剂等。
这些助剂可以根据需要添加到涂料中,以满足不同的使用要求。
总的来说,涂料的原材料包括树脂、溶剂、颜料和助剂。
这些原材料通过合理的配比和加工工艺,可以制备出具有不同性能和用途的涂料产品,满足人们对于物体表面美化和保护的需求。
涂料的原材料选择和使用对于涂料的性能和品质有着重要的影响,因此在涂料生产中需要认真对待原材料的选择和配比,以确保涂料具有良好的使用性能和装饰效果。
光敏涂料
摘要:光敏涂料,即紫外线光固化涂料,它是由光敏树脂,光敏剂和稀释剂组成的。
在制成色漆时,还要再加填料和颜料。
光敏树脂带有不饱和双键,能进行游离基聚合,在紫外线照射下,吸收一定量的光能,使其分子中的电子被激发产生游离基,在游离基引发下聚合生成有立体结构的高聚关键词:光敏树脂光敏涂料光固化涂料游离基聚合光敏剂稀释剂立体结构颜料正文:涂料是一种重要的化工产品,在工业和民用方面都有广泛的应用。
涂料是一种液态使用,然后固化成型的高分子材料。
常规涂料是涂层材料溶解在溶剂中使用,涂刷后溶剂挥发,留下涂层。
由于溶剂的挥发给环境造成污染,甚至造成危险,同时溶剂的挥发需要一定的能量和温度以及需要一定的时间,因此这类涂料的固化时间长,能量消耗大。
光敏涂料是聚合或交联组分直接混合在一起的,在常温无光照情况下是稳定的,涂料内含有光敏成分或结构,利用光做引发剂引发聚合或交联反应,从而达到固化目的。
这种涂料使用时经适当波长的光照射后,能迅速干结成膜。
由于固化过程没有像一般涂料那样伴随着大量溶剂的挥发,因此降低了环境污染,减小了材料消耗,同时使用更加安全。
光敏涂料广泛应用于木材和金属表面的保护和装饰以及印刷工业等领域,逐步代替常规涂料,而且在光学器件,液晶材料和电子器件的封装,光纤外涂层等有特殊要求的应用领域里得到广泛的应用。
一、光敏涂料的结构类型光敏涂料的基本组成中除了可以进一步聚合成膜的预聚物为主要成分外,一般还有交联剂、稀释剂、光敏剂、热阻聚剂和颜色调料。
作为光敏涂料的预聚物应该具有能进一步发生光聚合或者光交联反应的能力,因此必须带有可聚合基团。
预聚物通常为小分子的低聚物,为了取得一定的粘度和合适的熔点,分子量一般要求在1000---5000之间。
1、环氧树脂型低聚物带有环氧结构的低聚物是比较常见的光敏涂料预聚物。
环氧树脂有良好的粘结性和成膜性。
在环氧预聚物中,每个分子中至少有两个环氧基,通过它们与其他不饱和基化合物反应,则可成为光聚合性预聚物。
光固化树脂
O CH2 CH C OCH2CH2OH CH2 CH
O C OCH2CH2CH2OH
CH3 O CH2 C C OCH2CH2OH
丙烯酸羟乙酯(HEA)
丙烯酸羟丙酯(HPA)
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)
O O C CH CH2
CH3 O CH2 C C OCH2CH2CH2OH
CH2 CH
O C O CH2
胺、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基苯胺、三甲基苄基氯化铵、三苯基膦、三苯基 锑、乙酰丙酮铬、四乙基溴化铵等,用量(质量分数)为0.1%~3%。三乙胺价廉, 但催化活性相对较低,产品稳定性稍差;季铵盐催化活性稍强,但成本稍高;三 苯基膦、三苯基锑、乙酰丙酮铬催化活性高,产物黏度低,但色泽较深。 丙烯酸与环氧基开环酯化是放热反应,因此反应初期控制温度非常重要,通 常将环氧树脂加热至80~90℃,滴加丙烯酸、催化剂和阻聚剂混合物,控制反应 温度100℃,同时取样测定酸值,到反应后期升温至1lO~120℃,使酸值降至小 于5mgKOH/g停止反应,冷却到80℃出料。由于环氧酸酯黏度较大,可以在冷 至80℃时加入20%活性稀释剂和适量阻聚剂。常用的活性稀释剂为三丙三醇二丙 烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,常用的阻聚剂为对甲氧基苯酚、对苯二酚、 2,5-二甲基对苯二酚、2,6-二叔丁基对甲苯酚等,阻聚剂加入量约为树脂质量的 0.01%~1%。 丙烯酸和环氧树脂投料摩尔比为1︰1~1.05,环氧树脂稍微过量,可以防止 残存的丙烯酸对基材和固化膜有不良影响,但残留的环氧基也会影响树脂的贮存 稳定性。
异佛尔酮二异氰酸酯属脂环族二异氰酸酯,所合成的聚氨酯丙烯酸酯有优良 的耐黄变性、良好的硬度和柔顺性。 二环己基甲烷二异氰酸酯属脂环族二异氰酸酯,其反应活性低于TDI,所合 成的聚氨酯丙烯酸酯具有优良的耐黄变性、良好的挠性和硬度。 二异氰酸酯中异氰酸酯基—NCO与醇羟基—OH的反应活性与二异氰酸酯结 构有关。芳香族二异氰酸酯比脂肪族二异氰酸酯反应活性要高;—NCO的邻位若 有—CH3等其他基团,由于空间位阻使反应活性降低,TDI中4位—NCO活性明 显高于2位—NCO;二异氰酸酯中,第一个—NCO反应活性高于第二个—NC0。 ② 长链二醇 用于合成聚氨酯丙烯酸酯的长链二醇主要有聚醚二醇和聚酯二醇两大类。其 中聚醚二醇主要有聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、聚四氢呋 喃二醇等。
光固化涂料的定义和特点
光固化涂料的定义和特点光固化涂料是一种成型及固化过程中需要辐射能(波长为300~700nm)作为诱导因素的涂料。
它是一种无机材料,在它获得光固化的过程中不会释放任何挥发性有机化学物质。
光固化涂料的特点是速干、高硬度、高透明度、强粘附力、抗化学腐蚀、耐磨损、抗紫外线老化、高温性能等。
与传统的涂料相比,它有许多优点和特点。
一、速干性光固化涂料具有极快的干燥速度。
因为其化学反应只需几秒钟甚至几微秒就可以完成,而且不需要有机溶剂的挥发等待时间,使得涂装成本和周期可以得到大幅降低。
二、高硬度光固化涂料具有极高的硬度,可达到7~8H,甚至可以更高。
因此,它在涂装钢铁、木材、塑料、陶瓷等各种不同基材上都有非常明显的优势。
例如,它可以提供比其它传统的涂料更好的耐磨性能,以及更高的紫外线抵抗能力。
三、高透明度光固化涂料的特点之一是透明度高,可以提供透明、无色或淡色涂层,而不改变基材的外观。
这使得它特别适用于有色基材的涂装,以达到更高的视觉效果。
四、强粘附力光固化涂料可以与多种不同基材非常好地粘附。
它能够产生牢固的结合力,有效地防止涂层在多种环境下的剥落和脱落。
五、抗化学腐蚀光固化涂料可以提供极高的抗化学腐蚀性能,特别是在涂装化学品、食品和医疗设备等领域。
它可以抵御许多有毒化学品和腐蚀剂的腐蚀侵蚀。
六、耐磨损光固化涂料在经过涂装和固化之后,会形成一层非常坚硬的涂层。
这使得其在使用过程中具有非常高的耐磨损性能。
它可以使用在制造手机、平板电脑和其它需要高硬度、高耐磨损性能的产品生产中。
七、抗紫外线老化光固化涂料可以很好地抵御紫外线的辐射,即便在强烈的紫外线下也能保持良好的物理和化学性能。
这使得它在经过漫长的使用期后仍具有其最初的色彩和外观。
八、高温性能光固化涂料可以在高温环境下使用,因为它具有极高的耐热性能。
它能够承受高温和极寒,不会脆化或产生变形。
总之,光固化涂料是一种创新型的涂料,它具有许多优点和特点。
它可以广泛应用于不同的领域,包括制造业、航空航天、机械、电子、建筑、医疗等领域。
光敏树脂
C.芳香酮类化合物(具有固化速度快、涂层柔 韧性好等优点)
D.酰基膦氧化物(物在近紫外区具有高引发活 性,良好的热和水解稳定性,并且具有光漂白作 用,有利于深层固化且固化产品不泛黄,适合用 作厚层有色光敏涂料)
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光敏剂种类
(1)离子型光敏剂 离子型光敏剂通常引发阳离子聚合反
应,常用的有三大类:芳香重氮盐、二芳 基碘翁化合物和三芳基硫翁化合物 (2)自由基型光敏剂
主要是一些含有生色团的化合物, 特别是含有与苯环相连的羰基的化合物。
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自由基型光敏剂
A.安息香及其衍生物(具有近紫外吸收较高, 激发态寿命短以及裂解产率高的点)
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光敏树脂的应用
UV树脂的主要应用领域:UV涂料,uv油 墨,uv胶等,其中uv涂料中应用最多,包 括以下种类UV水性涂料、UV粉末涂料、 UV皮革涂料、UV光纤涂料、UV金属涂料 、UV纸张上光涂料、UV塑料涂料、UV木 器涂料
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光敏树脂
紫外线照射下借助光敏剂的作用而使树 脂发生聚合,并交联固化成,这类树脂 称为光敏树脂 光敏树脂是光固化涂料的基体树脂,它 与光引发剂、活性稀释剂以及各种助剂 复配,即构成光固化涂料
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光敏树脂当于普通涂料中的树脂,都是成 膜物质,它们的性能对涂料的性能起主要 作用,在结构上低聚物必须具有光固化基 团,如各类不饱和双键或环氧基等,属于 感光性树脂。
单官能团丙烯酸酯与多官能团丙烯酸酯相比,一 般稀释效果较好,但挥发性较高、毒性较大、交 联密度低,并易造成整个体系的光固化速度下降 。所以单官能团丙烯酸酯的使用越来越少,取而 代之的是稀释效果好,挥发性低、毒性小、交联
uv光固化新材料
uv光固化新材料UV光固化新材料是一种在近年来广泛应用的新材料,它具有固化快、成本低、环保等优点,得到了广泛的应用。
下面我们将从UV光固化新材料的概念、特点、应用以及未来发展等方面进行探讨。
一、概念UV光固化新材料,是一种在紫外线照射下,通过引发剂引发交联反应,从而使材料迅速固化的一种新型材料。
UV光固化新材料的主要成分有光引发剂、丙烯酸酯、稀释剂等。
二、特点1.固化快:UV光固化新材料的固化时间极短,只需几秒钟到几分钟,远远快于传统的固化方法。
这极大地提高了生产效率。
2.成本低:UV光固化新材料的生产成本相对较低,因为它的生产过程中不需要使用一些传统固化方法所需的辅助设备,如烤箱等。
3.环保:UV光固化新材料在固化过程中不会产生挥发性有机物,不会对环境造成污染,因此被广泛应用于环保材料领域。
4.适用性强:UV光固化新材料的适用性很强,可以应用于许多不同的材料上,如纸张、塑料、木材、橡胶等。
三、应用1.涂料:UV光固化涂料具有固化快、涂膜坚硬、环保等特点,被广泛应用于汽车、家具等领域。
2.胶水:UV光固化胶水可以快速粘合各种材料,是一种高效、环保的粘合材料。
3.印刷:UV光固化印刷技术可以使印刷品表面具有高光泽度、耐磨性等特点,被广泛应用于商业印刷、包装印刷等领域。
4.电子产品:UV光固化材料可以在电子元件表面形成保护层,提高产品的高温、耐蚀性能。
四、未来发展UV光固化新材料是一种具有广阔发展前景的新材料。
未来,随着制造业的快速发展,对于高效、环保、低成本的材料需求将越来越大,而UV光固化新材料正好符合这些需求。
因此,UV光固化新材料在未来的应用前景非常广阔。
UV光固化新材料在近年来发展迅速,得到了广泛的应用。
其固化快、成本低、环保等特点,使其逐渐成为了制造业中不可或缺的材料。
随着制造业的快速发展,UV光固化新材料在未来的应用前景将更加广阔。
光固化涂料的原材料
光固化涂料的原材料首先,光固化涂料的主要原材料是树脂。
树脂是光固化涂料的主要固化剂,它可以通过光线引发的聚合反应与光引发剂发生反应。
常用的树脂有丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂等。
这些树脂具有良好的固化性能和物理力学性能,可以为涂料提供较高的强度和硬度。
树脂的选择需要考虑涂料的应用场合和要求。
其次,光固化涂料的原材料中含有单体。
单体是树脂的前体物质,通过聚合反应可以形成树脂。
常用的单体有丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类等。
单体的选择和比例可以影响涂料的固化速度、粘度、硬度和耐磨性等性能。
此外,光固化涂料的原材料还包括稀释剂。
稀释剂是为了调整涂料的稠度和粘度,并帮助材料的流动和溶解性。
常用的稀释剂有醇类、醚类、酯类等。
稀释剂的添加可以使涂料施工更加便捷,且有助于涂料的干燥和固化。
光固化涂料的原材料中还含有光引发剂。
光引发剂是在紫外线照射下能够产生自由基或离子的化学物质。
光引发剂可以吸收光线能量,并将其转化为化学能量,从而引发树脂和单体的聚合反应。
不同的光引发剂有不同的波长和能量吸收范围,适用于不同的光固化系统。
最后,光固化涂料的原材料还可能包括助剂。
助剂主要是指对涂料性能和施工特性起调节作用的物质。
常见的助剂有抗氧化剂、紫外线吸收剂、颜料和填料等。
抗氧化剂和紫外线吸收剂可以提高涂料的耐候性和抗紫外线性能,颜料和填料可以改变涂料的颜色和物理力学性能。
综上所述,光固化涂料的原材料主要包括树脂、单体、稀释剂、光引发剂和助剂等。
这些原材料的选择和比例的合理搭配,可以实现涂料的固化和提供相应的物理力学性能。
光固化涂料的广泛应用在电子、汽车、木材、塑料等行业,主要得益于其快速固化、环保无污染等优势。
uv光固化涂料生产工艺及应用
uv光固化涂料生产工艺及应用
UV光固化涂料是一种环保、节能、高效的涂料,其生产工艺和应用领域不断拓展。
以下是UV光固化涂料的生产工艺和应用领域的简要介绍:
生产工艺:
UV光固化涂料主要由光敏低聚物、活性稀释剂、光引发剂等成分组成。
其生产工艺通常包括配料、分散、研磨、调色、包装等步骤。
其中,配料和分散是将各种原料按比例混合在一起,以便于后续的研磨和调色;研磨是将混合好的涂料进行细化,使其具有更好的流动性和涂装性能;调色是在研磨后的涂料中加入适量的色浆或色粉,以调整涂料的颜色;包装是将调色后的涂料进行灌装,以便于运输和销售。
应用领域:
由于其特殊的性质,UV光固化涂料在许多领域得到了广泛的应用。
例如,在木器涂装领域,UV光固化涂料可以迅速固化,提高生产效率,同时具有环保、耐磨、耐候等优点;在纸张和塑料等软质材料涂装领域,UV光固化涂料具有优异的附着力和透明度,可以替代传统的溶剂型涂料;在食品包装领域,UV光固化涂料具有无毒、无味、环保等优点,可以替代传统的油墨;在医用材料领域,UV光固化涂料具有快速固化、低毒、无刺激等优点,可以用于医疗器械的表面涂装。
总之,UV光固化涂料作为一种新型的环保涂料,其生产工艺和应用领域不断拓展。
未来,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,UV光固化涂料将会在更多的领域得到应用。
紫外光固化涂料的组成成分及其行业应用范围
紫外光固化涂料的组成成分及其行业应用范围紫外光固化(UV固化)是辐射固化技术的一种,是快速发展的“绿色”新技术。
紫外光固化涂料(UvCC)是20世纪60年代开发的一种节能环保型涂料。
经过紫外光照射后,它会发生光化学反应,液态的低聚物(包括单体)涂层,经过交联聚合而瞬间形成固态涂层。
UVCC能得到广泛的应用和发展,是因为它具有节能环保、涂层性能优异、生产效率高等独特优点。
1 .UVCC的组成UVCC的主要成分包括可交联聚合的预聚物(光活性齐聚物)、活性稀释剂(光活性单体)、光引发剂、助剂(流平剂、消泡剂、消光剂、表面滑爽剂)。
其各自性能及研究进展如下。
1.1齐聚物齐聚物是光固化产品中比例最大的组分之一,是光固化配方的基料树脂,决定着固化后产品的基本性能(包括硬度、柔韧性、附着力、光学性能、耐老化等)。
主要包括不饱和聚酯树脂、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯,以及丙烯酸化聚丙烯酸酯等。
在20世纪30年代末期,不饱和聚酯树脂最早被开发用作光固化齐聚物。
环氧丙烯酸酯是由商品环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而制得,是目前国内光固化产业内消耗量最大的一类光固化齐聚物。
它的抗化学腐蚀性、强附着力、对颜料的良好润湿性,使其在纸张涂料、木器涂料、金属底漆方面得到广泛应用。
为了突出齐聚场的性能优势,国内外对其改性方面的研究也比较多,比如胺改性环氧丙烯酸酯,引入季胺基团,其主要特点在于固化速度高、固化膜附着力增加、韧性增强,因而在丝印、平印及柔印油墨上有重要应用价值。
另外还有磷酸酯改性、多元酸酐改性、硅氧烷改性、长链脂肪酸改性环氧丙烯酸酯等。
聚氨酯丙烯酸酯应用的广泛程度仅次于环氧丙烯酸酯,特别是在纸张、皮革、织物等软性底材的光固化涂饰方面,发挥着至关重要的作用。
但是由于它固化慢、价格相对较高,所以在光固化配方中较少作为主体齐聚物,而是作为辅助性功能树脂使用。
20世纪80年代末期,出现了乙烯基醚系列、环氧系列等阳离子机理固化成膜的齐聚物,即非丙烯酸酯齐聚物,这类齐聚物的固化不受空气中氧的阻聚作用的影响,固化速度快,发展较快。
紫外光固化涂料的制备
紫外光固化涂料的制备本品是一种紫外光固化涂料,特别适用于金属表面的防锈装饰。
它由活性低聚物、活性稀释剂、光聚合引发剂、稀释剂组成,主要成分是顺丁烯二酸酐改性环氧丙烯酸酯和含环氧基团的附着力增进树脂,涂料的各组分含量如下:A、活性低聚物顺丁烯二酸酐改性环氧丙烯酸酯 30%~60%B、活性稀释剂 15%~45%C、环氧基团的附着力增进树脂 2%~5%D、光聚合引发剂 1.0%~10%E、稀释剂 0~20%其中,顺丁烯二酸酐改性的环氧丙烯酸酯是用环氧值为0.45~0.54的环氧树脂与不饱和羟酸,按等当量比混合,在催化剂和阻聚剂存在下,加热反应至酸价为5mgKOH/g,降温兑息,制得环氧丙烯酸酯预聚物,在搅拌下加入顺丁烯二酸酐0.1~0.3当量(相对1当量环氧树脂而言),在≤85℃搅拌保温反应,至酸价为10~30 mgKOH/g而成。
所用的环氧树脂是双酚A 环氧树脂,双酚F环氧树脂或酚醛环氧树脂,所用不饱和羟酸为丙烯酸获佳绩丙烯酸。
活性稀释由带一个烯键的丙烯酸酯5%~20%、带两个烯键的丙烯酸酯5%~15%和≥3个烯键的丙烯酸酯5%~10%组成。
(1)活性低聚物顺丁烯二酸酐改性环氧丙烯酸酯的制备①配方组分用量/gA1树脂A2树脂A3树脂A4树脂环氧树脂110.6 110.6 110.0 100.0不饱和羧酸(丙烯酸)42 42 37 32顺丁烯二酸酐8.5 6.0 7.0 6.0顺丁烯二酸酐/环氧树脂(当量比)0.298 0.209 0.276 0.275催化剂(N,N-二甲基乙醇胺) 1.36 1.36 1.10 1.10阻聚剂(对甲氧基苯酚)0.54 0.54 0.41 0.38稀释剂(乙二醇乙醚醋酸酯)40 40 36 35活性低聚物的酸价/(mgKOH/g)26 20 25 22②制备工艺A1树脂:在带有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的四颈瓶中加入110.6g酚醛环氧树脂F-44,于100℃、搅拌下在30min内以固定的速度滴加42g丙烯酸、1.36g N,N-二甲基乙醇胺和0.54g对甲基苯酚的混合物。
光固化涂料中的填料种类和作用
光固化涂料中的填料种类和作用在涂料行业中,填料是非常重要的一个组成部分。
光固化涂料中的填料种类和作用也非常多样化。
在本篇文章中,我们将从多个方面来详细探讨光固化涂料中的填料种类和作用。
一、填料在光固化涂料中的作用光固化涂料中的填料可以起到许多不同的作用。
以下是一些填料在光固化涂料中的主要作用:1.改善光学性能填料可以用来控制涂层的折射率。
较高折射率的填料可以提高涂层的透明度和光泽度。
这对于某些应用来说非常重要,例如亚克力和PC(聚碳酸酯)薄膜制造。
2.增强机械性能填料可以用来增强涂层的硬度和强度。
例如,陶瓷微珠可以添加到聚合物中来提高抗划伤和耐磨性。
3.改变涂层的外观和触感填料可以用来改变涂层的外观和触感。
例如,硅石(也被称为二氧化硅)可以用来增加涂层的垂直度和质感。
4.提高光固化速率填料可以用来提高光固化速率。
例如,钛白粉可以通过吸收紫外线并将其转换为热能来加速光固化速率。
5.改善防腐蚀性能某些填料可以用来增强涂层的防腐蚀性能。
例如,氧化铁可以添加到环氧树脂中来提高其防腐蚀性。
二、填料的种类光固化涂料中的填料种类非常多样。
以下是一些最常用的填料种类:1.陶瓷微珠陶瓷微珠是最常用的填料之一。
它们可以用来增强涂层的硬度和强度。
由于它们的圆形形状,它们还可以用来控制涂层的垂直度和质感。
2.硅石硅石(也被称为二氧化硅)可以用来增加涂层的垂直度和质感。
它还可以用于改善涂层的透明度和光泽度。
3.氧化铁氧化铁可以添加到环氧树脂中来提高其防腐蚀性。
它们可以通过吸收反射的紫外线来改善涂层的抗紫外线性能。
4.钛白粉钛白粉可以通过吸收紫外线并将其转换为热能来提高光固化速率。
它还可以用来增加涂层的白度和降低金属漆涂料的电导率。
5.金属粉末金属粉末可以用来增加涂层的导电性和热导率。
它们还可以用于创建金属漆涂料。
6.橡胶颗粒橡胶颗粒可以增加涂层的柔韧性和缓冲性。
它们还可以用于减小涂层的摩擦系数。
三、填料在涂装中的选择和应用不同的填料可以用于不同的应用。
光固化材料的主要成分
光固化材料的主要成分稿子一:嘿,亲爱的小伙伴们!今天咱们来聊聊光固化材料的主要成分,这可有趣着呢!先来说说光引发剂吧,这可是光固化材料里的“大明星”。
它就像个神奇的开关,一遇到光,就能启动整个固化过程。
没有它,那这材料可就没法乖乖听话发生固化反应啦。
还有单体,这小家伙也很重要哦!它就像是材料里的“小精灵”,能让固化后的材料具有各种各样的性能。
比如说,有的单体能让材料变得更坚硬,有的能让它更有弹性。
然后呢,是低聚物。
它就像是材料的“骨架”,给整个结构提供了支撑和强度。
不同类型的低聚物,会让最终的固化产物有着不同的特性。
再讲讲助剂吧,虽然它们可能不是主角,但也起着不可或缺的作用呢。
比如流平剂,能让材料表面更光滑平整;消泡剂能赶走那些讨厌的小泡泡。
呀,光固化材料的这些主要成分,就像是一个团队里的小伙伴,各自发挥着自己的本领,一起努力,才能让光固化材料变得如此神奇和有用!是不是很有意思呀?稿子二:嗨呀,朋友们!今天咱们来深入了解一下光固化材料的主要成分,准备好了吗?呢,不得不提的是树脂。
这可是光固化材料的“核心成员”。
它决定了材料的基本性质,像硬度、柔韧性、耐腐蚀性等等。
接着说颜料,这就像是给材料化妆一样。
有了它,光固化材料才能有各种各样漂亮的颜色,满足我们不同的需求和喜好。
还有填料,它就像是材料里的“小”,能增加材料的重量、降低成本,还能改善一些性能,比如提高耐磨性。
另外,光稳定剂也不能忽略。
它就像是材料的“小保镖”,保护材料不受紫外线等光线的伤害,延长使用寿命。
说到这里,是不是觉得光固化材料的成分很神奇呀?它们相互配合,才有了我们生活中看到的那些好用又好看的光固化产品。
怎么样,朋友们,是不是对光固化材料的主要成分有了新的认识呢?是不是感觉它们就像一群小伙伴,一起为我们的生活带来便利和美好呀!。
光固化涂料的原材料
光固化涂料的原材料第一节光引发剂光引发剂(photoinitiator, PI)是光固化体系的关键组分,它关系到配方体系在光辐照时,低聚物及活性稀释剂能否迅速交联固化.其基本作用特点为,引发剂分子在紫外光区间(250~420nm)或可见光区(400~800nm)有一定吸光能力,在直接或间接吸收光能后,引发剂分子从基态跃迁到活泼的激发单线态,还可继续经系间窜跃,跃迁至激发三线态,经历单分子或双分子化学作用后,产生能够引发单体聚合的活性碎片,可以是自由基、阳离子、阴离子或离子自由基。
按照所产生的活性碎片不同,光引发剂可分为自由基聚合光引发剂与阳离子聚合光引发剂,其中以自由基聚合光引发剂应用最为广泛,阳离子光引发剂次之。
阴离子光引发剂的研究较少,尚未发现商业应用报道。
除了上述几种,还有光照时产生的碎片中含有酸或碱的化合物,分别称为光产酸剂和光产碱剂,也可用于光固化体系。
在许多实际光固化体系中,活性引发碎片的产生过程涉及光引发剂与其他辅助组分的化学作用,以促进活性碎片的产生,增强引发效率.根据这些辅助组分所起的具体作用,可以称为助引发剂(coinitiators)、增感剂(synergists)或光敏化剂(sensitizers)。
助引发剂是双分子光引发体系重要组分,如果所用的助引发剂在光引发过程中经化学反应途径消耗掉,且它对光引发的促进效果达到工业化要求,在工业界常被称作增感剂。
光敏剂也可与光引发剂作用促进光聚合,但二者之间仅发生能量转移的物理作用,其原理是光敏剂分子在较大波长处吸收光能,跃迁至激发态,通过分子间物理作用,能量从激发态光敏剂分子上转移到引发剂分子上,这样,本来不能吸收长波光能的引发剂分子间接地由基态跃迁到激发态,接着发生单分子或双分子化学过程,产生具有引发聚合活性的碎片。
该过程也叫光敏化,整个过程中,光敏剂没有被消耗掉,仅作为能量载体在体系中反复运转。
本节着重介绍应用较广泛的自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂,同时对光产酸剂和光产碱剂作一简单介绍.一、自由基聚合光引发剂自由基光引发剂按结构特点可大致分为羰基化合物类、染料类、金属有机类、含卤化合物、偶氮化合物及过氧化合物[1]。
UV 光固化涂料配方
体积收缩
引 发 剂1
引发速度, 与灯的匹配 单组分, 双组分, 多组分 1173, 184, 907,DMPA, TPO 等 BP, ITX, CQ/ 胺 氧气 影响 深层 固化 短波 长灯 长波 长灯 清漆 色漆
种类与浓度
引 发 剂2
表面干燥
快速干燥
BP, ITX, CQ
907, TPO, 1173, 184
CN502 Amine modified polyether acrylate 61% SR9003 Propoxylated neopentyl glycol diacrylate 20% CN385 Benzophenone 3% Irgacure 184 Photoinitiator 1% Orgasol 3501EXD NAT1 (ATOCHEM) Matting agent 15%
粘度 25°C: 1800 mPa.s., 厚度: 6 µ, 速度 (1 灯, 120 W/cm): 8 m/mn/L
聚烯烃表面张力低, 不易结合
低收缩: CN707,
CN965, SR9003
低表面张力: SR9003
配方实例 6
耐化学腐蚀金属涂料
CN704 Acrylated polyester adhesion promoter 15% CN132 Low viscosity aliphatic diacrylate oligomer 30% CN104 Bisphenol A epoxy diacrylate oligomer 5% SR256 2-(2-Ethoxyethoxy) ethyl acrylate 18.9% SR454 Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate 16.1% SR9051 Adhesion promoting trifunctional acid ester 7% CN385 Benzophenone 2.5% Irgacure 184 Photoinitiator 5% Tego Rad 2200 (GOLD CHEM) Slip aid 0.5%
光固化 材料
光固化材料光固化材料是一种特殊的材料,它能够在受到光照后发生固化反应,从而形成坚固的结构。
这种材料的固化过程是通过光照引发的化学反应完成的,具有快速、高效、环保等特点,因此在各个领域得到了广泛应用。
光固化材料主要包括光敏树脂、光稳定剂、光引发剂等组成。
光敏树脂是光固化材料的关键组成部分,它在光照下会发生聚合反应,形成连续的网络结构,从而实现固化。
光稳定剂可提高材料的抗氧化性能和耐光老化性能,延长光固化材料的使用寿命。
光引发剂是光固化过程中的触发剂,通过吸收特定波长的光能激发光敏树脂的聚合反应。
在3D打印领域,光固化材料被广泛应用于光固化3D打印技术。
这种技术基于光固化材料的特性,通过逐层固化打印材料,逐渐构建出复杂的三维结构。
相比传统的加工方法,光固化3D打印技术具有更高的精度、更快的速度和更广泛的材料选择范围。
光固化材料在电子产品制造、涂料、胶粘剂、光纤通信等领域也有广泛应用。
在电子产品制造中,光固化材料可以用于封装、固定电子元件,提高产品的稳定性和可靠性。
在涂料和胶粘剂领域,光固化材料具有快速固化的优势,可以提高生产效率。
在光纤通信中,光固化材料可以用于连接、修复、保护光纤,提高通信的稳定性和传输速度。
总之,光固化材料是一种具有广泛应用前景的特殊材料。
它通过光照引发化学反应,实现快速、高效的固化过程。
在各个领域都发挥着重要的作用,推动着相关技术的发展与创新。
随着科学技术的不断进步,相信光固化材料将在更多领域展现出更强大的潜力和应用价值。
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光固化涂料的原材料第一节光引发剂光引发剂(photoinitiator, PI)是光固化体系的关键组分,它关系到配方体系在光辐照时,低聚物及活性稀释剂能否迅速交联固化。
其基本作用特点为,引发剂分子在紫外光区间(250~420nm)或可见光区(400~800nm)有一定吸光能力,在直接或间接吸收光能后,引发剂分子从基态跃迁到活泼的激发单线态,还可继续经系间窜跃,跃迁至激发三线态,经历单分子或双分子化学作用后,产生能够引发单体聚合的活性碎片,可以是自由基、阳离子、阴离子或离子自由基。
按照所产生的活性碎片不同,光引发剂可分为自由基聚合光引发剂与阳离子聚合光引发剂,其中以自由基聚合光引发剂应用最为广泛,阳离子光引发剂次之。
阴离子光引发剂的研究较少,尚未发现商业应用报道。
除了上述几种,还有光照时产生的碎片中含有酸或碱的化合物,分别称为光产酸剂和光产碱剂,也可用于光固化体系。
在许多实际光固化体系中,活性引发碎片的产生过程涉及光引发剂与其他辅助组分的化学作用,以促进活性碎片的产生,增强引发效率。
根据这些辅助组分所起的具体作用,可以称为助引发剂(coinitiators)、增感剂(synergists)或光敏化剂(sensitizers)。
助引发剂是双分子光引发体系重要组分,如果所用的助引发剂在光引发过程中经化学反应途径消耗掉,且它对光引发的促进效果达到工业化要求,在工业界常被称作增感剂。
光敏剂也可与光引发剂作用促进光聚合,但二者之间仅发生能量转移的物理作用,其原理是光敏剂分子在较大波长处吸收光能,跃迁至激发态,通过分子间物理作用,能量从激发态光敏剂分子上转移到引发剂分子上,这样,本来不能吸收长波光能的引发剂分子间接地由基态跃迁到激发态,接着发生单分子或双分子化学过程,产生具有引发聚合活性的碎片。
该过程也叫光敏化,整个过程中,光敏剂没有被消耗掉,仅作为能量载体在体系中反复运转。
本节着重介绍应用较广泛的自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂,同时对光产酸剂和光产碱剂作一简单介绍。
一、自由基聚合光引发剂自由基光引发剂按结构特点可大致分为羰基化合物类、染料类、金属有机类、含卤化合物、偶氮化合物及过氧化合物[1]。
按光引发剂产生活性自由基的作用机理不同,主要分为两大类:裂解型光引发剂,也称Ⅰ型光引发剂;夺氢型光引发剂,又称Ⅱ型光引发剂。
1Ⅰ型光引发剂Ⅰ型光引发剂也就是裂解型光引发剂,是指引发剂分子吸收光能后,跃迁至激发单线态,经系间窜跃到激发三线态,在其激发单线态或三线态,分子结构呈不稳定状态,其中的弱键会发生均裂,产生初级活性自由基,从而对乙烯基类单体进行,引发聚合。
裂解型自由基光引发剂多以芳基烷基酮衍生物为主。
比较有代表性的包括苯偶姻衍生物、苯偶酰缩酮衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氧化物、酯化肟酮化合物、芳基过氧酯化合物、卤代甲基芳酮、有机含硫化合物、苯甲酰甲酸酯等。
(1)苯偶姻(Benzoin)及其衍生物主要包括苯偶姻醚衍生物,常见结构如式(2-1)。
苯偶姻俗名安息香,曾经作为较早商业化的主流光引发剂,在20世纪七八十年代广泛使用,且以苯偶姻异丙醚应用较多[2]。
这类光引发剂在300~400nm 有较强吸收,最大吸收波长一般都在320nm 以上。
苯偶姻醚光反应较快,很少受配方中其他组分的影响,适合于那些猝灭性很强的单体的光引发聚合,例如苯乙烯。
苯偶姻醚类光引发剂存在严重的储存稳定性及黄变问题。
这是阻碍其广泛应用的关键因素。
但由于合成容易,成本低廉,在早期的光固化体系中曾起到重要作用。
(2)苯偶酰衍生物苯偶酰又名二苯基乙二酮,光解虽可产生两分子苯甲酰自由基,但效率太低,溶解性不好。
其最有价值的衍生物是α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮(DMPA,又称α,α-二甲基苯偶酰缩酮DMBK),也就是市场上常见的Irgacure651光引发剂。
DMPA有着与苯偶姻醚相似的吸光性能,吸收紫外光后跃迁到激发态,在激发三线态快速发生α裂解,生成苯甲酰自由基和二甲氧基苄基自由基,后者因为是苄基结构,相对稳定,引发活性较低,但也能继续发生裂解,生成活泼的甲基自由基和苯甲酸甲酯,前者对乙烯基单体有一定加成引发活性,但相对于苯甲酰自由基,其对聚合引发的贡献仍然很小[3],甲基自由基寿命很短,它与乙烯基单体发生双分子加成反应的机会也很小。
DMPA的引发活性已比较令人满意,在350nm 辐照,测得其α裂解量子效率高达0.52,高于苯偶姻醚的裂解量子效率。
但它的黄变性能也比较严重,用在清漆体系中难以接受,但在一些颜料着色光固化体系中,常与光敏剂组合使用。
(3)二烷氧基苯乙酮α,α-二烷氧基苯乙酮可看作苯甲酰甲醛的缩醛衍生物,已经研究报道过的主要包括以下几种结构[式(2-2)]。
其中,α,α-二乙氧基苯乙酮(DEAP)的光引发效率较高,已商品化。
结构中存在与羰基和烷氧基相邻的C-C 弱键,光解效率相对较高。
研究发现,二烷氧基苯乙酮存在Norrish I型和Norrish II型两种不同机理的裂解方式[4]。
因DEAP的光解产物中不存在长寿命的取代苄基自由基结构,故以它引发固化后的涂层基本不出现黄变现象。
DEAP 分子结构中α-C上的H 具有相当的活性,容易在热条件下离去而产生自由基,这可能是影响其储存热稳定性的主要因素。
DEAP的光引发活性在早期研发的几类光引发剂中较高,在均相可聚合体系中(例如丙烯酸酯),DEAP的光引发活性与DMPA相当,但在胶束体系中,DEAP表现出比DMPA更高的光引发活性,这可能与DEAP的液体状态有关[5]。
总体而言,DEAP光引发剂的引发效率不如α-羟烷基苯酮系列光引发剂。
(4)α-羟烷基苯酮α-羟烷基苯酮总体具有很高的光引发活性[5],是目前应用开发最为成功的一类光引发剂。
其主要品种包括以下几种结构[式(2-3]。
结构最为简单的是2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(HMPP),商品名有Darocur1173(Ciba公司),另一个是1-羟基-环己基苯酮(HCPK),商品名Irgacure184。
这两者是国内行业界最常采用的光引发剂,以其卓越的光引发性能、优良的热稳定性能及其他综合平衡性能而受用户欢迎。
(5)α-胺烷基苯酮α-胺烷基苯酮是一类较新开发的高活性光引发剂,一般在其苯环对位有强推电子基团,如甲巯基、吗啉基等,该系列光引发剂中最重要的是2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(MMMP,Irgacure907,λmax为307nm)和2-苯基-2,2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮(BDMB,Irgacure369,λmax为324nm),结构见式[(2-4)],二者均已成功商业化。
与前面几类光引发剂相比,尽管这类光引发剂的光化学动力学参数并不总是对其光引发活性有利,但其在大多数光固化体系中仍具有很高的光引发效率。
最大吸收波长也略有增加或吸光度增加,而且经常与硫杂蒽酮光敏剂配合,吸光能力进一步加强。
由于这两方面特点,α-胺烷基苯酮光引发剂应用于颜料着色体系时,表现出优异的光引发性能[6]。
因此,这两个光引发剂也常被推荐用在附加值较高的光固化油墨配方中。
(6)酰基膦氧化物芳酰基膦氧化物和芳酰基膦酸酯是一类活性较高、综合性能较好的光引发剂[7],最先由BASF 公司研发,具有较长的吸收波长(350~380nm),特别适合用于颜料着色体系、层压复合等透光性较差的体系光固化,而且光解产物吸收波长蓝移,具有光漂白效果,故也可用于较厚涂层的固化(200μm)[8]。
同时也说明这类光引发剂对日光或其他短波可见光敏感,调制配方或储运时都应注意适当避光。
这类光引发剂较具代表性的结构有如下几种[式(2-5)],其中有商品名的已商业化。
2 II光引发剂II光引发剂也就是夺氢型光引发剂,一般以芳香酮结构为主,还包括某些稠环芳烃,它们具有一定吸光性能,而与之匹配的助引发剂,即氢供体,本身在常用长波紫外光范围内无吸收。
夺氢型光引发剂吸收光能,在激发态与助引发剂发生双分子作用,产生活性自由基。
叔胺是常用来和夺氢型光引发剂配对的助引发剂,以二苯甲酮为例,作用过程如式[(2-6)]所示。
二苯甲酮经光激发和系间窜跃至激发三线态,与含α-H 的叔胺作用形成激发态复合物(exciplex),发生电子转移,二苯甲酮得电子形成无引发活性的二苯甲醇自由基(Ketyl radical,羰游离基自由基)和极活泼的胺正离子,羰游离基负离子因为两个苯环的共轭作用而比较稳定,后者因为酸性增强,很快失去质子,变成非常活泼的胺烷基自由基,对乙烯基单体有很强的加成活性,是引发聚合的主要活性种。
二苯甲醇自由基最终去向一般为两个同样的自由基发生歧化生成二苯甲酮与二苯甲醇,或发生双基偶合作用生成四苯基颇哪醇,也有认为羰游基有部分作为聚合终止剂与链自由基结合。
具有代表性的夺氢型光引发剂包括二苯甲酮、硫杂蒽酮及其衍生物、蒽醌、香豆酮及樟脑醌等,后三者也可划入可见光敏感的光引发剂范畴。
芳酮类光引发剂因为较长的激发三线态寿命和有活性氢的化合物发生双分子反应的机会也较大。
尽管直接夺氢效率很低,但树脂配方体系中大量存在酯、醇、醚等结构,可以大量提供活性氢,因此,将芳酮光引发剂直接加到丙烯酸树脂等体系中,UV光照,体系也可能缓慢发生光聚合。
芳酮经光化学作用产生活性自由基的过程实际上就是芳酮被光还原的过程,芳酮可以和活性叔胺、硫醇、酮、醚等发生还原,都可产生活性自由基,但叔胺与芳酮的光致电子转移反应速率高达109mol-1·s-1数量级,比硫醇与芳酮之间的夺氢反应高1~2个数量级,脂肪酮、醚与芳酮之间的直接夺氢反应速率最低,几乎没有工业应用价值。
芳酮/硫醇引发体系主要适合于多烯烃单体。
芳酮/活性叔胺组合是夺氢型光引发剂的主要应用模式。
(1)二苯甲酮/叔胺光引发体系二苯甲酮(简称BP)合成简便,是一种成本较低的光引发剂,但光引发活性一般不如HMPP,HCPK等常用的裂解型光引发剂,用作光引发剂时,固化速率相对较慢。
而且容易导致固化涂层泛黄,大量使用叔胺助引发剂会使其黄变加重。
BP有很多取代衍生物都是有效的光引发剂,其中最为重要的衍生物是米蚩酮(Michler’s Ketone,,简称MK),是BP的4,4’-双(二烷基氨基)取代物,常见有以下结构[式(2-7)]米蚩酮相对于BP,吸光波长红移数十纳米,对365nm 发射线有较强吸收[9]。
因为本身含有叔胺结构,故米蚩酮单独也可做光引发剂,只是效率没有发挥充分。
如将MK与BP配合使用,用于丙烯酸酯的光聚合,发现引发活性远远高于MK/叔胺体系和BP/叔胺体系,聚合速率是后两者的10倍左右[10]。
(2)硫杂蒽酮/叔胺光引发体系硫杂蒽酮同样作为夺氢型光引发剂,其最大吸收波长可达380~420nm,相应的消光系数也较高,约为102数量级,可充分利用光源365nm 和405nm发射线[11],这比二苯甲酮有效得多。