光功能高分子光固化涂料
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光功能高分子
光固化涂料
化工 CT
光固化原理 组成与特点 性能与应用 发展与展望
光固化原理
➢ 单体或聚合物吸收紫外 光、可见光、电子束或 激光后，可能从基态S0 跃迁至激发态S1。激发 态具有较高的能量，不
稳定，可能通过光化学
反应或物理变化这两类
转化方式耗散激发能， 而后恢复成基态。
光吸收和耗散图
➢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，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基CH2=CH-O-或环 氧基的单体。
组成与特点
光பைடு நூலகம்发剂
➢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。
组成与特点
特点
相对缺点
➢节省能源，能量利用率高； ➢无溶剂排放，安全无污染； ➢固化速度快，生产效率高； ➢可涂装对热敏感的基材；
➢对灰尘敏感（施工环境要 求严格）；
➢不规则物体不易操作；
➢价格稍贵；
➢涂膜质量高、涂层性能优异；
性能与应用
光固化涂料性能检测
➢外观 光固化涂料外观一般呈无色或微黄色透明液，大 多有较强的丙烯酸酯气味，固化后该气味应基本 消失。
各类添加剂
➢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 它们对完善涂料的各种性能起着重要作用。
➢如为了提高涂料的贮存稳定性加入阻聚剂；用以 消除涂料在制备和使用过程中产生的气泡加入消 泡剂；用来改善涂料流平性、减少涂膜缩孔加入 流平剂；为使涂料着色加入颜料。
➢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。 ➢按吸收辐射分类：紫外光引发剂（250~420nm）、可见光
引发剂 （400~700nm） ➢按产生的活性中间体分类：阳离子型光引发剂、自由基型
光引发剂（裂解型、夺氢型）
组成与特点
阳离子光固化
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
组成与特点
低聚物
➢低聚物是光固化涂料的主体（质量配比为30%-60%）。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。
光固化原理
➢ 传统的涂料固化通常是通过加热即物理 干燥的方法除去高分子溶液中的溶剂， 得到硬化的漆膜。
➢ UV固化则是利用紫外光的能量引发涂料 中的低分子预聚体或齐聚体及作为活性 稀释剂的单体分子之间的聚合及交联反 应，得到硬化漆膜，实质上是通过形成 化学键实现化学干燥 。
光固化原理
组成与特点
性能与应用
光固化粉末涂料
性能与应用
应用
➢UV固化涂料由于其优良的性能，符合当前人们环 保意识不断增强的需求，具有巨大的发展潜力。 在国外，UV固化涂料已广泛应用于建筑涂料、体 育用品、电子通讯、包装材料和汽车等不同领域。
性能与应用
应用
发展与展望
➢随着光固化技术的不断发展和进步，光固化涂料得到 了得到迅速发展，所使用的基材已由木材扩展至纸张、 塑料、金属、石材、水泥制品、织物、皮革、玻璃等。 光固化涂料可适用于各类工业涂料和汽车涂料，以及 织物、印染涂料。外观也分为高光型，亚光型，磨砂 型，纹理型等。
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 对水汽，碱类物质不敏感
致阻聚
光固化时体积收缩小，有 光固化时体积收缩大
利于对基材的附着
光固化速度较慢，升温有 光固化速度快，温度影响
利
小
光照停止后仍能继续引发 光照停止光固化马上停止， 聚合交联，进行后固化， 没有后固化现象 寿命长
组成与特点
➢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，如环氧树脂，乙烯基醚树脂。
组成与特点
活性稀释剂
➢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。
➢黏度 黏度高会造成使用上的困难，黏度低容易造成流 挂。
性能与应用
光固化涂料性能检测
➢细度 细度可通过测量涂膜的光泽来判断。颜料分散好， 涂膜表面的粗糙度低，光的漫反射低，光泽高。 反之，涂膜表面粗糙，光的漫反射高，光泽低。
➢贮存稳定性 光固化涂料的贮存稳定性主要是指暗固化性能， 主要由光引发剂的性质决定。
➢UV固化涂料的发展又面临着一个绝好的机遇，为配合 实施可持续发展战略，我国制定了环保政策，并加大 了执法力度，人们的环保意识日益增强，越来越多的 人会选择环保产品。
谢谢！
性能与应用
光固化水性涂料
➢光固化水性涂料结合了水性涂料和光固化涂料的 优点，也是今后光固化涂料主要发展方向之一。 光固化水性涂料的优点是可以使用相对分子质量 很高的齐聚体以提高对某些基材的黏附力，并提 高固化膜的其他物理性能，体系的黏度可用水来 调节，可以得到极薄的涂层，且设备易于清洗， 可用于三维物体的表面固化，减少了灰尘的吸附， 并能在固化前对涂层的缺陷进行修补。缺点是光 固化前必须脱水烘干，体系光泽度低，耐溶剂性 差，耐擦伤性差。
性能与应用
光固化粉末涂料
➢光固化粉末涂料是一项将传统粉末涂料和光固化 技术相结合的新技术。光固化粉末涂料的最大特 征是工艺上分为两个明显的阶段，涂层在熔融流 平阶段不会发生树脂的早期固化，从而为涂层充 分流平和驱除气泡操作提供了充裕的时间，这样 就从根本上克服了热固化粉末涂料的顽疾，也消 除了光固化液态涂料的不足。
光固化涂料
化工 CT
光固化原理 组成与特点 性能与应用 发展与展望
光固化原理
➢ 单体或聚合物吸收紫外 光、可见光、电子束或 激光后，可能从基态S0 跃迁至激发态S1。激发 态具有较高的能量，不
稳定，可能通过光化学
反应或物理变化这两类
转化方式耗散激发能， 而后恢复成基态。
光吸收和耗散图
➢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，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基CH2=CH-O-或环 氧基的单体。
组成与特点
光பைடு நூலகம்发剂
➢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。
组成与特点
特点
相对缺点
➢节省能源，能量利用率高； ➢无溶剂排放，安全无污染； ➢固化速度快，生产效率高； ➢可涂装对热敏感的基材；
➢对灰尘敏感（施工环境要 求严格）；
➢不规则物体不易操作；
➢价格稍贵；
➢涂膜质量高、涂层性能优异；
性能与应用
光固化涂料性能检测
➢外观 光固化涂料外观一般呈无色或微黄色透明液，大 多有较强的丙烯酸酯气味，固化后该气味应基本 消失。
各类添加剂
➢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 它们对完善涂料的各种性能起着重要作用。
➢如为了提高涂料的贮存稳定性加入阻聚剂；用以 消除涂料在制备和使用过程中产生的气泡加入消 泡剂；用来改善涂料流平性、减少涂膜缩孔加入 流平剂；为使涂料着色加入颜料。
➢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。 ➢按吸收辐射分类：紫外光引发剂（250~420nm）、可见光
引发剂 （400~700nm） ➢按产生的活性中间体分类：阳离子型光引发剂、自由基型
光引发剂（裂解型、夺氢型）
组成与特点
阳离子光固化
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
组成与特点
低聚物
➢低聚物是光固化涂料的主体（质量配比为30%-60%）。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。
光固化原理
➢ 传统的涂料固化通常是通过加热即物理 干燥的方法除去高分子溶液中的溶剂， 得到硬化的漆膜。
➢ UV固化则是利用紫外光的能量引发涂料 中的低分子预聚体或齐聚体及作为活性 稀释剂的单体分子之间的聚合及交联反 应，得到硬化漆膜，实质上是通过形成 化学键实现化学干燥 。
光固化原理
组成与特点
性能与应用
光固化粉末涂料
性能与应用
应用
➢UV固化涂料由于其优良的性能，符合当前人们环 保意识不断增强的需求，具有巨大的发展潜力。 在国外，UV固化涂料已广泛应用于建筑涂料、体 育用品、电子通讯、包装材料和汽车等不同领域。
性能与应用
应用
发展与展望
➢随着光固化技术的不断发展和进步，光固化涂料得到 了得到迅速发展，所使用的基材已由木材扩展至纸张、 塑料、金属、石材、水泥制品、织物、皮革、玻璃等。 光固化涂料可适用于各类工业涂料和汽车涂料，以及 织物、印染涂料。外观也分为高光型，亚光型，磨砂 型，纹理型等。
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 对水汽，碱类物质不敏感
致阻聚
光固化时体积收缩小，有 光固化时体积收缩大
利于对基材的附着
光固化速度较慢，升温有 光固化速度快，温度影响
利
小
光照停止后仍能继续引发 光照停止光固化马上停止， 聚合交联，进行后固化， 没有后固化现象 寿命长
组成与特点
➢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，如环氧树脂，乙烯基醚树脂。
组成与特点
活性稀释剂
➢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。
➢黏度 黏度高会造成使用上的困难，黏度低容易造成流 挂。
性能与应用
光固化涂料性能检测
➢细度 细度可通过测量涂膜的光泽来判断。颜料分散好， 涂膜表面的粗糙度低，光的漫反射低，光泽高。 反之，涂膜表面粗糙，光的漫反射高，光泽低。
➢贮存稳定性 光固化涂料的贮存稳定性主要是指暗固化性能， 主要由光引发剂的性质决定。
➢UV固化涂料的发展又面临着一个绝好的机遇，为配合 实施可持续发展战略，我国制定了环保政策，并加大 了执法力度，人们的环保意识日益增强，越来越多的 人会选择环保产品。
谢谢！
性能与应用
光固化水性涂料
➢光固化水性涂料结合了水性涂料和光固化涂料的 优点，也是今后光固化涂料主要发展方向之一。 光固化水性涂料的优点是可以使用相对分子质量 很高的齐聚体以提高对某些基材的黏附力，并提 高固化膜的其他物理性能，体系的黏度可用水来 调节，可以得到极薄的涂层，且设备易于清洗， 可用于三维物体的表面固化，减少了灰尘的吸附， 并能在固化前对涂层的缺陷进行修补。缺点是光 固化前必须脱水烘干，体系光泽度低，耐溶剂性 差，耐擦伤性差。
性能与应用
光固化粉末涂料
➢光固化粉末涂料是一项将传统粉末涂料和光固化 技术相结合的新技术。光固化粉末涂料的最大特 征是工艺上分为两个明显的阶段，涂层在熔融流 平阶段不会发生树脂的早期固化，从而为涂层充 分流平和驱除气泡操作提供了充裕的时间，这样 就从根本上克服了热固化粉末涂料的顽疾，也消 除了光固化液态涂料的不足。