光固化涂料

光固化涂料

产品简介：

光固化涂料（UVCC）又称紫外光（UV）固化涂料，是辐射固化涂料的一种，主要指在光照射下可以迅速交联固化成膜的一类新型涂料，因其高效涂装和环境友好等特征，已在涂料行业得到广泛应用。与溶剂型涂料相比，光固化涂料具有固化速度快、物挥发性溶剂、节约能源、费用低、可自动化生产等特点。自从20世纪60年代德国Bayer公司开发了第一代紫外光固化涂料以来，光固化涂料技术上不断成熟，原材料、品种、性能不断发展。早期的光固化涂料主要应用于木器涂装，而现在所适用的基材已扩展至纸张、塑料、金属、石材、水泥、织物、皮革等；涂料的外观也由最初的高光型，发展出亚光型、磨砂型、金属闪光型、珠光型、烫金型、纹理型等；适宜涂装方式包括淋涂、辊涂、喷涂、浸涂、丝印、胶印、柔印、凹印等。

原理：

UV涂料即紫外光固化涂料，紫外光固化涂料经紫外光照射后,首先光引发剂吸收紫外光辐射能量而被激活,其分子外层电子发生跳跃,在极短的时间内生成活性中心,然后活性中心

与树脂中的不饱和基团作用,引发光固化树脂和活性稀释剂分子中的双键断开,发生连续聚

合反应,从而相互交联成膜。化学动力学研究表明,紫外光促使UV涂料固化的机理属于自由基连锁聚合。首先是光引发阶段;其次是链增长反应阶段,这一阶段随着链增长的进行,体系会出现交联,固化成膜;最后链自由基会通过偶合或歧化而完成链终止。

特性：

(一) 光固化涂料的优点

1) 节约能源，不需要烘烤，固化成膜所消耗的紫外光或电子束仅在瞬

间，所以生产过程中只消耗极少的电力。

2) 无溶剂或溶剂用量很低。

3) 固化速率快，一般是零点几秒到十秒，大大缩短操作工时；适于高

速生产线，生产速率快。

4) 漆膜性能好，丰满度及光泽尤其突出，具有良好的抗摩擦、抗溶剂、

抗污染性能。

5) 对热敏感的材料具有较好的施工性能。

(二) 光固化涂料的缺点

1) 电子束固化设备投资大。

2) 对几何形状复杂的构件固化困难。

3) 加油颜料的色漆应用紫外光固化工艺尚有一定的困难。

应用：

1)纸张上光涂料

纸张上光涂料是一种罩光漆，一般称为光固化上光油，适用于书刊封面、广告宣传画、商品外包装纸盒、装饰纸袋等的涂布装饰，赋予制品高光泽、耐磨性、抗水性，增强制品美感。

2)木器涂料

UVCC最初就用于木器的涂装，而今木器UVCC是光固化产品中产量较大的一类。按使用场合与质量要求，木器UVCC可分为拼木地板涂料和装饰板材涂料，还可分为清漆与色漆。就施工而言，其包括UV腻子漆、UV底漆和UV面漆。木器家具用UVCC要求高光泽、耐磨、耐划、高硬度、多色彩；木质地板用UVCC则要求亚光、耐磨、耐划、抗冲击、抗腐蚀。

3)塑料涂料

一般包括普通塑料涂料和工程塑料涂料。可以赋予普通塑料如聚苯乙烯制品、有机玻璃、聚酯薄膜制品等耐摩擦、不易划伤的性能；赋予酚醛制品、ABS制品等工程塑料高硬、高光泽、美观等性能；对于塑料地板，UVCC可赋予其不易划伤、耐磨、低光泽、美观等性能。

4)金属涂料

广泛用于金属标牌装饰、易拉罐加工、金属饰板制造、铝合金门窗保护及钢管临时涂装保护等方面。对制品主要起到一种保护作用，另外使其更加高雅美观。

5)光纤涂料

关于光纤UV涂料的研究，国外20世纪70年代就已开始，国内湖北化学研究所和西安交大在这方面作过专门研究。光纤UV涂料的主要功能在于保护石英玻璃拉制成纤维的强度和防止环境污染，并赋予各条光纤不同的颜色以示区别。

6)其它涂料

根据被涂材料的不同，UVCC还可用于玻璃、皮革、陶瓷、硅酸盐石材、光盘等的涂装。UVCC的应用范围是很广阔的，人们还在不断研究开拓新的应用领域。

7)皮革UVCC

UVCC最初被用于木材涂装，随着技术的不断发展和日益完善，它的应用范围也愈加广泛。将UVCC应用于皮革涂饰的研究，国外开始于20世纪70年代，但是在国内，这方面的研究目前还比较少见。相对于传统的皮革涂饰剂。UVCC应用于皮革涂饰的优点在于：²固化速度大幅度提高，干燥时间甚至不到1MIN，湿膜粘附灰尘导致光泽度降低的可能性大大减小；

²溶剂挥发量大大减小；

²固化温度低；

²涂膜光泽度及美观程度优异；

²避免了皮革涂饰剂中甲醛等交联剂的使用，起到环保作用，符合生态皮革的发展方向；

²可用于真皮涂饰，也可用于人造革及合成革的涂饰，设备要求简单。

成分：

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. 齐聚物

低聚物是光固化体系中比例最大的组分之一，它构成了固化产品的基本骨架，并决定了固化后产品的基本性能。

目前市场份额最大的是自由基聚合机理的光固化产品，可供选择的低聚物也比较丰富。环氧丙烯酸酯是目前国内光固化行业消耗量最大的一类低聚物，各类环氧丙烯酸酯具有优异的综合性能，但也有其缺点。还有一些功能特殊、应用规模不大的低聚物，如多烯烃低聚物、丙烯酸酯化氨基树脂、纤维素丙烯酸酯、氟碳树脂及有机磷腈树脂等。另外，不含光引发剂的电荷转移光固化体系主要是由富电子和缺电子树脂配合，是比较新颖的类型。

2. 活性稀释剂（单体）

在光固化体系中，光活性单体（活性稀释剂）不但起到调节体系黏度的作用，而且通常都能参加固化成膜反应，很少挥发到空气中，赋予了体系环保特性。按分子中含有的反应性基团，活性稀释剂分为单官能度、多官能度活性稀释剂。Young研究了官能度对其聚合速率的影响，结果表明：官能度越大，固化速度越快，交联程度越高。

目前应用最广泛的活性稀释剂是（甲基）丙烯酸酯类，其已经发展为第三代活性稀释剂，具有高反应活性、低收缩率等优点。

3. 光引发剂

光引发剂是光固化体系的关键组成部分，它关系到配方体系在光照时低聚物及单体能否迅速由液态转变成固态。按照引发机理不同，光引发剂可分为自由基聚合光引发剂与阳离子光引发剂，其中以自由基聚合光引发剂应用最为广泛。

目前光固化涂料领域使用较多的为小分子紫外自由基光聚合引发剂，它与聚合物相容性较差，残留在产物中的未反应的光引发剂及光解碎片容易迁移和挥发，使产物老化黄变，并具有不愉快的气味和毒性，这制约了光固化体系在食品和药物包装等方面的进一步应用。为了解决这个问题，研究人员提出了多种解决途径。

分类：

1) 按照应用的基材，光固化涂料可分为光固化竹木地板涂料、光固化塑料涂料、光固化纸晶涂料、光固化金属涂料、光固化纤维涂料、光固化皮革涂料、光固化陶瓷、石材涂料等；

2) 按照用途，则有光固化阻燃涂料、光固化离型涂料、光固化防静电涂料、光/暗双固化保形涂料等。

施工工艺：

施工要求：以UV固化罩光清漆为例