紫外光固化树脂的研究进展.
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
阳离子引发剂主要有碘锚盐和硫鲶盐等,易受空气的湿气影响而失活,并且价格较贵,因此使用受限。但是阳离子引发剂具有引发效率高,不受氧气阻聚等优点,因此仍是很有前景的光引发剂。各种自由基和离子型光引发剂的性能有别,在选用时可根据具体情况选用一种或多种混合使用来达到最佳效果。
为适应新的绿色环保要求,目前光引发剂不断地进行改进,除了大分子引发剂的出现,水溶性光引发剂和可见光引发剂也是现在研究的一个趋势。新型光引发剂的产生为固化产品的生产开辟了新的领域I,J。
紫外光固化树脂的研究进展
崔淑芹,李朝霞,贺留洋,刘亚飞
(北京林氏精化新材料有限公司,北京,102615
The progress of ultraviolet curing resin
Shu-qin CUI,Zhao-xia LI,Liu・yang HE,Ya-fei
LIU
fBeijing Linshi Fine Chemical&New MatcriaJ Company Ltd.,Beijing,1026l 5,China
0.前言
光固化是指在适当的波长和强度的光照射下,光引发剂迅速分解成自由基(或离子,进而引发不饱和有机化合物发生聚合反应,从而生成交联结构的大分子。光固化树脂受光线照射后,能够在较短的时间内发生交联固化。紫外光固化技术是紫外光引发化学反应的结果,具有许多独特的优势Il】:固化时间短,速度快,可在数十秒内固化;无溶剂或含有少量溶剂,挥发物少,大气污染小;固化温度低,室温即可完成固化;能有效改善涂膜性能等。光固化树脂被广泛应用于油墨、涂料、粘合剂等领域12-3]。光固化树脂在近20多年来得到较快的发展。
1.光固化树脂的组成
紫外光固化系统包括引发剂、功能化低聚物(齐聚物或预聚物、活性稀释剂(功能性单体和其他添加剂等。一般情况下,光引发剂的比例1%-10%(w,齐聚体20*/0-50%(w,稀释剂5%-60%(w,添加剂1%.10%(w【41,其比例根据制成的物质不同而有所变化。
1.1光引发剂
紫外光固化引发剂(photoinitiator,PI是实现固化的决定性因素,能吸收光波长为250~ 420nm的紫外光,吸收光能后发生化学分解产生自南基或者活性离子,自由基或活性离子撞击光活性单体及低聚物中的不饱和键,并导致其断裂,相互反应形成增长链,最后聚合交联形成光固化产品I,‘6J。
】968年,德国Bayer公司率先应用光固化技术制备了紫外光(UV固化涂料。主要由不饱和聚脂树脂、苯乙烯及光敏引发剂等组成,性能具有较大局限性,几乎只应用于木工制品方面。随着科技的发展和人们对环境越来越重视,光固化技术得到了长足的发展。用量以每年10%旷20%的速度增长,仅紫外光固化油墨在发达国家就占整个油墨行业的20%。光固化材料被誉为环境友好的绿色材料,近十年来发展迅速。自紫外光固化树脂在我国实现商品化生产以来,年增长率一直保持在20%左右,这说明了我国雄厚的市场基础和紫外光固化树脂的巨大市场潜力。2009年我国紫外光固化树腊生产总量约为6.72万吨,2010年达到8.2万吨,至2013年,产量超过14万吨。紫外固化树脂具有良好的发展和应用前景。
摘要:介绍了近年来紫外光固化树脂的研究进展。论述了紫外光固化树脂的组成,综述了光引发剂、齐聚体、活性稀释剂和助剂的研究进展,简述了紫外光固化树脂在化工领域的应用情况,并对其潜在前景进行了展望。
关键词:紫外光固化,环氧丙烯酸酯,聚氨酯丙烯酸酯,光引发剂,活性稀释剂,齐聚物Abstract:In this paper,the composition of ultraviolet curing resin is presented.The progress of Photoinitiator,active diluent,oligomer and additives is reviewed.The application of ultraviolet curing resin in chemical industry is presented briefly and the potential・application is prospected. Key words:ultraviolet curing,Epoxy—acrylic resin,polyurethane acrylate,Photoinitiator,active diluent,oligomer
1.2齐聚体
齐聚体也叫预聚物,是带双键的不饱和树脂,具有光固化性,它在UV胶中所占比例最大,作为骨架决定材料的关键性能,在UV胶中使用的齐聚物主要有聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、不饱和聚酯等,其中环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯由于品种多、原料丰富、反应活性高、价格适中,因此用量很大110-11】。目前丙烯酸酯类是光固化领域最常使用的齐聚体,约占整个市场的82%。
根据引发机理不同,UV固化引发剂可分为自由基型和阳离子型。自由基聚合光引发剂是应用较多的一种光引发剂,包括羰基化合物、偶氮化合物、过氧化合物、金属有机化合物等。自由基引发剂在光固化的过程中存在易挥发、易迁移、低引发效率、高黏度、易发黄和气味大等缺点171,从而难以满足工业化生产过程中的快速而又环保的发展需求。为了解决一卜述问题,人们设计出了大分子光引发剂。改良型大分子光引发剂是在小分子光引发剂基础上,采用新基团代替原有的某些基团(或引入不饱和功能团,或在侧基上进行化学改性制备而成的,光照条件下可产生自由基(或离子;这些自由基或离子再进一步引发单体聚合。大分子光引发剂具有高活性、低挥发性及低迁移性等优异性能。因此,新型大分子光引发剂日益受到人们的青睐嘲。目前已经商业化的大分子引发剂有意大利宁柏迪以KIPl50为主的KIP系列和KT系列。Yin等19]通过硫杂葸酮和不同胺基引发剂的逐步加成反应,合成大分子胺类引发剂,并研究了其对不同单体的光固化效率,发现PTXB引发三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA效果突出,这与大分子中胺的结构有关,分子中包含的胺类会在固源自文库完成后进入聚合物中,减弱了迁移性,降低毒性和黄变,因此是高效的大分子光引发剂。大分子光引发剂也存在一定的缺点,由于其活性成分被非活性成分“稀释”,往往需要较大的质量分数才能达到和小分子光引发剂同样的固化效果。
为适应新的绿色环保要求,目前光引发剂不断地进行改进,除了大分子引发剂的出现,水溶性光引发剂和可见光引发剂也是现在研究的一个趋势。新型光引发剂的产生为固化产品的生产开辟了新的领域I,J。
紫外光固化树脂的研究进展
崔淑芹,李朝霞,贺留洋,刘亚飞
(北京林氏精化新材料有限公司,北京,102615
The progress of ultraviolet curing resin
Shu-qin CUI,Zhao-xia LI,Liu・yang HE,Ya-fei
LIU
fBeijing Linshi Fine Chemical&New MatcriaJ Company Ltd.,Beijing,1026l 5,China
0.前言
光固化是指在适当的波长和强度的光照射下,光引发剂迅速分解成自由基(或离子,进而引发不饱和有机化合物发生聚合反应,从而生成交联结构的大分子。光固化树脂受光线照射后,能够在较短的时间内发生交联固化。紫外光固化技术是紫外光引发化学反应的结果,具有许多独特的优势Il】:固化时间短,速度快,可在数十秒内固化;无溶剂或含有少量溶剂,挥发物少,大气污染小;固化温度低,室温即可完成固化;能有效改善涂膜性能等。光固化树脂被广泛应用于油墨、涂料、粘合剂等领域12-3]。光固化树脂在近20多年来得到较快的发展。
1.光固化树脂的组成
紫外光固化系统包括引发剂、功能化低聚物(齐聚物或预聚物、活性稀释剂(功能性单体和其他添加剂等。一般情况下,光引发剂的比例1%-10%(w,齐聚体20*/0-50%(w,稀释剂5%-60%(w,添加剂1%.10%(w【41,其比例根据制成的物质不同而有所变化。
1.1光引发剂
紫外光固化引发剂(photoinitiator,PI是实现固化的决定性因素,能吸收光波长为250~ 420nm的紫外光,吸收光能后发生化学分解产生自南基或者活性离子,自由基或活性离子撞击光活性单体及低聚物中的不饱和键,并导致其断裂,相互反应形成增长链,最后聚合交联形成光固化产品I,‘6J。
】968年,德国Bayer公司率先应用光固化技术制备了紫外光(UV固化涂料。主要由不饱和聚脂树脂、苯乙烯及光敏引发剂等组成,性能具有较大局限性,几乎只应用于木工制品方面。随着科技的发展和人们对环境越来越重视,光固化技术得到了长足的发展。用量以每年10%旷20%的速度增长,仅紫外光固化油墨在发达国家就占整个油墨行业的20%。光固化材料被誉为环境友好的绿色材料,近十年来发展迅速。自紫外光固化树脂在我国实现商品化生产以来,年增长率一直保持在20%左右,这说明了我国雄厚的市场基础和紫外光固化树脂的巨大市场潜力。2009年我国紫外光固化树腊生产总量约为6.72万吨,2010年达到8.2万吨,至2013年,产量超过14万吨。紫外固化树脂具有良好的发展和应用前景。
摘要:介绍了近年来紫外光固化树脂的研究进展。论述了紫外光固化树脂的组成,综述了光引发剂、齐聚体、活性稀释剂和助剂的研究进展,简述了紫外光固化树脂在化工领域的应用情况,并对其潜在前景进行了展望。
关键词:紫外光固化,环氧丙烯酸酯,聚氨酯丙烯酸酯,光引发剂,活性稀释剂,齐聚物Abstract:In this paper,the composition of ultraviolet curing resin is presented.The progress of Photoinitiator,active diluent,oligomer and additives is reviewed.The application of ultraviolet curing resin in chemical industry is presented briefly and the potential・application is prospected. Key words:ultraviolet curing,Epoxy—acrylic resin,polyurethane acrylate,Photoinitiator,active diluent,oligomer
1.2齐聚体
齐聚体也叫预聚物,是带双键的不饱和树脂,具有光固化性,它在UV胶中所占比例最大,作为骨架决定材料的关键性能,在UV胶中使用的齐聚物主要有聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、不饱和聚酯等,其中环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯由于品种多、原料丰富、反应活性高、价格适中,因此用量很大110-11】。目前丙烯酸酯类是光固化领域最常使用的齐聚体,约占整个市场的82%。
根据引发机理不同,UV固化引发剂可分为自由基型和阳离子型。自由基聚合光引发剂是应用较多的一种光引发剂,包括羰基化合物、偶氮化合物、过氧化合物、金属有机化合物等。自由基引发剂在光固化的过程中存在易挥发、易迁移、低引发效率、高黏度、易发黄和气味大等缺点171,从而难以满足工业化生产过程中的快速而又环保的发展需求。为了解决一卜述问题,人们设计出了大分子光引发剂。改良型大分子光引发剂是在小分子光引发剂基础上,采用新基团代替原有的某些基团(或引入不饱和功能团,或在侧基上进行化学改性制备而成的,光照条件下可产生自由基(或离子;这些自由基或离子再进一步引发单体聚合。大分子光引发剂具有高活性、低挥发性及低迁移性等优异性能。因此,新型大分子光引发剂日益受到人们的青睐嘲。目前已经商业化的大分子引发剂有意大利宁柏迪以KIPl50为主的KIP系列和KT系列。Yin等19]通过硫杂葸酮和不同胺基引发剂的逐步加成反应,合成大分子胺类引发剂,并研究了其对不同单体的光固化效率,发现PTXB引发三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA效果突出,这与大分子中胺的结构有关,分子中包含的胺类会在固源自文库完成后进入聚合物中,减弱了迁移性,降低毒性和黄变,因此是高效的大分子光引发剂。大分子光引发剂也存在一定的缺点,由于其活性成分被非活性成分“稀释”,往往需要较大的质量分数才能达到和小分子光引发剂同样的固化效果。