導語
UV是一種在紫外線(ultraviolet,簡稱 UV)的照射下能夠在幾秒鐘內迅速固化成膜的涂料。UV涂料是通過機器設備自動輥涂、噴涂到家具板面上,在紫外光的照射下促使引發劑分解,產生自由基,引發樹脂反應,瞬間固化成膜,不含溶劑的揮發,因此更加高效、綠色、環保。
水性化大趨勢下,水性UV涂料以其環境友好及施工友好性,也成功應用于在木器、塑膠、印刷、日化等多領域,原料扮演著重要的角色,水性涂料的性能、特點及應用解決方案的不斷推陳出新,推動著樹脂水性化的進程涂料在線coatingol.com。
主要的改進體系
1 環氧丙烯酸酯/聚氨酯丙烯酸酯復合體系
光敏低聚物是UV固化樹脂的主體部分,決定固化樹脂的基本性能。各類基體樹脂都有其不可代替的優點,但也難免會有缺陷。如環氧樹脂基固化膜硬度高、粘接性好、光澤度高及耐化學品性優異,但其存在柔韌性不好的缺點。再如聚氨酯基樹脂具有耐磨性、抗劃擦性等優良性能,但其耐候性不足。研究者們利用共混或者雜化的方法將二者相結合,從而彌補單一樹脂的不足,開發出兼有兩者優良特性的體系。
2 樹枝狀或超支化體系
水性UV固化樹枝或超支化低聚物是一類新型聚合物,具有球形或者樹枝狀結構,分子鏈間不纏結。并且,高度支化的聚合物結構含有大量的活性端基,通過對這些活性端基進行改性以調整聚合物性能使其應用于特定的領域。與相同分子量的線型聚合物相比,超支化低聚物具有低熔點、低黏度、易溶解及高反應性等優異性能,是作為水性光固化基體樹脂的理想材料。由多羥基功能性脂肪族聚酯為核心所組成的水性超支化聚酯,由于其具有良好的水溶性、低黏度,故可以減少稀釋用水,顯示了良好的降黏效果。
3 環氧豆油丙烯酸酯
環氧豆油成本較低、環保,并且其分子鏈較長,交聯密度適中,可以明顯改善涂層的柔韌性和附著力,近年來已成為國內外在涂料領域的一研究熱點。國內對環氧豆油丙烯酸酯及改性環氧豆油丙烯酸酯UV自由基固化涂料已經取得不俗成果。美國的CUB公司已經進行了商業化生產,如Ebercy860。環氧豆油丙烯酸酯的合成方法一般為半酯改性法,是將環氧豆油同丙烯酸進行酯化反應。
水性UV樹脂涂料展望
水性UV樹脂涂料可以在光引發劑和紫外光的作用下迅速進行交聯固化。水性樹脂最大的優點是黏度可控,清潔、環保、節能、高效,并且可以根據實際需求來設計預聚物的化學結構。但是此體系還存在著不足,如涂料水分散體系的長期穩定性有待提高,固化膜的吸水性有待改進等。有學者指出,未來水性光固化技術將朝著以下幾個方面發展。
(1)制備新型的低聚物:包括低黏度、高活性、高固含、多功能以及超支化等。
(2)開發新型的活性稀釋劑:包括新型的丙烯酸酯活性稀釋劑,具有高轉化率、高反應活性及低體積收縮率。
(3)研究新型固化體系:為克服有時因紫外光穿透能力有限產生的固化不完全的缺陷,采用雙重固化體系,如自由基光固化/陽離子光固化、自由基光固化、熱固化、自由基光固化/厭氧固化、自由基光固化/濕固化、自由基光固化/氧化還原固化等,使得兩者的協同作用充分發揮,促進水性光固化材料的應用領域進一步發展。