紫外光固化漆料 | UV樹(shù)脂綜述
最流行的UV涂料采用丙烯酸酯化的反應(yīng)物，使用丙烯酸酯而不是甲基丙烯酸酯類，因?yàn)?/span>
丙烯酸酯在室溫固化更為迅速
它們也是較少受到氧阻聚
再者，丙烯酸酯類的聚合往往通過(guò) 組合作用 進(jìn)行終止，而甲基丙烯酸類主要因歧化而終止。當(dāng)增長(zhǎng)的自由基因組合而終止時(shí)，則有助于交聯(lián)程度以及較高的分子量。
一般來(lái)說(shuō)，此漆料由兩種類型丙烯酸酯類所組成：
多功能度丙烯酸酯端的低聚物
丙烯酸酯單體
此單體包括從單功能度到六功能度，最普通的是單功能度、雙功能度和三功能度丙烯酸酯的混合物。這些單體也被稱為活性稀釋劑。多功能度低聚物貢獻(xiàn)高速率交聯(lián)，這是由于其多功能度關(guān)系，且大半是因?yàn)檫@種主鏈結(jié)構(gòu)對(duì)諸如耐磨性、撓性和附著力之類性能的影響之故而控制著最終涂料的性能。它們的粘度太高，因此需要單體來(lái)降低粘度以便施工。
多功能度丙烯酸酯單體也因其多功能度關(guān)系能獲得迅速交聯(lián)，但它們具有比低聚物要低的粘度。通過(guò)單功能度丙烯酸酯可進(jìn)一步降低粘度。然而交聯(lián)速率也就降低。
雙鍵轉(zhuǎn)化程度也受到組分的選擇影響。概括地說(shuō)，轉(zhuǎn)化程度隨單功能度單體的增加而增加，估計(jì)可能是因?yàn)?/p>
小的單體分子能在反應(yīng)期間擴(kuò)散而通過(guò)漆膜
轉(zhuǎn)化程度也受到有效自由體積的影響。一般來(lái)說(shuō)，使用產(chǎn)生低Tg漆膜的組分可增加轉(zhuǎn)化。當(dāng)進(jìn)行聚合時(shí)，基料的Tg增加，如果通常就是這樣情況，Tg接近進(jìn)行固化時(shí)的溫度，則反應(yīng)速度變慢。反應(yīng)在
Tg=T固化
略高一些的溫度下停止。因?yàn)閬?lái)自輻射源的熱和反應(yīng)放熱關(guān)系，T固化要略高于室溫。
二種主要類型的低聚物源于環(huán)氧官能和異氰酸酯官能的起始材料。
低分子量雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂能與丙烯酸反應(yīng)而產(chǎn)生占優(yōu)勢(shì)的雙功能度丙烯酸衍生物。環(huán)氧化豆油或亞麻油丙烯酸類已被用于需要較高功能度和低Tg之處。
聚氨酯低聚物是將異氰酸酯端的樹(shù)脂與丙烯酸-2-羥乙酯反應(yīng)所得之物。任何羥基封端的樹(shù)脂均能與二異氰酸酯反應(yīng)來(lái)制備異氰酸酯封端的樹(shù)脂。聚氨酯、丙烯酸類及其他羥基功能樹(shù)脂也在使用，但聚酯已是最廣泛使用的基本樹(shù)脂。
如果保色性很重要，那就用脂肪族二異氰酸酯，如果不是這樣，則使用芳香族二異氰酸酯，因?yàn)槌杀镜椭省?/p>
許多多功能度丙烯酸酯單體已在使用，其例子有三丙烯酸三羥甲基丙烷酯，三丙烯酸季戊四醇酯，二丙烯酸-1,6-己二醇酯，二丙烯酸三丙二醇酯。單功能度丙烯酸酯類也在使用。這些具有最低分子量者的結(jié)構(gòu)能最有效地降低粘度但太易揮發(fā)。丙烯酸乙基己酯有足夠低的揮發(fā)度。丙烯酸乙氧基乙氧乙酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸-2-羧基乙酯以及其他酯類也在使用。少量的丙烯酸用作共聚單體能促進(jìn)附著。丙烯酸-2-羥乙酯具有低揮發(fā)度，高反應(yīng)性，且給予低粘度，但在許多用途中毒性危害太大。
N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)是非丙烯酸酯單體的一例，它以與丙烯酸聚合物可相比的速率同丙烯酸酯類共聚，由于其酰胺結(jié)構(gòu)有助于對(duì)金屬的附著且減少氧阻聚，故NVP特別有用。但它帶入了潛在的毒性危害。業(yè)已發(fā)現(xiàn)具有除丙烯酸功能以外的氨基甲酸酯、噁唑烷或碳酸酯基團(tuán)的單體能產(chǎn)生比單獨(dú)丙烯酸酯更快的固化和更完全的轉(zhuǎn)化。
已經(jīng)報(bào)道丙烯酸化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂可配制用兩種不同路線固化的涂料：通過(guò)丙烯酰胺雙鍵來(lái)進(jìn)行的紫外線固化及通過(guò)剩余的烷氧基羥甲基團(tuán)的熱固化。如果含有多功能度丙烯酸化MF(三聚氰胺甲醛)樹(shù)脂的涂料先行紫外線固化然后再進(jìn)行熱固化的話，可得到增強(qiáng)硬度、改善耐污染性和較長(zhǎng)耐久性的漆膜。
業(yè)已報(bào)道乙烯基醚樹(shù)脂與不飽和聚酯的結(jié)合可以與丙烯酸類相比擬的速率下進(jìn)行紫外線固化。馬來(lái)酸化樹(shù)脂以及馬來(lái)酰亞胺類也能用來(lái)與乙烯基醚進(jìn)行共聚。還已報(bào)道了馬來(lái)酰亞胺類-乙烯基醚的組成可在與丙烯酸類相比較的速率下固化并無(wú)需使用光引發(fā)劑。這可能是由于馬來(lái)酰亞胺在300~310mm區(qū)域吸收。據(jù)報(bào)道引發(fā)自由基起因于光致激發(fā)的馬來(lái)酰亞胺奪氫作用。這些組成對(duì)采用主要在308nm處發(fā)射的高強(qiáng)度燈管特別有效，在此處馬來(lái)酰亞胺類具有峰值吸收。
其他的紫外線固化共聚物組成為胺-烯類和硫醇-烯類，它們因使用高度反應(yīng)的降冰片烯衍生物作為烯類組成得以增進(jìn)。然而其用途已受限制，在前一例中因相當(dāng)慢的固化速率，而后者是因單硫醇?xì)馕端隆?/p>
