紫外光固化研究进展

紫外光固化涂料在北美、日本、欧洲已得到很大的发展 , 进入了较为成熟的阶段。目前，世界紫外光固化产品生产总量已达10多万吨。我国由于起步较迟、发展较慢 , 虽然近年来紫外光固化涂料的增长率在世界上名列前茅 , 但由于基数小 , 总的产量和产值仍较低 , 紫外光固化涂料产量仅500t 左右 , 约占涂料总量的0.3%, 发展潜力很大 。

紫外光固化涂料主要由光活性齐聚物、活性稀释剂、光引发剂等组成。紫外光固化齐聚物从不饱和聚酯树脂发展到丙烯酸改性环氧树脂、丙烯酸改性聚氨酯树脂、丙烯酸改性聚醚树脂等，并通过烯丙基醚等反应基团的改性使光固化齐聚物改善了原来比较严重的厌氧性，部分品种的树脂可在无氮气保护下达到光引发固化的效果。但由于普通齐聚物的黏度较高，为了提高紫外光固化涂料的涂装适应性，通常需要在紫外光固化涂料中加入大量的反应性的有机挥发组分(VOC) ，例如反应性稀释单体及其它多官能团丙烯酸酯 (MFAs) 等来调节体系的黏度、提高固化膜的性能等。这些VOC 组分对环境及人体健康有一定的影响 , 特别是目前惯用的许多丙烯酸酯类活性稀释剂或交联剂对眼睛黏膜有较强的刺激作用 , 皮肤接触也易导致过敏。并且许多反应性稀释单体在紫外光固化过程中难以完全反应 , 残留单体具有可渗透性 , 易带来卫生安全隐患并影响固化膜的长期性能。

为减少甚至完全不用活性稀释剂，近几年来紫外光固化水性涂料和紫外光固化粉末涂料的开发取得了重大的进展。用水代替反应性稀释剂可消除由于voc水平过高而导致的污染和刺激等问题 。与传统的油溶性紫外光固化涂料相比,紫外光固化水性涂料可通过加水或传统的增稠剂、流变助剂等调节涂料的黏度和流变性能, 适合于高效无害喷涂、幕涂、滚涂等多种涂装工艺；以水作为稀释剂 , 可降低固化膜的收缩率 , 有利于提高固化膜对底材的粘附性；可得到超薄固化膜；涂装设备、工具易于用水清洗；易于得到紫外光固化前的无粘性(tack-free)干膜 , 简化了防尘操作。紫外光固化水性涂料由于其环境友好的优势，已为越来越多的人所重视，但同时它也存在一些不足之处，如固化时间一般较长、大多需加热固化、基材耐热性受限制、能耗高、干燥与固化交联可能同时发生等，因此在实际应用时需权衡利弊，尽可能扩大其应用领域。