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        紫外光固化涂料及其研究進展

            摘要:針對UV固化涂料的應用現狀,進行全面有效的分析,并詳細介紹究紫外光固化涂料的現實意義、紫外光固化涂料組成成分與應用領域,UV固化涂料的環保性能比較好,在各大工業企業中具有非常廣闊的應用前景。因此,本文主要提出UV固化水性涂料、改良型UV固化涂料與UV固化粉末涂料的研究進展,希望能夠給相關工作人員提供良好的幫助與借鑒。

            1·引言 

            紫外光固化涂料簡稱為UV固化涂料,利用輻照固化技術而生成的環保型涂料,在紫外光的照射之下,能夠在短時間內交聯固化,形成良好的涂膜。與傳統的溶劑型涂料相比,UV固化涂料的有機揮發組分排放量較少,環保節能效果更好,具有良好的應用前景。上個世紀70年代后期,德國拜耳公司成功開發UV固化涂料,并對其進行商品化生產,此后,美國研制出基于丙烯酸酯的紫外光固化涂料,引起了人們的廣泛關注,為了保證UV固化涂料能夠得到更好的應用,本文主要分析UV固化涂料的組成成分與研究進展。 

            2·研究紫外光固化涂料的現實意義 

            UV固化涂料與我們所了解的液體涂料不同,其屬于無溶劑環保型涂料,具有節能效果好、工藝簡單等特點,在金屬器件涂裝過程中,具有良好的應用效果。由于熱固型粉末涂料的加工溫度比較高,涂料固化時間較長,在熔融的過程當中,很容易發生桔皮現象,嚴重影響涂料表面質量。通過研究UV固化涂料的組成與應用,能夠保證UV固化涂料的儲存穩定性得到更好提升,彌補熱固型粉末涂料的缺點,如UV固化涂料的熔融溫度在100℃到140℃之間,相比于熱固型粉末涂料,UV固化涂料的熔融溫度要低,再加上其固化速度比較快,在合金熱敏材料與熱敏基材等部件涂裝中取得了良好的應用效果。 

            除此之外,相比于紫外固化液體涂料,UV固化涂料中的各項原料主要采用高分析質量樹脂,減小了活性稀釋劑對涂料質量的影響,其收縮率特別低,進一步提升了涂料對基材的附著力。通過涂裝一次UV固化涂料,就能夠形成質量上乘的厚漆膜,能夠有效減少多次涂覆的繁雜工藝。通過分析UV固化涂料的組成成分,能夠有效減少生態環境污染,幫助相關工作人員更好的掌握UV固化涂料涂覆流程,節省涂料涂覆時間,具有良好的生態環境優勢與經濟效益優勢。 

            3·紫外光固化涂料組成成分與應用領域 

            3.1組成成分 

            UV固化涂料主要由四部分組成,分別是低聚物、單體、光引發劑、助劑等,其固化反應歷程比較簡單,在光輻射作用下,引發劑逐漸分解,生成一定量的自由基,自由基能夠引發單體/低聚物聯合交聯。根據相關研究表明,如果光引發劑的引發效率較低,會增加UV固化涂料配方成本,降低光固化速率,因此,結合引發劑的問題,相關研究人員提出了多種固化技術,常見的主要有光暗固化技術與混雜固化技術等。 

            3.2應用領域 

            UV固化涂料中的低聚物能夠形成良好的固化膜交聯網狀結構骨架,對產品的物理性能與化學性能產生較大影響,多官能團單體能夠對配方起到一定的稀釋作用,不但能夠提高涂料的可加工性,而且能夠加快光固體體系的聚合速度。例如,在涂裝木器漆的過程當中,相關工作人員可以按照以下流程進行涂裝:首先,MDF毛坯全面處理,保證其表面的灰塵全部清除;其次,噴涂定量的UV固化涂料,并利用紅外線進行熔融處理,加強紫外線固化速度;*,對MDF進行全面檢驗。UV固化粉末涂料涂裝工藝參數見表1。



                                  紫外光固化涂料及其研究進展

            將UV固化涂料應用到塑料制品當中,能夠有效提升塑料制品的穩定性能,防止塑料制品出現變形或者脫氣現象。近些年來,伴隨合金制品的應用范圍越來越廣泛,UV固化涂料的使用量逐年增加,如果應用傳統的粉末涂料裝飾,在115℃下,會對合金的金相性能產生較大影響。在防震器、電動機等預制配制品當中,由于其表層要安裝電子元件與塑料等熱敏感部件,如果采用傳統涂料,會嚴重影響這些熱敏感部件的安全性,通過合理應用UV固化涂料,能夠有效提升合金與預制裝配品的耐腐蝕性能。 

            4·紫外光固化涂料研究進展 

            4.1UV固化水性涂料 

            由于常規的UV固化涂料中采用的活性稀釋單體具有強烈的刺激氣味,會對人體的皮膚產生較大刺激,再加上固化之后的殘留稀釋單體影響產品各項安全指標,使得傳統的UV固化涂料應用范圍有限。與常規的UV固化涂料不同,以水為主要溶劑的UV固化水性涂料能夠有效提升產品的安全性能,刺激氣味非常小,幾乎合理忽略不計,UV固化水性涂料的黏度較低,適用于噴涂,逐漸成為了UV固化涂料主要發展方向之一。 

            UV固化水性涂料主要由光引發劑、齊聚物、水與助劑組成,由于該水性涂料中采用的齊聚物具有不飽和基團,并且水性涂料自身具有良好的親水性,因此,相關工作人員需要在齊聚物中加入一定的親水性基團或者鏈段,常見的主要有磺酸基、叔胺基鏈段等等。研究表明,聚氨酯丙烯酸酯涂料的綜合性能*,具體見表2。



                             紫外光固化涂料及其研究進展

            4.2改良型UV固化涂料 

            普通的UV固化涂料主要采用不飽和聚酯、聚氨酯丙烯酸酯與環氧丙烯酸酯等為主要的齊聚物,再加入適量的活性稀釋劑與光引發劑,為了保證UV固化涂料得到更加廣泛的應用,相關研究人員開發了UV納米固化涂料與UV固化有機硅涂料等。其中,UV納米固化涂料的界面效應與體積效應比較明顯,已經成為幾年來人們研究的熱點。將SiO2粒子加入到UV固化環氧丙烯酸酯涂料當中,能夠有效提升涂膜的固化速率,保證涂膜的硬度與熱穩定性得到全面提升,但是,該涂料很容易出現粒子分散現象,有關研究人員為了更好的解決這個問題,在納米涂料當中加入了一定量的TiCL4與三乙醇胺,有效延長了涂料的耐粉化時間。 

            UV固化有機硅涂料具有良好的耐高溫與電絕緣性能,在電力與印刷領域得到較好的應用,為了保證UV固化有機硅涂料得到高效應用,相關研究人員經常將有機硅分子進行交聯固化,使得有機硅分子形成更加穩定的網狀結構,減少環境污染的產生。 

            4.3UV固化粉末涂料 

            UV固化粉末涂料是普通的粉末涂料與UV固化技術結合而來的新技術,UV固化粉末涂料在熔融的過程當中,樹脂不會發生固化,使得涂層流平與驅除氣泡操作得以順利進行,防止熱固化粉末涂料出現桔皮現象。UV固化技術能夠保證涂料加熱與固化溫度得到更好的降低,不僅能夠提升生產效率,而且有效節省能源的使用量,為UV固化粉末涂料開辟了更加廣闊的應用空間。 

            為了保證UV固化粉末涂料的抗沖擊性能得到更好提升,相關研究人員在聚酯分子鏈當中引入一段比較柔軟的分子鏈段,形成無定型與半晶型兩種不同結構的不飽和酯樹脂,將其應用到UV固化粉末涂料植被當中,能夠有效提升涂膜的正沖擊強度與反沖擊強度,有效縮短了涂層的固化時間。結合大量的研究數據表明,影響UV固化粉末涂料耐溶劑性能與附著力的關鍵為固化度,通過合理控制涂料的耐溶劑性能,能夠保證涂層的固化度達到99%。在UV固化粉末涂料當中加入定量的改性與未改性超支化樹脂,能夠保證樹脂體系的玻璃化溫度不斷下降,由原來的47.21℃降低到42.97℃。 

            5·結語 

            綜上,通過詳細介紹UV固化涂料研究進展,如UV固化水性涂料、改良型UV固化涂料與UV固化粉末涂料應用現狀,能夠幫助相關研究人員更好的了解UV固化涂料應用過程中出現的問題,保證UV固化涂料得到更加高效的應用。對于相關研究人員而言,在實際工作當中,要不斷學習國內外先進的UV固化涂料生產工藝,并根據現有UV固化涂料使用過程中經常出現的問題,制定更加科學、高效的解決對策。 




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