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紫外光固化涂料及其研究进展
  加入时间:2019年1月9日9:49
 
    摘要:针对UV固化涂料的应用现状,进行全面有效的分析,并详细介绍究紫外光固化涂料的现实意义、紫外光固化涂料组成成分与应用领域,UV固化涂料的环保性能比较好,在各大工业企业中具有非常广阔的应用前景。因此,本文主要提出UV固化水性涂料、改良型UV固化涂料与UV固化粉末涂料的研究进展,希望能够给相关工作人员提供良好的帮助与借鉴。
    1·引言 
    紫外光固化涂料简称为UV固化涂料,利用辐照固化技术而生成的环保型涂料,在紫外光的照射之下,能够在短时间内交联固化,形成良好的涂膜。与传统的溶剂型涂料相比,UV固化涂料的有机挥发组分排放量较少,环保节能效果更好,具有良好的应用前景。上个世纪70年代后期,德国拜耳公司成功开发UV固化涂料,并对其进行商品化生产,此后,美国研制出基于丙烯酸酯的紫外光固化涂料,引起了人们的广泛关注,为了保证UV固化涂料能够得到更好的应用,本文主要分析UV固化涂料的组成成分与研究进展。 
    2·研究紫外光固化涂料的现实意义 
    UV固化涂料与我们所了解的液体涂料不同,其属于无溶剂环保型涂料,具有节能效果好、工艺简单等特点,在金属器件涂装过程中,具有良好的应用效果。由于热固型粉末涂料的加工温度比较高,涂料固化时间较长,在熔融的过程当中,很容易发生桔皮现象,严重影响涂料表面质量。通过研究UV固化涂料的组成与应用,能够保证UV固化涂料的储存稳定性得到更好提升,弥补热固型粉末涂料的缺点,如UV固化涂料的熔融温度在100℃到140℃之间,相比于热固型粉末涂料,UV固化涂料的熔融温度要低,再加上其固化速度比较快,在合金热敏材料与热敏基材等部件涂装中取得了良好的应用效果。 
    除此之外,相比于紫外固化液体涂料,UV固化涂料中的各项原料主要采用高分析质量树脂,减小了活性稀释剂对涂料质量的影响,其收缩率特别低,进一步提升了涂料对基材的附着力。通过涂装一次UV固化涂料,就能够形成质量上乘的厚漆膜,能够有效减少多次涂覆的繁杂工艺。通过分析UV固化涂料的组成成分,能够有效减少生态环境污染,帮助相关工作人员更好的掌握UV固化涂料涂覆流程,节省涂料涂覆时间,具有良好的生态环境优势与经济效益优势。 
    3·紫外光固化涂料组成成分与应用领域 
    3.1组成成分 
    UV固化涂料主要由四部分组成,分别是低聚物、单体、光引发剂、助剂等,其固化反应历程比较简单,在光辐射作用下,引发剂逐渐分解,生成一定量的自由基,自由基能够引发单体/低聚物联合交联。根据相关研究表明,如果光引发剂的引发效率较低,会增加UV固化涂料配方成本,降低光固化速率,因此,结合引发剂的问题,相关研究人员提出了多种固化技术,常见的主要有光暗固化技术与混杂固化技术等。 
    3.2应用领域 
    UV固化涂料中的低聚物能够形成良好的固化膜交联网状结构骨架,对产品的物理性能与化学性能产生较大影响,多官能团单体能够对配方起到一定的稀释作用,不但能够提高涂料的可加工性,而且能够加快光固体体系的聚合速度。例如,在涂装木器漆的过程当中,相关工作人员可以按照以下流程进行涂装:首先,MDF毛坯全面处理,保证其表面的灰尘全部清除;其次,喷涂定量的UV固化涂料,并利用红外线进行熔融处理,加强紫外线固化速度;*,对MDF进行全面检验。UV固化粉末涂料涂装工艺参数见表1。

                          紫外光固化涂料及其研究进展
    将UV固化涂料应用到塑料制品当中,能够有效提升塑料制品的稳定性能,防止塑料制品出现变形或者脱气现象。近些年来,伴随合金制品的应用范围越来越广泛,UV固化涂料的使用量逐年增加,如果应用传统的粉末涂料装饰,在115℃下,会对合金的金相性能产生较大影响。在防震器、电动机等预制配制品当中,由于其表层要安装电子元件与塑料等热敏感部件,如果采用传统涂料,会严重影响这些热敏感部件的安全性,通过合理应用UV固化涂料,能够有效提升合金与预制装配品的耐腐蚀性能。 
    4·紫外光固化涂料研究进展 
    4.1UV固化水性涂料 
    由于常规的UV固化涂料中采用的活性稀释单体具有强烈的刺激气味,会对人体的皮肤产生较大刺激,再加上固化之后的残留稀释单体影响产品各项安全指标,使得传统的UV固化涂料应用范围有限。与常规的UV固化涂料不同,以水为主要溶剂的UV固化水性涂料能够有效提升产品的安全性能,刺激气味非常小,几乎合理忽略不计,UV固化水性涂料的黏度较低,适用于喷涂,逐渐成为了UV固化涂料主要发展方向之一。 
    UV固化水性涂料主要由光引发剂、齐聚物、水与助剂组成,由于该水性涂料中采用的齐聚物具有不饱和基团,并且水性涂料自身具有良好的亲水性,因此,相关工作人员需要在齐聚物中加入一定的亲水性基团或者链段,常见的主要有磺酸基、叔胺基链段等等。研究表明,聚氨酯丙烯酸酯涂料的综合性能*,具体见表2。

                     紫外光固化涂料及其研究进展
    4.2改良型UV固化涂料 
    普通的UV固化涂料主要采用不饱和聚酯、聚氨酯丙烯酸酯与环氧丙烯酸酯等为主要的齐聚物,再加入适量的活性稀释剂与光引发剂,为了保证UV固化涂料得到更加广泛的应用,相关研究人员开发了UV纳米固化涂料与UV固化有机硅涂料等。其中,UV纳米固化涂料的界面效应与体积效应比较明显,已经成为几年来人们研究的热点。将SiO2粒子加入到UV固化环氧丙烯酸酯涂料当中,能够有效提升涂膜的固化速率,保证涂膜的硬度与热稳定性得到全面提升,但是,该涂料很容易出现粒子分散现象,有关研究人员为了更好的解决这个问题,在纳米涂料当中加入了一定量的TiCL4与三乙醇胺,有效延长了涂料的耐粉化时间。 
    UV固化有机硅涂料具有良好的耐高温与电绝缘性能,在电力与印刷领域得到较好的应用,为了保证UV固化有机硅涂料得到高效应用,相关研究人员经常将有机硅分子进行交联固化,使得有机硅分子形成更加稳定的网状结构,减少环境污染的产生。 
    4.3UV固化粉末涂料 
    UV固化粉末涂料是普通的粉末涂料与UV固化技术结合而来的新技术,UV固化粉末涂料在熔融的过程当中,树脂不会发生固化,使得涂层流平与驱除气泡操作得以顺利进行,防止热固化粉末涂料出现桔皮现象。UV固化技术能够保证涂料加热与固化温度得到更好的降低,不仅能够提升生产效率,而且有效节省能源的使用量,为UV固化粉末涂料开辟了更加广阔的应用空间。 
    为了保证UV固化粉末涂料的抗冲击性能得到更好提升,相关研究人员在聚酯分子链当中引入一段比较柔软的分子链段,形成无定型与半晶型两种不同结构的不饱和酯树脂,将其应用到UV固化粉末涂料植被当中,能够有效提升涂膜的正冲击强度与反冲击强度,有效缩短了涂层的固化时间。结合大量的研究数据表明,影响UV固化粉末涂料耐溶剂性能与附着力的关键为固化度,通过合理控制涂料的耐溶剂性能,能够保证涂层的固化度达到99%。在UV固化粉末涂料当中加入定量的改性与未改性超支化树脂,能够保证树脂体系的玻璃化温度不断下降,由原来的47.21℃降低到42.97℃。 
    5·结语 
    综上,通过详细介绍UV固化涂料研究进展,如UV固化水性涂料、改良型UV固化涂料与UV固化粉末涂料应用现状,能够帮助相关研究人员更好的了解UV固化涂料应用过程中出现的问题,保证UV固化涂料得到更加高效的应用。对于相关研究人员而言,在实际工作当中,要不断学习国内外先进的UV固化涂料生产工艺,并根据现有UV固化涂料使用过程中经常出现的问题,制定更加科学、高效的解决对策。 
文章来自:中国防腐网
文章作者:信息部
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