光固化涂料的原理以及特點

自1968年聯(lián)邦德國拜爾公司首次制成紫外線固化聚酯樹脂涂料以來，利用此類樹脂制造涂料和油墨技術(shù)不斷進(jìn)步，引起了涂料工業(yè)的發(fā)展。

一、光固化的機(jī)理

光固化涂料也稱光聚合涂料。在涂料中加入光敏物質(zhì)，在光的照射下可吸收一定波長的光能，引起聚合反應(yīng)，使涂膜達(dá)到快速固化、干燥的目的。而光敏物質(zhì)在光的作用下會引起各種化學(xué)反應(yīng)。例如:氧化、還原、分解、聚合和交聯(lián)等等。它的感光性能是由它吸收的光波長來決定的,主要是近紫外光。波長范圍為3000A~4500A。

至于光固化涂料的樹脂與普通涂料沒有多大區(qū)別。一般采用不飽和聚酯樹脂，丙烯酸樹脂，醇酸樹脂等。主要不同有以下三點:①分子中含有自由基聚合性不飽和基團(tuán):②含苯乙烯單體;③光敏劑(光聚合引發(fā)劑)。最主要的是光敏劑。光敏劑在光的作用下分解成自由基的機(jī)理如下:式中:Ar為芳香基，如:苯基、鄰甲苯基、對甲苯基、對茴香基、β-萘基等等。

上述化合物表明在受光照射后，即分解成活性基，這種活性基與分子中含有自由基引發(fā)聚合性不飽和基團(tuán)的樹脂或單體在一起，即成為聚合引發(fā)的種子，發(fā)生聚合交聯(lián)反應(yīng)。至于自由基受光作用所獲得的引發(fā)(激發(fā))速度(Ri)，G.Oster曾提出以下近似關(guān)系:

Ri=(光的強(qiáng)度)x(量子效率)x(光路長度)x(光敏劑濃度)

光敏物質(zhì)對熱的穩(wěn)定性要好，對光的敏感要快。到目前為止發(fā)現(xiàn)對涂料有用的光敏劑并不多。

二、光固化的特點

一般涂料的固化過程都是靠熱能實現(xiàn)的，而將光敏物質(zhì)加到樹脂里制成的光固化聚酯樹脂。涂料吸收紫外線光能后，在30~120秒之內(nèi)便固化形成漆膜。

優(yōu)點

①用紫外線照射時，在極短時間內(nèi)(1~2分)可固化干燥。而以往的涂料固化需要1~2天左右。

②對涂料不必要耽心活化期，適用于涂飾不宜高溫加熱的材料,例如:涂飾木器,紙張,塑料,混凝土以及熱容量大的厚金屬板。

③涂料不含揮發(fā)性溶劑，在固化過程中苯乙烯單體揮發(fā)損失很小，公害小。

④設(shè)備和加工量相比占地面積小，成品干燥快，并適用于傳送帶式紫外線照射裝置流水線、提高勞動生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

缺點是遮蓋力大的涂料不適用，光的照射角度對固化效果影響很大，因此，形狀復(fù)雜的被涂物有的地方容易出現(xiàn)“死角”。