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水性UV树脂涂料的发展

2023-03-02

  ①超支化聚合物应用:超支化聚合物是一类新型的具有三维球型结构和高度支化的聚合物。超支化聚合物具有球状分子结构,分子之间不易形成链段缠绕,黏度比相同相对分子质量的线型聚合物低;又因超支化聚合物高度支化,终端官能度非常大,端基又是具有反应活性的基团,可进行改性。利用上述超支化聚合物特点,可以引入丙烯酸基团,成为UV树脂低聚物;再引入亲水基团,成为水性UV树脂低聚物,为水性UV树脂低聚物制备提供了一条新的途径。

  ②大分子和可聚合型光引发剂:目前自由基光引发剂体系用的光引发剂,从结构上大多为芳基烷基酮类有机物,在UV树脂固化后,残留的光引发剂或光解产物会向涂层表面迁移,影响涂层表观和性能,也会引起黄变,不少光解产物有臭味,影响其在食品和卫生包装材料上使用。为了克服小分子光引发剂的上述弊病,人们设计了大分子光引发剂或可聚合的光引发剂。像上述超支化聚合物中,若引入亲水基团和光引发基团,就成为水溶性大分子型光引发剂;若再引入丙烯酸基团,则成为水溶性可聚合光引发剂。

  ③双重固化体系:UV树脂涂料适合用于平面涂装固化,对形状复杂的物体固化比较困难,一些厚涂层和有色体系固化也比较困难。为了克服UV树脂涂料这些缺点,开发了双重固化体系。双重固化体系是指UV树脂与其他固化体系相结合的固化体系,目前常用的有自由基UV树脂/阴离子UV树脂、自由基UV树脂/热固化、自由基UV树脂/厌氧固化、自由基UV树脂/湿固化、自由基UV树脂/缩聚等,不少体系已经应用于生产中。如UV电子保护胶是UV树脂/湿固化或UV树脂/氧化-还原双重固化体系,印刷电路板制造中用的光成像抗蚀油墨和阻焊油墨是UV树脂/热固化双重固化体系。总之,双重固化体系材料的研究开发,使水性UV树脂涂料应用领域得到进一步发展,不限于平面涂装,可实现三维立体涂装;也有利于厚涂层和有色涂层的固化。

  ④纳米材料的应用:20世纪90年代后,纳米技术有了很大的发展,由于纳米材料特有的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、量子隧道效应,赋于了各种材料产品以全新的、特殊的结构和特性。纳米材料用于涂料中,可以改善和提高涂料的性能:耐磨性、耐腐性、抗菌性、耐污性、耐老化性等。如纳米三氧化二铝、二氧化硅、二氧化锆加入涂料后明显提高涂层的耐磨性;纳米二氧化钛、二氧化硅、三氧化铁加入涂料可提高涂层的抗紫外线和耐老化性;纳米二氧化钛能有效抑制细菌和霉菌生成,分解空气中有机物和臭味,有效净化有害气体;纳米碳酸钙、二氧化硅、对涂层有明显增强作用,提高硬度等。因此用添加纳米材料来改性水性UV树脂涂料,以改善和提高涂层性能,也是水性UV树脂涂料应用和开发的一个重点。

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