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如何提高UV涂料的硬度

2023-04-20

  可以采用丙烯酸酯化超支化聚合物

  作为光固化材料的超支化聚合物,其末端丙烯酸酯官能基密集,属于高官能光固化树脂,光交联后常常形成高硬度涂层。如瑞典 Perstorp公司的基于二羟甲基丙酸的超支化聚酯 Boltorn H20,将其末端羟基转化为丙烯酸酯基团后,除了可以在光引发剂存在下进行正常光交联外,即使不加入光引发剂,该树脂在较强紫外光辐照下也可发生光固化。尽管其感光固化效率不如传统外加光引发剂体系,但超支化聚合物末端引入少量活性胺中心后,感光固化速率大大提高,从而成为一种新型的无光引发剂UV固化材料。

  对 Boltorn超支化聚酯进行末端丙烯酸酯化时,调节丙烯酸与丙酸的比例,可以获得一系列不同丙烯酸/丙酸酯化比例的超支化树脂:

  研究发现在无光引发剂条件下,所合成的丙烯酸/丙酸改性超支化聚酯可顺利发生UV固化,以三代超支化聚酯改性产物为例,用光照DSC量热法对光聚合过程进行跟踪,在15mW/cm2光强辐照下,全丙烯酸酯官能化的超支化聚酯表现出较强的自引发活性,双键转化率可达45%左右(高官能度树脂最终转化率通常不高),随着丙酸比例的增加,树脂的丙烯酸酯官能度降低,自感光引发活性也降低,相比一般丙烯酸酯单体,TMPTA、TPGDA则没有自感光引发活性。

  研究显示丙烯酸酯化超支化聚合物随丙烯酸酯官能度增加,UV吸收光谱出现异常,于285nm附近出现一新的吸收峰,该吸收峰的出现与树脂自感光固化特征相关,吸收峰波长位置与汞灯280~320nm区间密集能量发射匹配,树脂可有效吸收光能达激发态,实现自感光聚合。该吸收峰的出现应该对应树脂结构的某种变化,可能是由于超支化树脂末端密集排列的丙烯酸酯基团有一定几率“贴合”在一起,基团相互发生电子作用(有可能是碳-碳双键π堆叠),形成吸光活性结构,导致自感光固化。

  需要指出的是,超支化光固化树脂尽管具有低黏度、高官能度、固化膜高硬度、自感光固化等诸多特点,但该类树脂在交联固化时属于球状微结构成膜,固化涂层的综合机械性能常常不如传统的线性微结构成膜。

  该树脂在光固化涂料、油墨领域可以应用,主要用于增加涂层硬度。

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