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什么是双固化涂料中的暗反应

2025-07-24

  在双固化涂料体系中,暗反应(Dark Cure) 指的是涂料经初始固化(通常为 UV 光固化)后,在无光照(或低光照)条件下继续进行的固化反应,其核心是利用体系中残留的活性物种(如自由基、阳离子)或辅助固化机制(如热固化、氧化固化),完成未反应基团的交联,从而提升涂层的完全固化度。

  暗反应的产生背景

  双固化涂料的设计初衷是解决单一固化方式的局限性:

  例如,UV 固化虽高效,但对阴影区、复杂结构件的深孔 / 缝隙等光照不到的区域难以固化;

  此时,体系中引入的第二种固化机制(如热固化、氧化固化)可在 “暗处”(无光照区域)启动反应,弥补 UV 固化的不足。

  暗反应正是第二种固化机制在无光照条件下的具体体现。

  暗反应的主要类型与机制

  根据双固化体系的组合方式,暗反应可分为以下几类:

  1. UV - 热双固化体系中的暗反应(最常见)

  初始固化:UV 光照引发光聚合(如丙烯酸酯双键的自由基聚合),快速形成表层固化膜。

  暗反应机制:体系中同时含热引发剂(如过氧化物、胺类)或热固性基团(如环氧基、异氰酸酯基),在 UV 固化后,通过加热(或常温下缓慢反应)使未反应的基团继续交联:

  例:UV 固化后残留的丙烯酸酯自由基在热引发下进一步聚合;

  例:UV 光阳离子引发剂(如碘鎓盐)在光照后仍能保持活性,在暗处继续催化环氧基开环聚合(阳离子聚合的 “后固化效应”)。

  2. UV - 氧化双固化体系中的暗反应

  初始固化:UV 光照引发丙烯酸酯等基团快速聚合,形成初步网络。

  暗反应机制:体系中引入干性油(如亚麻籽油改性树脂)或含不饱和双键的聚合物,在 UV 固化后,通过空气中的氧气引发氧化交联(类似传统醇酸树脂的 “气干” 过程),尤其在光照不足的区域补充固化。

  3. UV - 湿气固化体系中的暗反应

  初始固化:UV 光照固化丙烯酸酯等基团,形成表层结构。

  暗反应机制:体系中含异氰酸酯基团,在暗处通过吸收空气中的水分,发生水解并与羟基、胺基等反应,完成二次交联,提升涂层的致密性和附着力(尤其适用于多孔基材,如木材、混凝土)。

  暗反应的核心作用

  弥补光照盲区:解决 UV 固化中阴影区、深孔、复杂结构件的固化不完全问题,避免涂层发软、粘手。

  提升固化度:即使在光照区域,UV 固化可能存在未完全反应的基团(如表层固化过快导致内部氧气阻聚),暗反应可进一步消耗活性基团,提高交联密度,增强涂层硬度、耐化学性和附着力。

  适应复杂工况:无需持续光照,适合大面积、异形件或离线固化场景(如 UV 固化后存放过程中完成暗反应)。

  总结

  双固化涂料的暗反应是相对于 UV 光固化(“明反应”)而言的二次固化过程,通过热、氧、湿气等非光照条件下的化学反应,弥补 UV 固化的局限性,最终实现涂层的完全固化和性能优化。这一机制使得双固化涂料在工业涂装、电子封装、汽车修补等复杂场景中具有不可替代的优势。

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