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紫外光固化(Uv固化)是輻射固化技術(shù)的一種，是快速發(fā)展的“綠色”新技術(shù)。紫外光固化涂料(UvCC)是20世紀(jì)60年代開發(fā)的一種節(jié)能環(huán)保型涂料。經(jīng)過紫外光照射后，它會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，液態(tài)的低聚物(包括單體)涂層，經(jīng)過交聯(lián)聚合而瞬間形成固態(tài)涂層。UVCC能得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，是因?yàn)樗哂泄?jié)能環(huán)保、涂層性能優(yōu)異、生產(chǎn)效率高等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。    1.UVCC的組成    UVCC的主要成分包括可交聯(lián)聚合的預(yù)聚物(光活性齊聚物)、活性稀釋劑(光活性單體)、光引發(fā)劑、助劑(流平劑、消泡劑、消光劑、表面滑爽劑)。其各自性能及研究進(jìn)展如下。    1.1齊聚物    齊聚物是光固化產(chǎn)品中比例最大的組分之一，是光固化配方的基料樹脂，決定著固化后產(chǎn)品的基本性能(包括硬度、柔韌性、附著力、光學(xué)性能、耐老化等)。主要包括不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯，以及丙烯酸化聚丙烯酸酯等。在20世紀(jì)30年代末期，不飽和聚酯樹脂最早被開發(fā)用作光固化齊聚物。環(huán)氧丙烯酸酯是由商品環(huán)氧樹脂和丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而制得，是目前國內(nèi)光固化產(chǎn)業(yè)內(nèi)消耗量最大的一類光固化齊聚物。它的抗化學(xué)腐蝕性、強(qiáng)附著力、對(duì)顏料的良好潤濕性，使其在紙張涂料、木器涂料、金屬底漆方面得到廣泛應(yīng)用。    為了突出齊聚場的性能優(yōu)勢，國內(nèi)外對(duì)其改性方面的研究也比較多，比如胺改性環(huán)氧丙烯酸酯，引入季胺基團(tuán)，其主要特點(diǎn)在于固化速度高、固化膜附著力增加、韌性增強(qiáng)，因而在絲印、平印及柔印油墨上有重要應(yīng)用價(jià)值。另外還有磷酸酯改性、多元酸酐改性、硅氧烷改性、長鏈脂肪酸改性環(huán)氧丙烯酸酯等。聚氨酯丙烯酸酯應(yīng)用的廣泛程度僅次于環(huán)氧丙烯酸酯，特別是在紙張、皮革、織物等軟性底材的光固化涂飾方面，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但是由于它固化慢、價(jià)格相對(duì)較高，所以在光固化配方中較少作為主體齊聚物，而是作為輔助性功能樹脂使用。    20世紀(jì)80年代末期，出現(xiàn)了乙烯基醚系列、環(huán)氧系列等陽離子機(jī)理固化成膜的齊聚物，即非丙烯酸酯齊聚物，這類齊聚物的固化不受空氣中氧的阻聚作用的影響，固化速度快，發(fā)展較快。人們已合成了既有自由基固化機(jī)理的丙烯酸酯基團(tuán)，又有氧離子固化機(jī)理的乙烯基團(tuán)的雜化齊聚物。隨著UVCC的不斷發(fā)展以及人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，各種水性齊聚物不斷出現(xiàn)。有研究論文報(bào)道了用于光固化水性涂料的不飽和聚酯。Phifips等人報(bào)道了以不同多元醇和多元酸合成的聚酯丙烯酸酯，認(rèn)為要獲得好的水溶性，必須至少有6%～7%的親水性基團(tuán)，其相對(duì)分子量在6403000，固化產(chǎn)物具有較好的耐溶劑性和耐水性。    1.2光活性單體    傳統(tǒng)的溶劑型涂料通常需加入有機(jī)溶劑，以起到調(diào)節(jié)黏度的作用，這些有機(jī)溶劑一般不參與成膜反應(yīng)，在成膜時(shí)揮發(fā)到空氣中會(huì)造成環(huán)境污染。而在光固化體系中，光活性單體(活性稀釋劑)不但起到調(diào)節(jié)體系黏度的作用，而且通常都能參加固化成膜反應(yīng)，很少揮發(fā)到空氣中，賦予了體系環(huán)保特性。按分子中含有的反應(yīng)性基團(tuán)，活性稀釋劑分為單官能度、多官能度活性稀釋劑。Young研究了官能度對(duì)其聚合速率的影響，結(jié)果表明：官能度越大，固化速度越快，交聯(lián)程度越高。    目前應(yīng)用最廣泛的活性稀釋劑是(甲基)丙烯酸酯類，其已經(jīng)發(fā)展為第三代活性稀釋劑，具有高反應(yīng)活性、低收縮率等優(yōu)點(diǎn)。    1.3光引發(fā)劑    光引發(fā)劑是UVCC的關(guān)鍵組分，其作用是產(chǎn)生引發(fā)固化反應(yīng)的活性基團(tuán)。一般分為自由基聚合光引發(fā)劑和陽離子聚合光引發(fā)劑。陰離子光引發(fā)劑的研究較少，尚未發(fā)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用報(bào)道。自由基光引發(fā)劑分為裂解型和奪氫型兩大類。裂解型自由基光引發(fā)劑多以芳基烷基酮衍生物為主，如苯偶姻衍生物、苯偶酰縮酮衍生物、二烷氧基苯乙酮、a一羥烷基苯酮、a一胺烷基苯酮等，其中苯偶姻類是較早開發(fā)的一種光引發(fā)劑，由于其黃變的缺點(diǎn)，所以現(xiàn)在很少使用。而a一羥烷基苯酮是目前應(yīng)用開發(fā)最為成功的一類光引發(fā)劑，國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是Ciba公司的I~OCUY1173和Irgacure184。奪氫型引發(fā)劑利用叔胺類光敏劑構(gòu)成引發(fā)劑／光敏劑復(fù)合引發(fā)體系，可抑制氧氣的阻聚作用，提高固化速度。以筒鹽為代表的陽離子引發(fā)劑，可快速引發(fā)齊聚體和單體固化成膜，且不受空氣中O，的阻聚作用的影響。人們已合成了幾種翁鹽，深入研究了翁鹽的引發(fā)行為，比較了它們的光引發(fā)效率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：并不是所有的摘鹽都具有陽離子引發(fā)功能。有效的翁鹽有：硫翁鹽、碘翁鹽、氮翁鹽、芳茂鐵鹽等，其負(fù)離子有[B(PhF5)4]一、PF6一、SbF6一、AsF6一等，固化速度大小取決于這些負(fù)離子的活性，研究發(fā)現(xiàn)其活性大小為SbF6≥AsF6≥PF6≥BF4一[B(PhF5)4]一。由此表明：[B(PhF5)4]一的活性比SbF6一強(qiáng)，使用0.4%的[B(PhF5)4]一的碘翁鹽，引發(fā)官能化的硅氧烷聚合物，其固化線速度可達(dá)457m／rain。由于SbF一具有一定毒性，因此[B(PhF5)4]一鹽有取代常用sb一鹽的趨勢。此外，人們還研究了高分子光引發(fā)劑、可聚合性光引發(fā)劑，以克服小分子光引發(fā)劑分解后在固化膜中殘留的小分子或碎片對(duì)固化膜的劣化作用。    1.4其他助劑在實(shí)際應(yīng)用中，光固化體系往往還需要加入各種助劑，來滿足其它的使用要求。例如，在有色體系(色漆、油墨等)中，需要加入顏料；為了達(dá)到良好的流動(dòng)平整性，需要加入流平劑；為了抑制體系中氣泡的形成，往往加入消泡劑；消光劑的加入則是為了降低固化膜的光澤，得到低光澤或亞光涂料。上