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UV固化涂料现状及其发展前景

文章出处:admin 人气: 发表时间:2016-12-04 14:17:18

       1 UV固化涂料的种类

  1.1 粉末涂料

  UV固化粉末涂料是粉末涂料技术与紫外光固化技术相结合的一项新型涂装技术,它综合了传统粉末涂料和液体UV固化涂料技术的优点,并在一定程度上克服了两类涂料的缺点。

  传统的热固化粉末涂料要求在180℃~200℃下固化15min~30min,这就限制了这种技术在热敏基材中的应用。目前正迅速发展的熔点在100℃~120℃的紫外光固化粉末涂层,解决了这个问题。与传统的热固化粉末涂料相比,UV固化粉末涂料的熔融流平与固化是两个独立的过程,先使粉末颗粒通过红外辐射加热熔融流平,之后再进行紫外光辐射固化,从而可以得到平整光滑的涂膜。由于UV固化粉末涂料熔融温度低,所以可以广泛用于热敏基材(如纸张、橡胶、塑料)等的涂装,这就大大扩展了粉末涂料的应用空间。UV固化粉末涂料无活性稀释剂,涂膜收缩率低,与基材附着力强,一次涂装即可形成质量优良的厚涂层,且涂料喷涂溅落的粉体便于回收使用,因此,较UV固化的液体涂料具有更高的技术优势、经济优势和生态优势。

  国外于20世纪90年代初开始研发UV固化粉末涂料,20世纪90年代中期实现商品化,并得到迅速发展。目前已有很多UV固化粉末涂料应用于木材、金属、纸类基材上。国内UV固化粉末涂料也得到一定的发展。国内科学家用十六酰氯和十八异氰酸酯分别对端羟基的超支化聚酯进行改性,获得的粉末状超支化低聚物,具有无定形“内核”及可结晶“外壳”的分子结构,使涂膜的表观性能和力学性能得到大大提高。另外,由于端基存在大量紫外光可固化的丙烯酸酯基团,该粉末状超支化低聚物在熔融辐照时能快速固化。有科学家对树枝状聚醚酰胺基紫外光固化粉末涂料进行了研究,在羟端基的树枝状聚醚酰胺基础上,通过与不同比例的TDI、HEA和十八异氰酸酯反应,合成了两种具有不同浓度的UV固化半结晶聚合物DPEA-A和DPEA-B。通过DSC测试,两种紫外光固化半结晶聚合物均形成了不同的微晶,且都满足UV固化粉末涂料对强和Tm的要求。

  1.2 水性涂料

  UV固化水性涂料结合了水性涂料和光固化涂料的优点,近年来得到迅速发展,也是今后光固化涂料主要发展方向之一。UV固化水性涂料的优点是:可以使用相对分子质量很高的齐聚体以提高对某些基材的黏附力,并提高固化膜的其他物理性能,而不像传统紫外涂层的齐聚体相对分子质量受到施工黏度的限制:体系的黏度可用水来调节,而不必使用稀释单体,这样就可以避免由活性稀释单体引起的收缩;用这种方法可以得到极薄的涂层,且设备易于清洗;水烘干后在辐照之前就可以得到触干的涂层,这样可以用于三维物体的表面固化,这种辐照之前就触干的涂层,减少了灰尘的吸附,并且能在固化前对涂层的缺陷进行修补。这种技术的缺点是:光固化前必须脱水烘干,体系光泽度低,耐溶剂性差,耐擦伤性差。事实上“水基”体系并不适合于所有的领域,而且“水基”体系也不是真正对环境无害,因为在清洗水基油墨或涂层时,它可以溶解或分散在水中,很难去除,而其中的化合物,如丙烯酸类对鱼和其他水生物非常有害。

  UV固化水性涂料有利于环境保护,并具有固化速率快的特点,符合时代发展要求。在欧美等发达国家,Hoechst、UCB、ICI、Zeneca、BASF等公司已推出了他们的光固化水性涂料产品。当前,技术上存在的不足主要包括:涂料水分散体系的长期稳定性有待提高,可供选择的光引发剂品种不多,大多沿用传统

的光引发剂,对于颜料着色涂料,选择余地更小,增设干燥除水装置对该技术的推广应用有不利影响。因此,继续开展基础性研究,扬长抑短,并大力拓展其应用领域,仍是当前发展水性光固化涂料技术的当务之急。国外科学家采用阳离子电沉积法研制了一种具有特殊性能的聚氨酯水性涂料,这种方法能大大缩短涂料中水分蒸出的时间,很好地解决了水基涂料整个生产过程耗时过长的缺点。

  2 UV固化涂料的发展前景

UV固化涂料由于其优良的性能,符合当前人们环保意识不断增强的需求,具有巨大的发展潜力。在国外,UV固化涂料已广泛应用于建筑涂料、体育用品、电子通讯、包装材料和汽车等不同领域。我国光固化领域发展速度更加惊人,每年都以20%~30%的速度增长。在各个领域应用越来越广泛,如在纸张、木器、塑料、金属、光盘、光纤等基材上获得了很好的应用。当前,UV固化涂料的发展又面临着—个绝好的机遇,为配合实施可持续发展战略,我国制定了环保政策,并加大了执法力度,人们的环保意识日益增强,越来越多的人会选择环保产品。

   


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