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        紫外光固化水性涂料發展展望

        1 紫外光固化水性涂料成膜機理的研究
            如前所述,成膜機理的研究對于水性紫外光固化涂料至關重要,只有弄清楚整個的固化成膜過程,才

        能在成膜主體樹脂,引發荊,乳化劑等等方面的選擇與合成,找到理論依據。
            SweeYongchee等用DSC和FTIR法研究了紫外光固化乳膠的干膜。證明紫外光固化水性乳膠在真空干燥表

        干后,雖然光引發劑被固定在膜中,但是在UV照射時,仍然發生了交聯反應。TomScherzer等用近紅外反射

        光譜法檢測雙鍵的轉化率在線監控丙烯酸酯涂層紫外光固化過程及其質量。如果可以用小功率的紫外燈,

        放慢固化成膜過程,然后用一種組合的分析儀器(例如,UV固化機和原子力顯微鏡相結合)攝下整個固化成

        膜的微觀過程,研究起來則更方便。
        2 開發不需要預加熱,直接用紫外光固化的水性涂料
            水性紫外光固化涂料在紫外光固化前,一般需要進烘烤,加速水分蒸發,即使是紫外光固化電泳涂料

        ,也需要一個“閃蒸”的過程,以除去多余水分。這使水性涂料的整個固化過程冗長,能耗增大。
            另外,紫外光固化水性涂料經過紅外干燥后,光引發劑已經被固定在涂膜中,這時經過紫外光照射,

        近一步反應交聯,會產生內應力,使涂膜性能變壞。黃興耀等洲采用先光固化,再熱固化的方法,使應力

        消散,制得熱穩定性相對較高涂層。
            然而,涂層本身是熱的不良導體,聚合反應所放出的熱量會使其溫度升高,而且一般所用的紫外光源

        都有相當大量的紅外輻射,完全可以利用這些熱能使水分蒸發和反應固化同時進行.這有兩種方法,一是

        提高固含量,減少初期水分蒸發的時問。艾照全等合成了固含72%的高固含低粘度的(PMMA/BA/AA)膠乳,相

        當于直接進入了成膜的中期。二是引入超支化聚合物(Hyperbranchedpolymer),使反應更加迅速,縮短固

        化成膜時間。而且超支化聚合物有破乳作用,破乳后水分和乳化劑會浮到樹脂的表面,相當于加快了水分

        的蒸發。AnilaAsif等將水溶性的多官能團的超枝狀聚酯引入了聚氨酯丙烯酸酯乳化聚合物中,使樹脂粘度

        降低,固化速率提高。對于形狀復雜的工件,在紫外光直射不到的地方很難固化,目前研究的可雙重固化

        紫外光固化水性涂料,由于樹脂中需要同時加入兩種引發劑(例如光引發劑和熱引發劑),使涂料配方的研

        制過于復雜。對于分子量超百萬的乳膠,可以自然干燥或者加熱固化成膜,相當于可以雙重固化。
        3 合成含有多官能團的高分子預聚體
            傳統的無溶劑型光固化涂料難于兼具高硬度和高柔韌性,與此相反,紫外光固化水性涂料可以使用高

        分子的水性分散體系,其粘度與高分子的相對分子質量無關,從根本上解決了光固化涂料高硬度與高柔韌

        性的矛盾。交聯型乳液比不帶官能團的乳液在耐水。性、耐堿性、耐沸水性、耐濕性等方面都有提高,反

        應型乳液與水溶性高分子組合并用制作涂料是工業涂料的一個方向。但是如何在分子量上百萬的高分子乳

        液中引入多官能團,仍然有很多困難,因為高分子是被乳化劑包裹著的。JOHANODEBERG等初步合成了含不

        飽和官能團的乳膠大分子,使紫外光固化成膜時不需要加入其它多官能團單體。有關文獻在乳液聚合過程

        中引入官能團,反應成膜后,得到具有交聯結構的涂膜。如果能丌發出帶有碳碳雙鍵等官能團的乳化劑,

        使乳化劑也能參與反應,則更完美。
        4 納米顏料和填料的引入
            紫外光固化涂料一般制成清漆,因為顏料和填料對紫外光有反射作用,使膜的深層固化受到阻礙,但

        是在有些情況下,顏色又是必須的,例如在紫外光固化的一個重要應用領域光纖涂料中,就需要用不同顏

        色的涂料標記光纖的種類。納米級的顏料和填料對光的透過性一般比較好,應該有希望應用于紫外光固化

        水性涂料中。艾照全等㈣研究了在膠乳合成中引入納米二氧化鈦。陳士昆等叫將納米碳化硅引入紫外光固

        化樹脂,納米材料和基體樹脂之間存在相互作用力并且均勻分散在基體樹脂中。納米復合樹脂與基體樹脂

        相比較,物理性能變好。
        5 醇溶性紫外光固化涂料
             完全以乙醇代替水作溶劑的紫外光固化涂料,在文獻中未見報導,但是在實際的工業生產中卻已經有

        應用。多數情況下,乙醇是作為助溶劑,汪存東等㈣使用了水/乙醇(體積比80:20)的混合溶劑,結果使紫

        外光固化環氧一丙烯酸酯膜的柔韌性得到很大的改善,而對其它的性能影響較小。由于水溶性紫外光固化

        涂料制備過程中需要進行水性樹脂的制備,而無溶劑型紫外光固化涂料分子量不可能制備得太高(一般認為

        ,分子量10萬以上,就已經是固體了)。醇溶性紫外光固化涂料綜合了兩者的優點,而且乙醇作溶劑本身也

        很環保,由于乙醇表面張力比水小,對基材的潤濕性較強,對基材上的油污有溶解作用,所以能得到附著

        力較好的涂膜。


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