光固化涂料课件.ppt
光固化涂料Photocurable Coatings,光固化概念光化学基础光固化涂料的组成光固化涂料的特点及应用光固化涂料性能检测,一 光固化概念,通常所讲的光固化过程是指液态树脂经光照后变成固态的过程，所涉及的光固化反应大多数是光引发的链式聚合反应。光固化涂料以高能量的紫外光作为固化能源，涂料中的光引发剂吸收紫外光而产生自由基或阳离子，引发低聚物和活性稀释剂发生聚合和交联反应，形成网状结构的涂料。,二 光化学基础,光化学反应,三 光固化涂料的组成,光固化涂料低聚物 活性稀释剂 光引发剂 各种添加剂,普通涂料树脂溶剂催化剂各种添加剂,3.1光引发剂,光引发剂是一种能吸收辐射能，经激发发生化学变化，产生具有引发聚合能力的活性中间体(自由基或阳离子）的物质。光引发剂的含量一般在1%-5%左右，最多不超过7%-10%。光引发剂对光固化涂料的光固化速度起决定性作用。,光引发剂的分类,按吸收辐射分类光固化引发剂,紫外光引发剂（250420nm）,可见光引发剂（400700nm）,按产生的活性中间体分类,阳离子型光引发剂,阳离子光固化和自由基光固化特点对比,3.2 低聚物,低聚物是一种分子量相对较低的感光性树脂，具有可以进行光固化反应的基团，如各类不饱和双键或环氧基等。自由基光固化涂料用的低聚物都是具有不饱和双键的树脂，如丙烯酰氧基(CH2=CH-COO-)，甲基丙烯酰氧基CH2=C(CH3)-COO-,丙烯基（CH2=CH-CH2-)等。阳离子光固化涂料用的低聚物，具有环氧基团或乙烯基醚基团（CH2=CH-CH2-)，如环氧树脂，乙烯基醚树脂。,低聚物是光固化涂料的主体（质量配比为30%-60%），光固化涂料涂膜的物理力学性能主要由低聚物固化膜的性能来决定，不同品种的光固化涂料其物理力学性能要求不同，所选用的低聚物也不同。涂膜的物理力学性能主要有：硬度 环氧丙烯基酯的不饱和聚酯一般硬度较高；低聚物中含有苯环结构也有利于提高硬度。,柔韧性 低聚物含有脂肪族长碳链结构，柔韧性好；分子量越大，柔韧性越好；交联密度越大，柔韧性越好。耐磨性 聚氨酯丙烯树脂有较好的耐磨性；低聚物分子间易形成氢键的，耐磨性好；交联密度高的，耐磨性好。,拉伸强度 环氧丙烯酸酯和不饱和聚酯有较好的拉伸强度；一般分子量较大，柔韧性较小和交联度大的低聚物有较高的拉伸强度。抗冲击性 低Tg、柔韧性好的低聚物一般抗冲击性好。,附着力 收缩率小的低聚物，对基材附着力好；含羟基、羧基等基团的低聚物对金属附着力好；低聚物表面张力低，对基材润湿铺展好，有利于提高附着力。耐化学性 提高交联密度，耐化学性增强。,耐黄变 脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂和纯丙烯酸酯有很好的耐黄变性。光泽 交联度增大，光泽增加；Tg高、折射率高的低聚物光泽好。颜料的润湿性 一般脂肪酸改性和胺改性的低聚物有较好的颜料润湿性。,3.3活性稀释剂,活性稀释剂通常称为单体或功能性单体，它是一种含有可聚合官能团的有机小分子。通常官能团越多，光固化反应活性越高，反应速度也越快。它不仅溶解和稀释低聚物，调节体系的黏度，而且参与光固化过程，影响涂料的光固化速度和固化膜的各种性能。,自由基光固化用的活性稀释剂都是具有不饱和双键的单体，如丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基，乙烯基，烯丙基。阳离子光固化用的稀释剂是具有乙烯基醚CH2=CH-O-或环氧基的单体。,活性稀释剂自身的化学结构对固化膜的性能影响有很大影响，因此在制备光固化涂料时要根据涂料性能要求，选择合适的活性稀释剂结构。,3.4各类添加剂,光固化涂料用的添加剂主要包括颜料和染料、填料、助剂等，虽然它们不是光固化涂料的主要成分，而且在涂料中占的比例很小仅为0.2%1%，但他们对完善涂料的各种性能起着重要作用。如为了提高涂料的贮存稳定性加入阻聚剂；用以消除涂料在制备和使用过程中产生的气泡加入消泡剂；用来改善涂料流平性、减少涂膜缩孔加入流平剂；为使涂料着色加入颜料。,四 光固化涂料的特点及应用,光固化涂料具有不含有机挥发物（VOC），对环境污染小，固化速度快，节省能源，固化产物性能好，适用于高速自动化生产等特点，在诸多领域都得到了广泛的应用。随着光固化技术的不断发展和进步，光固化涂料得到了得到迅速发展，所使用的基材已由木材扩展至纸张、塑料、金属、石材、水泥制品、织物、皮革、玻璃等。光固化涂料可适用于各类工业涂料和汽车涂料，以及织物、印染涂料。外观也分为高光型，亚光型，磨砂型，纹理型等。,为了更好地提高涂料的性能，出现了光固化涂料与传统涂料的结合利用。下面介绍两种比较有发展前景的涂料，光固化水性涂料和光固化粉末涂料。,光固化水性涂料,光固化水性涂料结合了水性涂料和光固化涂料的优点，也是今后光固化涂料主要发展方向之一。光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，体系的黏度可用水来调节，可以得到极薄的涂层，且设备易于清洗，可用于三维物体的表面固化，减少了灰尘的吸附，并能在固化前对涂层的缺陷进行修补。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。,光固化粉末涂料,光固化粉末涂料是一项将传统粉末涂料和光固化技术相结合的新技术。光固化粉末涂料的最大特征是工艺上分为两个明显的阶段，涂层在熔融流平阶段不会发生树脂的早期固化，从而为涂层充分流平和驱除气泡操作提供了充裕的时间，这样就从根本上克服了热固化粉末涂料的顽疾，也消除了光固化液态涂料的不足。,与光固化的液体涂料相比，光固化粉末涂料无活性稀释剂，涂膜收缩率低，与基材附着力高；光固化粉末涂料一次涂装即可形成质量优良的厚涂层；光固化粉末涂料喷涂溅落的粉体便于回收使用。因此，同样是无溶剂环保型涂料，光固化粉末涂料比热固粉末涂料和光固化液体涂料具有更高的技术优势、经济优势和生态优势，而真正称得上是5E型环保涂料。,光固化涂料性能检测,外观 光固化涂料外观一般呈无色或微黄色透明液，大多有较强的丙烯酸酯气味，固化后该气味应基本消失。黏度 黏度高会造成使用上的困难，黏度低容易造成流挂。,细度 细度可通过测量涂膜的光泽来判断。颜料分散好，涂膜表面的粗糙度低，光的漫反射低，光泽高。反之，涂膜表面粗糙，光的漫反射高，光泽低。贮存稳定性 光固化涂料的贮存稳定性主要是指暗固化性能，主要由光引发剂的性质决定。,谢谢！,
