紫外光固化保温涂料的研究

紫外光固化涂料具有高效率、低消耗的特点，是一种新型环保节能型涂料。文章综述了紫外光固化涂料的特点、固化原理、主要组成包括齐聚物、活性稀释剂、光引发剂和助剂以及紫外光固化涂料的发展前景。

1.概 述

当代化学工业中，涂料工业的地位日益重要。在发达的工业国家，涂料生产约占化学工业年产值的10%，涂料在发展现代工业方面起着非常重要的辅助作用，从日常生活品到国防尖端产品，从传统产业到高新技术部门，均需要涂料产品起保护、装饰作用或赋予特殊性能。许多学者甚至以涂料工业的发展情况作为衡量一个国家工业发展水平的尺度和标志。

目前市场上最常见的涂料品种主要有五种：溶剂型涂料、光固化涂料、粉末涂料、水性涂料、高固体分涂料。如今在市场中占主要份额的仍是传统的溶剂型涂料。然而，随着世界经济的发展，全世界每年向大气中排放的挥发性有机化合物也日益增加，目前已达到2000万吨/年的规模。这些排放物不仅污染环境，影响人体健康，而且破坏生态平衡，导致温室效应，危害人类的生存。因此，控制有机挥发成分(VOC)的排放，已成为世界性的环保课题。

紫外光固化涂料主要是指在紫外光照射下液态涂层迅速交联固化变为固态涂层的一类新型涂料，由于其高效涂装固化和环境友好特征，为世界涂料行业和绝大多数管理机构所认可的环保涂料。UV固化是辐射固化中应用最广泛的一类固化技术，紫外光固化涂料是60年代末由德国开发的一类环保型涂料。该涂料经紫外光照射后发生光化学反应, 使涂层发生快速聚合，交联，达到固化的目的。

紫外光固化涂料从成功开发以来，现已大应用于纸张、塑料、金属、玻璃、陶瓷等基材，而且向着多功能化方向发展。紫外光固化涂料与传统的热固化涂料相比节省能源， 耗能约为热固化涂料的1/5-1/10，无溶剂排放，既安全又不污染环境固化速度快（0.1-10s），生产效率高，适合流水线作业可涂装对热敏感的基材涂层性能优异，具有良好的耐摩擦性、耐溶剂性及耐污染性等性能^[1]。典型的紫外光固化配方必须包含2个最基本组分^[2]：能有效地吸收紫外光并能高效产生活性种的光引发剂和至少带有2个能形成聚合物网络的不饱和基团的单体或低聚物。

2. 紫外光固化原理

化学动力学研究表明，紫外光促使UV涂料固化的机理属于自由基连锁聚合。首先是光引发阶段；其次是链增长反应阶段，这一阶段随着链增长的进行，体系会出现交联，固化成膜；最后链自由基会通过偶合或歧化而完成链终止。在UV固化的3个连续阶段中，光引发的速度最慢，是整个光固化反应速度的控制阶段，因此，光敏剂的光引发活性直接影响着UV固化涂料的干燥速度^[3]。UV固化涂料的性能与UV强度以及波长有关，同时与UV涂料的结构组成即低聚物、活性稀释剂及颜填料等因素有关^[4]。当紫外光照射UV 固化涂料时，将激发分解涂料中的光引发剂，生成游离基，活性游离基撞击涂料中的双键并进行反应形成增长链，这一反应继续延伸，使活性稀释剂和齐聚物中的双键断开,交联而成膜^[5]。