紫外光固化涂料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,紫外光固化涂料及其纳米改性,1.,紫外光固化涂料(Ultraviolet Curing Coatings)的介绍,2.,纳米技术改性紫外光固化涂料,紫外光固化涂料(UVCC)的国内外现状,国 外,1968年Bayer研发了第一代UVCC木器涂,料，全球年增长率保持1015。,欧、美、日三地UVCC产量占全球UVCC,市场95的份额。,全球涂料市场，UVCC占其它涂料产品份,额为15，预计到2015年达到30。,国 内,我国于70年代开始研发UVCC；,80年代，发展缓慢；,90年代，得到快速的发展；,目前UVCC的产量年增长率为4060,是全球发展最快的地区。,UVCC的特点,Efficiency(高效),Energy Saving(节能),Enabling(适应性广),Economy(经济),Environmental Friendly(环境友好)符合“5E”原则，符合21世纪环保绿色涂料新标准。,UVCC的主要组分,光引发剂,(35%),预聚物,(4060%),活性稀释剂,(4060%),助剂,(0.21%),UVCC的应用,1.UV木器涂料,UV腻子漆、UV底漆、UV面漆。,2.UV纸张涂料,书刊封面、明信片、广告宣传纸、商品,外包装纸盒、纸币表面等。,3.UV塑料涂料,汽车部件、光盘、信用卡等塑料基材。,4.UV金属涂料,适用于钢材防锈、金属标牌装饰、彩,涂钢板、易拉罐加工、铝合金门窗保护等。,5.UV光纤涂料,6.皮革用UV涂料,7.UV光盘保护涂料,8.汽车工业用UV涂料,UVCC的发展方向,优点：(1)以水为稀释剂、不燃烧、设备易,清洗,(2)无毒性、刺激性、无VOC排放,(3)可得到极薄的涂层，降低成本,缺点：(1)光泽度低、耐洗涤性差,(2)固化前需预干燥等,1.UV水溶性涂料,2.UV粉末涂料,优点：(1)无需稀释剂,(2)涂膜收缩率低，与基材附着力高,(3)可形成优良的厚涂层(125,m,),(4)喷涂溅落的粉体可回收利用,UV粉末涂料比UV液体涂料更具技术、,经济、环保优势，真正的“5E”涂料。,纳米技术改性UV涂料,纳米技术在涂料中应用可获得特殊的功能涂料。,(1)抗菌涂料,(2)抗紫外线涂料,(3)抗辐射涂料,(4)抗静电涂料,(5)红外线吸收涂料,(6)隐身涂料等,纳米SiO,2,改性紫外光固化涂料,目的：提高涂料的硬度、耐磨性、抗紫外,线的性能等。,改性方法：,(1)填充法,(2)原位杂化法,直接填充纳米SiO,2,存在问题：,(1)有机相无机相之间相溶性差,(2)难分散，易团聚,(3)稳定性差,解决方法：对纳米SiO,2,进行表面有机化改性,纳米SiO,2,表面改性得依据,：,图1 纳米SiO,2,的表面状态,表面改性的方法：,(1)醇酸酯化法,(2)表面活性剂改性法,(3)偶联剂改性法,(4)共聚接枝改性,偶联剂(KH-570)改性法：,共聚接枝改性法,：,改性方法的优缺点,：,1.改善了纳米粒子与UV涂料体系的相溶性,2.改善了共聚接枝改性的纳米SiO,2,在涂料中,的稳定性,3.在涂料中的粒径较大,4.涂膜光泽较差,添加表面共聚接枝改性的纳米SiO,2,，UV,涂料的性能：,(1)UV涂料的硬度由23H提升到56H,(2)耐磨性由9.6mg提升到2.3mg,(500g/500r),(3)纳米粒子的稳定性达到60d以上,(4)附着力100(划格法),溶胶凝胶原位杂化改性,改型后UV涂料的性质：,(1)UV涂料的硬度由23H提升到6H,(2)耐磨性由9.6mg提升到1.7mg,(500g/500r),(3)纳米粒子的稳定性达到90d以上,(4)附着力100(划格法),特点：,1.纳米粒子无需表面改性即可实现,在涂料体系中均匀分散,2.改性后的UV涂膜质量高于填充法,3.反应条件简单，成本较低,谢 谢！,1.消泡剂,具有铺展、渗透性，降低气泡膜的表面张力,2.流平剂,提高涂料的流动性，克服涂膜的缩空、针孔、,橘皮、流挂等弊病,3.,润湿、分散剂,用来提高颜料在涂料中的悬浮稳定性,光引发剂,目前常用的：,1.,自由基型,2.,阳离子型,今后的发展方向：,1.,可见光型,2.,水溶性型,3.,高分子型,预聚物,特点：,1.主要的成膜物质,2.分子量大，粘度高,3.对涂膜性质起决定作用,预聚物,1.不饱和聚酯,主要由二元酸及其酸酐与二元醇缩聚制得。,2.环氧丙烯酸酯,3.聚氨酯丙烯酸酯,产品的合成是利用了异氰酸酯中的,异氰酸根,(-NCO),与,长链二醇,和,丙烯酸羟基酯,中的羟基(-OH),反应，形成,NHCOO(氨基甲酸酯),而制得。,4.聚酯丙烯酸酯,由多元醇与丙烯酸酯制得。,5.聚醚丙烯酸酯,主要是聚乙二醇、聚丙二醇的丙烯酸酯。,今后发展的方向：,6.有机硅预聚物,7.有机氟预聚物,8.低粘度预聚物,9.,水溶性预聚物,活性稀释剂,活性稀释剂的作用，调节UVCC的粘度，,同时参与成膜。,选择原则,：,(1)粘度低、稀释能力强、易溶于UVCC,(2)挥发性、气味、毒性均要小,(3)活性大、官能度适中、聚合收缩率小,现有稀释剂种类：,1.单官能度,苯乙烯、乙酸乙烯酯、N乙烯基吡咯烷酮、单,官能度丙烯酸酯等。,2.,二官能团,代表产品：TPGDA(三缩丙二醇二丙烯酸酯)、,HDDA(己二醇二丙烯酸酯)、NPGDA(戊二醇二丙烯,酸酯)等。,3.,三官能团,代表产品：TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、,PETA(季戊四醇三丙烯酸酯),活性稀释剂的发展方向：,(1)烷氧基化,乙氧基化(CH,2,CH,2,O)、,丙氧基化(CH,2,CH,2,CH,2,O),(2)烯基醚化,乙烯基醚化(CH,2,CHO)、,丙烯基醚化(CH,2,CHCH,2,O),特点：粘度低、稀释能力强、活性高、,毒性低,光引发剂的引发UVCC固化机理,：,1.裂解型自由基光引发剂（PI,1,）,机理：,(1)苯偶姻及其衍生物,(2)苯偶酰及其衍生物,(3)苯乙酮及其衍生物,2.提氢型自由基光引发剂（PI,2,）,机理：,(1)二苯甲酮及其衍生物,(2),硫杂蒽酮及其衍生物,阳离子光引发剂的机理：,吸收紫外光后，发生光解产生超强质子,酸，从而引发阳离子预聚物和活性稀释剂阳,离子聚合。,(1)芳基重氮盐：,(2)二芳基碘鎓盐,(3)三芳基硫鎓盐,(4),芳基茂铁盐,其中产生强质子酸的阴离子有：,SbF,6,，AsF,6,，PF,6,，BF,4,1.可见光引发剂,UVCC光引发剂一般对波长在300400nm的紫,外光敏感,可见光引发剂对500nm以上的可见光敏感。,应用于信息、计算机、激光技术等领域。,2.水性引发剂,在原有引发剂分子上引入氨基、磺酸基等水溶,性基团，主要应用于水性光固化涂料。,3.,大分子引发剂,在原有引发剂分子上引入含不饱和双键的活性,聚合单体或在大分子化合物上引入光引发剂两条路,径，优点是没有分子碎片放出。,