UV光固化涂料(光固化涂料涂装工艺)

近年来，随着人们节能环保意识的增强，紫外光固化涂料具有挥发性有机化合物(VOC)少、环境友好、固化速度快、生产效率高、能源利用率高、节约能源、固化产物理化性能稳定等特点。紫外光固化涂料的应用发展迅速。目前，光固化涂料不仅广泛应用于纸张、塑料、金属、玻璃、陶瓷等基材，还成功应用于光纤、印刷电路板、电子元件封装等材料。

光固化涂层的组成:

光固化树脂光引发剂活性稀释剂添加剂

01.光固化树脂

光固化树脂是指含有不饱和双键、环氧基等在光照条件下可以发生光固化反应的基团的低聚物，如聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、环氧丙烯酸酯(EA)、聚酯丙烯酸酯(PEA)等。紫外光固化树脂是决定紫外光固化涂料涂膜性能的主要因素，也是涂料中最大的组分之一。

聚氨酯丙烯酸酯(PUA)是通过异氰酸酯中的异氰酸酯基与长链二元醇中的羟基和羟基丙烯酸酯两步反应形成氨酯键而制备的。合成路线如下:

环氧丙烯酸酯(EA)是由环氧树脂与丙烯酸或甲基丙烯酸开环酯化而成。合成路线如下:

聚酯丙烯酸酯(PEA)是由低分子量聚酯二醇经丙烯酸酯化而成。合成方法有很多种，如丙烯酸、二元酸、二元醇一步酯化，二元酸、二元醇先合成聚酯二元醇再与丙烯酸酯化，加入二元酸、环氧乙烷再与丙烯酸酯化等。

02.光引发剂

光引发剂是一类能直接或间接吸收辐射能，然后从基态跃迁到激发单重态，再从体系间跃迁到激发三重态的物质。激发的单重态或三重态经过单分子或双分子的化学作用后，生成能引发单体聚合的活性中间体(自由基或阳离子)。光引发剂分为自由基引发剂和阳离子引发剂，其中自由基引发剂应用最为广泛。

03.活性稀释剂

活性稀释剂是具有可聚合反应性官能团的有机小分子单体或功能单体，能参与光固化交联反应，起到溶解、稀释和调节光固化树脂粘度的作用。

根据固化机理，活性稀释剂分为自由基型和阳离子型。自由基型活性稀释剂主要包括丙烯酸酯类单体，而阳离子型是带有乙烯基醚或环氧基团的单体。

根据分子中活性官能团的数量，活性稀释剂分为单官能、双官能和多官能活性稀释剂。活性稀释剂的反应性官能团越多，光固化活性越高，光固化速度越快，交联密度越高，有利于提高固化膜的物理机械性能和耐化学性。

单官能活性稀释剂主要包括丙烯酸酯和乙烯基，如甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸异丙冰片酯(IBOA)、甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯(THFFA)、苯乙烯(ST)、醋酸乙烯酯(VA)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)。

双官能活性稀释剂包括1.6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)和三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)等。

多功能活性稀释剂分子量大，粘度高，稀释效果相对较差，沸点高，挥发性低，收缩率高，导致涂膜脆性大。所以主要是根据应用要求调整具体性能，比如加快固化速度，增加干膜硬度，提高干膜耐刮擦性。如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)、三羟甲基丙烷丙烯酸酯(DTMPTTA)等。

04.添加剂

包括颜料、填料和功能助剂。

颜料提供了涂层的某种颜色并覆盖在基材上，同时改善了涂层的某些性能，如提高涂层的强度和附着力，增加涂层的光泽度，增强涂层的耐光性和耐候性。白色颜料主要是二氧化钛、氧化锌和立德粉。黑色颜料是炭黑、石墨、氧化铁黑和苯胺黑。彩色颜料包括红色、黄色、蓝色和其他颜料。

该填料可以增加涂层厚度，降低涂层成本，同时通过改善涂层的流变性能和物理机械性能，提高涂层的耐磨性和耐久性。通常有碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、氢氧化铝和滑石粉等。因为它们的折光率接近低聚物和活性稀释剂的折光率，所以它们对基材没有覆盖能力。

功能性添加剂通常包括消泡剂、流平剂、润湿分散剂、消光剂、附着力促进剂等。，而且这些添加剂的添加量都不高。

光固化涂料应用案例分析

由于其优异的产品特性和环保特性，紫外光固化涂料目前在3C工业中得到广泛应用。它们主要是彩色底漆、保护底漆和面漆，可以改善光泽、耐候性、耐磨性和耐化学性。
本文以3C工业中的紫外光固化涂料为例，对键盘涂饰剂的基本配方分析如下:

序列号

组件名称

含量%

功能

一个

聚氨酯丙烯酸酯(PUA)

65.0-75.0

光固化树脂

2

甲基丙烯酸异丙酯(IBOA)

10.0-15.0

活性稀释剂

三

三丙二醇二丙烯酸酯

6.0-10.0

四

三羟甲基丙烷三丙烯酸酯

2.0-6.0

五

1-羟基环己基二苯甲酮(184)

2.0-3.0

光引发剂

六

苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化磷(TPO)

0.2-0.6

七

润湿剂

0.1-0.5

添加剂

八

消光剂

0.1-05

九

附着力促进剂

0.1-0.5

深圳863材料在光固化涂料的研究和分析方面有着丰富的经验。通过检测分析，确定了光固化树脂、活性稀释剂、光引发剂和添加剂的种类，分析了各物质的含量，对比分析了产品的差异，有助于研发提高产品性能。我们还可以根据客户的要求协助开发光固化涂料。