光固化涂料在汽车上的应用
zhangsan
（北京化工大学材料科学与工程学院，北京）
摘要：介绍了光固化涂料的机理、组分及各组分的发展现状。描述了光固化在汽车上的应用。分析了中国当前汽车涂料的局面并展望了汽车涂料的发展前景。
关键字：光固化涂料；汽车涂料；应用；发展现状及方向
The Application of UV Curing on the Automobile
ZHANG San
(Beijing University of Chemical and Technology, Beijing)
Abstract：Introduced UV curing in chemical reaction mechanism , composition and development situation. Combined with its application in automobile. Made a simple analysis about the present situation and feature direction of the auto UV curing coatings.
Key words: UV curable coatings; automobile coating; application; present situation and
development direction
1 前言
随着中国经济的飞速发展，汽车开始走进千家万户，而汽车所使用的涂料也就成为了许多人关心的事情。汽车涂料代表着涂料工业发展的最高水平和发展方向。就中国目前的状况来说，大多数的汽车所使用的固化方式还是烘烤型的为主。这样的固化方式不仅导致了整个涂装过程需要的时间比较的长，而且使得在加工的过程中对环境的控制非常的严格。而光固化涂料由于其具有固化速度快、无溶剂性挥发、节约能、费用低、可自动化生产的优点，在汽车上有很广阔的应用，尤其是在车身的涂装方面还有很大的发展空间。
2 光固化涂料
２.１光固化涂料的机理及发展
光固化涂料属于辐射固化涂料。它在外界光能的辐射下，涂料层吸收了光能，引起化学反应，从而达到快速的固化。光固化的过程为聚合交联过程，光固化光源照射光固化涂料以后，将激发、分解涂料体系中的光引发剂而生成游离基。而活性游离基撞击光固化涂料的双键并与之反应形成增长链，继续链增长使得活性稀释剂和齐聚物中的双键断开，相互交联成膜。通常所用的固化光源有紫外光（UV）、电子束（EB)和可见光。相对于紫外光固化，电子束固化设备较为复杂，成本高，而可见光固化的涂料又难以保存，所以在光固化的光源中，紫外光是用的最多的。而且紫外灯光管的功率高，寿命可以延长至1000h。
光固化涂料的发展历史较早，早在1946年美国的Inmont公司就获得了第一个紫外光固化油墨专利。并且经过二十年的时间，在1968年的时候，光固化涂料首先由德国的拜耳公司开发成功并且推向市场。并由此获得了极大的推广。但是国内的光固化涂料的进展却不是很乐观，20世纪70年代才有大公司和研究所对其研究，80年代应用于家居地板的装饰。90
年代由于室内装饰对于快干地板的需求，而国外进口的光固化涂料的价格比较的高，使得光固化涂料的研究得到了飞速的发展，紫外光固化的设备也实现了国产化。品种也相对的丰富了许多，有了底漆、面漆、亮光、亚光等不同的品种，而且在使用方法上也有了很大的进步，可以喷涂、辊涂、淋涂等。
２.２光固化涂料的组分与作用
光固化涂料主要由齐聚物、活性稀释剂、光引发剂和助剂组成。大致的比例是：齐聚物30%~50%，活性稀释剂40%~60%，光引发剂1%~5%,助剂0.2%~1%。
２.２.１齐聚物
齐聚物又称作光敏树脂，是成膜物质，即构成了固化产品的基本骨架。我们可以看到，它在整个的体系中长的比例相对很大，因此对涂膜的性能起决定性的作用。从齐聚物的结构来看，它们都含有C=C不饱和的双键。可以分为以下几种：（1）不饱和聚酯；（2）环氧丙烯酸酯；（3）聚氨酯丙烯酸酯；（4）聚酯丙烯酸酯；(5)多烯硫醇体系；(6)聚醚丙烯酸酯；(7)水性丙烯酸酯；（8）阳离子树脂。
其中，第1种属于第一代UV固化涂料，后三种属于第二代UV固化涂料。应用最广的是聚环氧丙烯酸酯，因为它具有很多的优点，比如说它形成的固化膜硬度和拉伸强度大、抗张强度大，还有耐化学品性优异、光泽高等。目前主要的环氧丙烯酸酯有双酚A环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯和环氧化油丙烯酸酯。目前国内外的研究学者对各类环氧丙烯酸酯进行了改性的实验研究，以期满足人们的各种需求。比如利用双羟基化合物的羟基与部分环氧基反应，然后剩下的环氧基再与丙烯酸进行酯化反应来提高柔韧性。此外还可以通过胺改性的方法等。另一类应用比较广的是聚氨酯丙烯酸酯（PUA),它的应用程度仅低于环氧丙烯酸酯。因为它也有比较好的性能，比如良好的附着力、柔韧性、耐磨性、高弹性以及快的光固化速率。并且能够通过调节分子结构和官能度，从而得到性能广泛的聚氨酯丙烯酸酯。但是它也有许多的不足，因为通常用的是2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI)和二苯基家玩儿异氰酸酯（MDI),做出来的聚氨酯很容易发黄，而且耐候性不好。近年来多以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)为原料，制造出了综合性能较好的品种。聚氨酯丙烯酸酯预聚物的合成工艺也会严重影响到其最终的性能，因此可以选择较为合适的工艺来控制，比如原料的种类、合成温度、催化剂等。
然而，由于齐聚物都是年度比较高的聚合物，因此在使用的过程中，我们需要添加一定的单体，或者称之为活性稀释剂以调节它的粘度。在这些活性剂中会含有一些有机挥发性的物质（VOC),这些物质有不同程度的毒性和刺激性。所以，水性涂料已经成为涂料发展的主要方向之一。在国内光固化水性涂料方面，研究者做了很多的研究，比如像清华大学、中山大学等。并且随着经济的发展，国际上关于环保的要求越来越严格，这就使得我国不得不在汽车涂料的方面做出更大的努力以适应国际新环境。汽车涂料中的VOC主要来自基色器漆和中涂层，约占VOC排放量的60%-70%。如果车身全部采用水溶性涂料的话，就可以使VOC得排放量减少到27g/m2。
２.２.２光引发剂
光引发剂是光固化体系中的关键组成部分，决定固化程度以及固化的速度，按照引发机理大致可以分为４类：裂解反应机理、氢消除机理、能量转移反应机理和离子反应机理。主要用到的引发剂有：二苯甲酮、安息香双甲醚、氯代硫杂蒽酮、乙基硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、2-苯基-2-N-二甲氨基-1-丁酮、铁盐和酰基磷氧化物。目前固化涂料中研究较多的是小分子紫外自由基光聚合引发剂，但是它与聚合物相容性较差，残留在产物中的引发剂及光解碎片容易迁移和挥发，是产物发黄，并产生有毒的气体。针对这样的问题，研究者们提出了几种解决方案。其中一种是通过生产可聚合的光引发剂使引发剂消耗，减少对环境的伤害，还有一种方案是将引发剂大分子化，因为第一种途径不可能将所有的引发剂都消耗完，必定会有少量的引发剂仍然存在与体系中，最终会导致材料的性能受到影响。当然，有些研究者
还提出了发展多官能度光引发剂。
目前光引发剂的研究方向为：（1）可见光引发剂氟化二苯基二茂铁（IRG-CURE)和双二茂铁。他们的吸收波长已经达到520nm,在可见光聚合中的应用汇比较的多。而且二茂钛在光的照射下产生漂白效应，黄变指数小，深化固化好。（2）高分子光引发剂。在普通的光引发剂分子上，通过化学键将丙烯酸基、乙烯基、烯丙基等不饱和的基团接上或者将普通的光引发剂直接接在高聚物上。光引发剂的高分子化，使得光引发剂的迁移受到限制，同时也解决了光引发剂与聚合物不相容的问题。（3）水溶性引发剂。这一类引发剂的原理如前一小节中所说。可以与水相容，减少VOC的排放，但是效率不是很高。
2.2.3活性稀释剂
活性稀释剂是一种功能性单体，在固化涂料中具有十分重要的作用，主要用来调节涂料的粘度。也参与涂料的固化反应，直接影响膜的性能。活性稀释剂结构上也好有不饱和键，如丙烯酰基、甲基丙烯酰基及乙烯基等，丙烯酰基光固化速度最快，目前使用的多为丙烯酸酯单体。单官能团单体相对分子质量小，因此容易挥发，相应的毒性大、易燃。近年来开发了很多的低挥发性、低毒性甚至无度的活性稀释剂，如PHEA。
3 光固化涂料在汽车中的应用
欧洲1994年提出了《溶剂控制指令-汽车涂装过程排放限制》就明确规定了轿车涂装线有机溶剂的排放量不得高于45g/m2，而普通的轿车VOC的排放量都在125g/m2左右。开发低污染的图来哦就成为了各国关心的热点问题。而光固化涂料具有5E的性质，即（economy)、节能（energy)、环保（ecology)、高效（efficiency)、多能（enabling)。
３.１塑料部件涂装涂料
汽车的很多部件都是由工程塑料或者聚合物基复合材料制作，因此在涂装改善其性质的时候，有许多要注意的问题，比如说不能够画上塑料，而且要使得加工之后的塑料美观、光滑等。为了达到这样的目的，就使得光固化涂料被广泛的应用到汽车上。但是光固化涂料要做到这样的效果也并不是一件非常容易的事情，首先我们要将塑料经紫外光照射时表面产生光化学反应以增加表面张力，以利于光固化涂料的流平与附着，经过涂布光固化清漆并固化后，塑料表面就变得平坦而易于金属化。以上这主要是汽车反光镜的涂装，除了在反光镜上，在车灯灯罩中光固化涂料也得到了很好的应用。就目前来说，聚碳酸酯灯罩早就代替了传统的玻璃灯罩，因为聚碳酸酯具有易加工成型、重量轻和柔性好的优点。但是它的表面强度不好，不耐刻划、易变黄等。以前使用溶剂型有机硅的涂料涂装保护，需多次涂覆、烘烤、降温冷却，周期长，一个成品的加工时间越是3.5小时。而管固化涂料的使用刚好弥补了它的这些不足，固化涂层具有高硬度、耐化学腐蚀性、耐光性、耐候性好，并且涂装的整个过程仅仅需要6-8分钟，效率大大的提高了。这样就使得聚碳酸酯的灯罩能够真正的走向市场而被人们接纳。玻璃纤维增强复合材料部件也使用了许多的光固化涂料。随着人们对于汽车外观美感的追求，许多的复合材料已经出现在汽车上，主要采用的是阳离子光固化材料。３.２光固化修补漆
光固化涂料在汽车的修补方面有很重要的应用。我们知道汽车的金属底漆一般采用阴极电泳或者是其他的防锈剂，含有大量的颜料和添加剂，光固化涂料很难完全取代。但是当汽车损坏时，底气就不肯能使用电泳漆，而且使用热固化涂料和室温固化也会造成许多的不便。而此时，光固化涂料就可以代替原来的底漆，在修补中充当重要的角色。最早的UV修补漆是由BASF公司于2003年11月推向市场的，特点是修补速度快，与传统的修补时间相比，纪念纪念需要几分钟就可以完成修补工作，而需要的能源仅仅是一台UV灯，而且不用担心涂层外观质量的损失。I CI发明了一种光固化底漆，常用于电子器件的树脂部分，由新的用于低能UV光的活性引发剂及特殊颜料组成，填加的颜料可满足抗腐蚀性、硬度等的要求。
和一般的产品相比，它是透明的。光固化涂料的使用，使得生产效率大大的提高哦啊了，当然有利于公司的盈利和经营。缩短工期意味着可以再相等的时间里获取更多的额外利益，提高企业的竞争力。并且勇敢光固化涂料加工出来的汽车质量优越、外观更加的美丽、色彩更加的均匀、光泽警民啊效果都非常的好。还可以减少加工过程中由于时间过长而带来的污染。但是这项技术还是有缺陷的，由于灯管的尺寸限制了UV A光源的能量，而且由于存在变色的原因使得目前光固化图来哦还不能够在表面清漆产品上应用。
３.３汽车面漆
汽车面漆最重要的作用就是装饰，因此，保证其美丽是最重要的。当然由于处于汽车的最表面，会受到阳光的照射，以及更重物质的接触，因此还要具有其他的一些性质。比如说：抗划伤、抗酸雨和汽油、抗撞击、抗水解、抗生物附着、抗雷雨、抗暴晒等。面漆一般由两层涂料组成，下层涂料加有各种颜料如彩色颜料、闪光颜料等；上层涂料为罩光清漆，它能赋予涂层高的光泽并满足面漆的各种要求。光固化透明漆具有无溶剂、快速固化、耐刻划、耐擦伤、高光泽等优点，因此用于罩光清漆。但是它也存在殖民的缺点：（1）由于汽车形状复杂，被涂物会发生UV光照射不到的地方，产生固化不足，凸出部分可能产生UV照射能量过剩而发生变黄的现象。(2)UV固化时的黄变性。变黄是由于引发剂所引起的，一般理论是光引发剂在UV照射时产生的副产物所致。所以浅色的汽车涂膜无法采用有黄变性的光固化涂料。（3）耐候性不足。UV固化形式自身基团聚合，交联密度高，不易受光、热、水的影响产生老化、分解。可是，UV固化时不能够保证所有的引发剂都会消耗完。当残留的引发剂受到外界条件的引发之后，产生基团，它是涂膜变黄和劣化的而主要原因。除此之外，涂料的开裂也是一大需要解决的问题。由于固化的时间非常的短，导致在固化的反面长生很大的残留应力，最终会使得涂料的表层发生开裂等现象。
4 发展方向及展望
我国汽车工业的迅猛发展，截止到2007年，中国的机动车辆的数量已经突破1.6亿。中国已经成为全球第三大汽车生产和第二大汽车销量国。一般来说，发达国家的汽车涂料占该国涂料总产量的20%左右，然而中国的只占据6.6%，也就是说，中国的汽车涂料很大一部分是由外国的图辽阔所代替。事实上，近年来由于国外的大企业纷纷进入中国，导致中国的汽车涂料界面临着巨大的挑战，所以汽车制造商为了利益考虑，就将降价的压力转移到上有的零部件配套厂商。所以中国的涂料上可谓是双向都受到挑战，高端的汽车涂料市场基本上会是被国际巨头抢占，比如说：PPG、巴斯夫、关西、立邦等。国内的民族汽车涂料厂商受品牌、资金、技术等多方面的限制，只能在低端的涂料市场占一定的比额，并且还在逐年下降。
如果中国要想在汽车涂料之中占有一席之地，就必须要努力开发新型、环保、性能优异的涂料。通过自身的改革达到与国外巨头相同的实力，否则的话，中国的涂料市场虽然有很大的发展空间，但是与中国的汽车涂料制造厂商却没有一点的关系。首先，我们要保证节能环保，与国际规定的环境保护等相关的条规相吻合，走国际化的道路。其中的水溶性光固化涂料、粉末型的光固化图料就是很不错的发展方向。其次，要努力研发新的产品，改进工艺条件，从涂料声场的各个环节中改善涂料的质量。近年来，在国际上比较热门的有纳米涂料，我想，大家都还处于比较初级的阶段，就有可能在这一方面有所作为。总之，中国的汽车涂料有很广阔的发展空间，主要是看中国的制造商能不能抓住机会，做好研究与学习。
5 结语
汽车作为现代文明的标志之一，已经于我们的生活密不可分。紫外光固化涂料有着5E的性能。能够很好地符合人们对于涂料的要求，而在中国这样的一个大国里，紫外管固化图来哦
更是显示出了巨大的发展潜力。如果各个制造厂商、研发中心以及用户相互合作，紫外光固化涂料在汽车中的应用汇发展的更加的快。
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紫外光固化涂料的组成成分及其行业应用范围 紫外光固化(Uv固化)是辐射固化技术的一种，是快速发展的“绿色”新技术。紫外光固化涂料(UvCC)是20世纪60年代开发的一种节能环保型涂料。经过紫外光照射后，它会发生光化学反应，液态的低聚物(包括单体)涂层，经过交联聚合而瞬间形成固态涂层。UVCC能得到广泛的应用和发展，是因为它具有节能环保、涂层性能优异、生产效率高等独特优点。 1 .UVCC的组成 UVCC的主要成分包括可交联聚合的预聚物(光活性齐聚物)、活性稀释剂(光活性单体)、光引发剂、助剂(流平剂、消泡剂、消光剂、表面滑爽剂)。其各自性能及研究进展如下。 1.1齐聚物 齐聚物是光固化产品中比例最大的组分之一，是光固化配方的基料树脂，决定着固化后产品的基本性能(包括硬度、柔韧性、附着力、光学性能、耐老化等)。主要包括不饱和聚酯树脂、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯，以及丙烯酸化聚丙烯酸酯等。在20世纪30年代末期，不饱和聚酯树脂最早被开发用作光固化齐聚物。环氧丙烯酸酯是由商品环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而制得，是目前国内光固化产业内消耗量最大的一类光固化齐聚物。它的抗化学腐蚀性、强附着力、对颜料的良好润湿性，使其在纸张涂料、木器涂料、金属底漆方面得到广泛应用。 为了突出齐聚场的性能优势，国内外对其改性方面的研究也比较多，比如胺改性环氧丙烯酸酯，引入季胺基团，其主要特点在于固化速度高、固化膜附着力增加、韧性增强，因而在丝印、平印及柔印油墨上有重要应用价值。另外还有磷酸酯改性、多元酸酐改性、硅氧烷改性、长链脂肪酸改性环氧丙烯酸酯等。聚氨酯丙烯酸酯应用的广泛程度仅次于环氧丙烯酸酯，特别是在纸张、皮革、织物等软性底材的光固化涂饰方面，发挥着至关重要的作用。但是由于它固化慢、价格相对较高，所以在光固化配方中较少作为主体齐聚物，而是作为辅助性功能树脂使用。 20世纪80年代末期，出现了乙烯基醚系列、环氧系列等阳离子机理固化成膜的齐聚物，即非丙烯酸酯齐聚物，这类齐聚物的固化不受空气中氧的阻聚作用的影响，固化速度快，发展较快。人们已合成了既有自由基固化机理的丙烯酸酯基团，又有氧离子固化机理的乙烯基团的杂化齐聚物。随着UVCC的不断发展以及人们环保意识的不断增强，各种水性齐聚物不断出现。有研究论文报道了用于光固化水性涂料的不饱和聚酯。Phifips等人报道了以不同多元醇和多元酸合成的聚酯丙烯酸酯，认为要获得好的水溶性，必须至少有6%～7%的亲水性基团，其相对分子量在6 403 000，固化产物具有较好的耐溶剂性和耐水性。 1.2光活性单体
水性光固化涂料的应用及研究进展 金养智 (中国感光学会辐射固化专业委员会,北京100085) 摘要:水性光固化涂料是一种新型的光固化涂料,本文简述了其特点、水性UV树脂、水性光引发剂 和水性光固化涂料的应用及研究进展。 关键词:光固化;UV固化涂料;水性树脂;光引发剂;低聚物 0引言 辐射固化指紫外光(UV)和电子束(EB)固化,是一种先进的材料表面处理技术。它是利用UV/EB引发具有化学活性的液态材料快速聚合交联,瞬间固化成膜。自1968年德国拜耳公司首先开发了光固化木器涂料,光固化技术实现了产业化,至今还不到40年,但其在全球发展势头迅猛,应用领域不断扩大,形成了一个新的产业。在2004年5月召开的北美辐射固化国际会议,UV/EB固化技术被归纳为具有“5E”特点的工业技术:高效、适应性广、经济、节能及环境友好。因此,UV/EB固化技术被誉为面向21世纪的绿色工业新技术。在北美、欧洲和日本等发达国家和地区,从事UV/EB生产的企业发展迅速,已形成具有一定市场规模的 产业,其中UV固化约占95%,EB固化约占5%,见表1。 我国光固化材料开发始于20世纪70年代初,到90年代开始工业化生产;1993年成立辐射固化分会,现为中国感光学会辐射固化专业委员会;到20世纪末国内初步形成一个新的产业,并进入快速发展阶段。近几年虽遭受石油价格上涨和丙烯酸反倾销导致不正常涨价的影响,但光固化产业仍不断发展和壮大。到2004年,入网会员为313家,比1999年增长147%;光固化原材料总产量2004年达53193t,比1999年增长920%;UV配方产品总产量32590t,5年内增长205.2%(见表2)。 目前,我国已成为仅次于美国和日本的光固化原材料和产 表1 北美、欧洲和日本辐射固化产品统计 注:北美和欧洲为2002年统计数据,日本为2004年统计数据品的生产大国,光固化原材料中活性稀释剂和光引发剂已大量出口,特别是光引发剂已是世界最大的生产国和出口国。光固化涂料是最主要的UV 配方产品,我国光固化涂料主要是竹木地板和家具涂料,2003年突破万吨大关;纸张上光油也是另一大品
1前言 在当代化学工业中,涂料工业的地位日益重要。紫外光固化涂料是20世纪60年代开发的一种环保节能涂料。它具有固化速度快、环境友好、节约能源、可涂装各种基材和费用低等优点,因而在工业和高技术领域得到了广泛的应用[1,2]。 聚氨酯丙烯酸酯(PUA)分子由于有氨酯键,能在分子链间形成多种氢键,使固化膜具有优异的耐磨性和柔韧性,断裂伸长率高,同时具有良好的耐化学药品性和耐高、低温性能,较好的耐冲击性,对塑料等基材有较好的附着力,因而,PUA具有较佳的综合性能[3]。 用于薄膜基材涂料的性能决定涂料在基材上的涂装和应用,基材种类对涂料的应用有较大影响[4],本文主要对用于PVC基材UV固化涂料的组成与固化成膜后的硬度、附着力、耐温及耐水性能进行了研究,研制出了适用于PVC表面涂装且性能优异的清漆配方。 2实验 2.1原材料与仪器设备 实验所用的三种预聚物聚氨酯丙烯酸脂PUA1,PUA2,PUA3均由本实验室合成,性能如表1所示。丙烯酸羟乙酯(HEA)、三缩丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)由江苏三木公司提供,引发剂22羟基222甲基212苯基丙酮(1173)、1-羟基环己烷基苯甲酮(184)、二苯甲酮(BP)、22羟基222甲基212对羟乙基苯基丙酮(2959)、2,4,62三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)、异丙基硫杂蒽酮(ITX)、22甲基12(42甲巯基苯基)222吗啉212丙酮(907)、22苄基222二甲氨基21(42吗啉苯基)212丁酮(910)、双(2,4,62三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(808),42二甲氨基苯甲酸乙酯(EDAB)由常州华钛公司提供。 12KV高压汞灯,线功率160W/cm,蓝天特灯有限公司(河北涿州)。 线棒涂布器、PPH21型铅笔硬度计、QTX漆膜柔韧性测定器,上海现代环境工程技术有限公司。 将聚氨酯丙烯酸酯、稀释单体、光引发剂按照一定比例混合,搅拌均匀。选用50×50cm 的PVC板材,先用甲苯清洗PVC表面,然后用12μm线棒涂布器涂在PVC板上,用高压汞灯照射一定时间,使其固化成膜。 2.3测试 2.3.1固化速度 表干时间(s):使用指触法。 2.3.2涂层附着力 参照GB9256-88方法,通过划格实验的方法判定涂膜的附着力。 2.3.3涂层硬度 参照GB6739-86方法,使用涂膜铅笔划痕硬度计测试涂层的铅笔硬度。 2.3.4涂层柔韧性能 参照GBPT1731-93,使用漆膜弹性实验器,用双手将试板漆膜朝上,紧压于规定直径的轴棒上,绕轴棒弯曲试板。然后以4倍放大镜观察漆膜,检查漆膜是否产生网纹、裂纹及剥落等破坏现象。以不产生上述破坏现象处的轴棒尺寸为试样柔韧性数据。 2.3.5耐温性 在80℃烘箱烘烤72h,观察涂膜是否有裂纹或脱落现象。 2.3.6耐水性
世界涂料工业现状及发 展趋势 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
内容摘要： 1. 世界涂料工业现状及发展趋势生产、消费现状 1997年世界涂料总产量约2200万乙价值600亿美元。产量分布见表1。表1...关键词：涂料,发展,生产,工业,产品,溶剂型,溶剂,聚乙烯 . 世界涂料工业现状及发展趋势 生产、消费现状 1997年世界涂料总产量约2200万乙价值600亿美元。产量分布见表1。 表1 1997年世界涂料产量分布 国家或地区产量／（万t）比例／％ 西欧 北美 亚大地区 拉美 东欧 中东 其它地区 合计2200 世界各国按1997年涂料产量排序，美国第一，为517万t；日本第二，为万t；德国第三，为万t；我国第四，为165．8万t。 按销售业绩排序，1999年占全球涂料业务60％的前十位涂料生产商依次为：Akko Nobel；ICI；Sherwin-Williams；Du Pont；PPG；BASF；关西涂料；日本涂料；Valspar；RPM。 1998年全球共约销售涂料2218万t，预计到2003年将增长到2445万t。市场容量以美洲最大，占％；其次是欧洲，占％；亚大地区居第三，占％。就1998～2003年的年均增长率而论，亚大地区居首，为％；美洲为2％；欧洲为％。世界涂料市场分布及其增长情况见表2。
技术进展 在世纪之交，国外涂料工业正处于一个技术进步的重要时期。环保法规的强化，推动了涂料产品结构的调整：传统溶剂型涂料逐渐减少，高性能、低污染涂料快速增长；限制铅、铬、锌等重金属颜料在涂料中的应用，促进了低毒性颜料的开发；有机锡防污剂的限制使用，促进了无锡低毒长效防污涂料的开发；激烈的军备竞赛又刺激了隐形涂料等特殊性能专用产品的发展。 表2 世界涂料市场分布及其增长情况 1998年市场分布2003年市场分布1998～2003年年均 地区需求量/万t 占有率％需求量／万t 占有率％增长率％ 美洲 欧洲 亚大地区 其它地区 合计 所谓高性能涂料，是指技术性能、使用性能和施工注能更好的涂料品种。其中包括：要求装饰性、鲜映性接近工艺品的轿车面漆；耐腐蚀性极优，具有10年以上保护期的重防腐蚀涂料；耐候性、耐久性达15年的氟碳树脂外墙涂料；电子产业、高新技术要求配套的各种涂料；塑料及橡胶制品涂料；各种功能性涂料如无锡自清洗防污涂料；防静电涂料、防火涂料、大气净化用光催化涂料、零VOC水乳胶涂料、幻觉色彩涂料；等等。 低污染涂料主要指环境适应性好的涂料，包括水性涂料，无溶剂涂料，粉未涂料，高固体分涂料，辐射固化涂料等。其中，以乳胶漆为代表的水性涂料已占涂料总量的55％，水性工业涂料已占工业涂料总量的26％，而且仍呈增长之势。为适应高性能低污染的发展方向，国外通过各种方法对树脂改性，不断推出水性树脂，氟碳树脂，硅树脂，高固体分树脂，超细无机填料，各种低毒高装饰耐候性颜料，水性涂料专用原材料等。 国外涂料生产企业不仅致力于涂料技术本身的提高，还特别重视涂料施工技术的发展，尤其对于OEM涂料施工（在线涂料涂装）的研究投入了巨额经费，远远超过对涂料产品生产本身的投入，做到了涂料技术开发与施工技术研究的紧密结合。如日本关西涂料公司研究所，就装备有能实车涂装的电泳槽（容积20m3），可大大缩短产业研发的周期，但运行费用是很可观的。 发展趋势 向集团化、规模化、专业化方向发展 当今世界涂料工业发展的最显着特点，是一些世界级的大公司通过相互收购、合资合作、技术转让等方式，使涂料生产向集团化、规模化、专业化方向发展，以强化其在某一产品市场领域的竞争能力，从而达到全球化、合理化经营的目的。荷兰阿克苏公司与瑞典Nobel公司合并组建的Akzo一Nobel公司，成为世界上最大的涂料公司之一，最引人注目。阿克苏公司美国部分为集中力量发展其优势产品卷钢涂料（占世界市场的25％）和木器涂料等，将其汽车涂
报告编号：1590796
行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.doczj.com/doc/da3254233.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
一、基本信息 报告名称： 报告编号：1590796←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥6750 元可开具增值税专用发票 网上阅读：aoChanYeXianZhuangYuFaZhanQianJing.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 汽车涂料是指涂装在轿车等各类车辆车身及零部件上的涂料，一般指新车的涂料及辅助材料和车辆修补用涂料。数据显示，当前，我国汽车销量连续突破1800万辆，高速增长的汽车销量有力拉动了汽车涂料涂装业务的持续发展，给汽车涂料行业带来了巨大的商机。近50年来，汽车面漆无论是从基料还是面漆颜色和施工方面都有很大的变化。主要表现在基料方面由硝基磁漆到氨基醇酸磁漆，底漆用自干型醇酸树脂磁漆到热塑性丙烯酸树脂磁漆，其中热固性丙烯酸树脂磁漆和聚氨基耐污性等都得到了很大的提高，这就使面漆的保护性能得到了提升。 据中国产业调研网发布的2015年中国汽车涂料现状调研及发展趋势走势分析报告显示，中国汽车工业协会公布2013年全国汽车销量增长率达到13.9%，销量达到2198万辆，产量达到2211万辆。2014年乘用车市场仍将以10%左右的年均速度增长，这个增速并且会保持3年。2014年中国汽车市场10%的增长力来自于这些省的市场购买力正在从省会、省中心城市向二、三线城市，或者三、四线释放。这些都会需要大量的汽车漆，汽车漆将会有较大幅度的需求增长。在中国汽车原厂漆市场，75%～80%的市场份额是被国际品牌占领；在修补漆市场，75%左右的市场份额被国内品牌所占领，但是，它们大部分占领的是修补漆中低端市场；在塑料件漆市场，大部分的市场份额还是国际品牌的。以单车涂料用量来看，由于汽车涂料性能的提高和涂装技术的不断改进，如以前需厚膜才能达到的性能现在在薄膜状态就可满足，汽车单台涂料用量逐渐减少，目前一台新车的涂料用量仅为10年前的60%。目前主要的汽车原产漆生产商有：关西、巴斯夫、杜邦、PPG、立邦、KCC；主要的修补漆生厂商有：广州实创、广州邦尼、常州普兰纳、PPG、广州联合、常州福莱姆、广州福田、广州雅图、杜邦、阿克苏诺贝尔、宣威、Valspar、巴斯夫、立邦、KCC等。
水性光固化涂料研究进展 发表时间：2018-12-26T10:31:36.900Z 来源：《防护工程》2018年第24期作者：康森[导读] 光固化水性涂料作为一种绿色环保的新型涂料，既响应环保号召，又满足人们对高品质生活的需求 康森 PPG涂料（天津）有限公司天津 300457 摘要：光固化水性涂料作为一种绿色环保的新型涂料，既响应环保号召，又满足人们对高品质生活的需求，近年来得到大力发展。光固化水性涂料要求树脂分子同时具备：1）树脂分子在紫外光的作用下，从液态转化为固态；2）树脂分子能够溶于水或以水作为分散介质，这就要求树脂分子中须含有一定数量的不饱和基团和强亲水基团。基于此，本文主要对水性光固化涂料研究进展进行分析探讨。 关键词：水性光固化涂料；研究进展 1、前言 传统的光固化涂料不能使用相对分子质量过高的低聚物作为主体树脂，同时要加入相对分子质量较低的活性稀释剂，因此难以兼顾硬度和柔韧性。而水性光固化涂料体系是水分散性树脂体系，其黏度与低聚物的相对分子质量无关，只与固含量有关，因而在涂料配方中可使用相对分子质量较高的低聚物，同时又不必加入低分子的活性稀释剂，从根本上解决了高硬度与高柔韧性之间的矛盾。 2、光固化水性涂料的分类和组成 光固化水性涂料的分类方法很多，常见的分类有如下几种：按其固化机理分类可分为自由基光固化体系和阳离子光固化体系两大类，按其使用的光引发剂可分为水溶性体系和水分散性体系两大类，还可以根据其固体含量高低[6]和是否含多官能团丙烯酸酯（MFAs）等来进行分类。 光固化水性涂料体系由水性UV树脂或预聚体、光引发剂、助剂和水组成。其中水性UV树脂或预聚体是体系中最重要的组分，预聚物的分子结构、相对分子质量、官能团密度、Tg等直接影响着涂膜的硬度、强度、黏附性、柔韧性、耐磨性、耐水性、耐候性、耐腐蚀性等综合性能，预聚物还对光固化速度有很大影响。目前，常见的水性UV树脂主要分为以下几类：水性不饱和聚酯、水性聚氨酯丙烯酸酯、水性环氧丙烯酸酯、水性聚酯丙烯酸酯、水性丙烯酸酯化聚丙烯酸酯。 2.1水性不饱和聚酯 水性不饱和聚酯是较早用于UV固化水性涂料的原料之一，其合成方法是通过传统的多元醇和多元酸缩聚反应得到，为使聚合物具有亲水性，通常在不饱和聚酯分子链上引入亲水基团，如聚乙二醇、偏苯三酸酐或均苯四酸酐等。水性不饱和聚酯涂料成本较低，但是其光固化速度较慢，综合性能不及其他水性光固化涂料，导致其应用受到局限。 2.2水性聚氨酯丙烯酸酯 水性聚氨酯丙烯酸酯（WPUA）涂料是目前应用最广泛的UV固化水性涂料之一，兼具聚氨酯和丙烯酸酯二者的优点，具有良好的柔韧性、抗冲击性、抗张强度、耐腐蚀性、耐磨性、耐候性、附着力及手感等综合性能，其最大的特点是可通过分子设计、控制软硬段比例、控制双键和亲水基团含量，来调节预聚物的综合性能。WPUA一般是以二异氰酸酯作为硬段、聚酯二元醇或聚醚二元醇作为软段、含亲水基团的二元醇（如二羟甲基丙酸）作为扩链剂、丙烯酸羟基酯作为封端剂，通过多步缩聚反应制得。研究者通过将双羟基丙烯酸酯（PEDA）接枝到聚氨酯侧链，再用单羟基丙烯酸羟乙酯（HEA）进行封端，得到了一种新型UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯。这种方法大大提高了聚合物的双键含量，可方便地控制聚合物侧链及主链上的碳碳双键含量，进而控制固化膜的性能。测试表明：固化膜的热稳定性随碳碳双键含量的提高而提高。研究者通过原位聚合法制备出无溶剂型聚氨酯丙烯酸酯（PUA）复合乳液，并用氮丙啶对其进行改性，结果表明：氮丙啶与PUA分子链上的羧基发生开环反应，增大了分子的交联密度，改性后的树脂综合性能增强，尤其是防腐性能。刘棚滔等[14]用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）和二乙醇胺合成超支化聚氨酯核，然后用IPDI、聚醚二元醇、DMPA、1，4-丁二醇和丙烯酸羟乙酯合成线性聚氨酯，并将其接枝到超支化聚氨酯核上，最后加入丙烯酸酯，成功制备出稳定性较好的超支化聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液。 2.3水性环氧丙烯酸酯 水性环氧丙烯酸酯是目前用量最大的UV固化水性低聚物之一。它具有原料价格低、拉伸模量高、涂膜硬度高、附着力好、光泽度高、耐化学品性能好、电绝缘性和热稳定性良好等优点，但也存在脆性和耐黄变性能差等缺点。通常由（甲基）丙烯酸与环氧树脂酯化后制得环氧丙烯酸酯，利用环氧丙烯酸酯中的羟基与酸酐（如顺酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐等）反应从而引入羧基作为亲水基团，再用有机胺中和得到水性环氧丙烯酸酯树脂。研究者以丙烯酸和马来酸酐为改性剂，以双酚A型环氧树脂为基体，以正硅酸乙酯为前驱体，以γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷为偶联剂，制得一种新型改性的水性环氧丙烯酸酯（WEA）/纳米SiO2溶胶复合材料，试验结果表明，固化时间为40s，最大固化度达到了88%的凝胶含量，纳米硅溶胶的加入改善了WEA树脂的热稳定性和阻燃性。 2.4水性聚酯丙烯酸酯 水性聚酯丙烯酸酯（WPEA）是水性光固化体系中较为常见且价格低廉的低聚物。它容易制备，具有色泽浅、光泽度高、柔韧性好、涂膜丰满等优点，其最大的特点是具有较低黏度，常用于丝印油墨和罩光清漆。WPEA是由相对分子质量较低的聚酯二醇经丙烯酸酯化制得，一般由聚酯端羟基与丙烯酸酯化或由聚酯端羧基与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应而得。 2.5水性丙烯酸酯化聚丙烯酸酯 水性丙烯酸酯化聚丙烯酸酯具有价廉、易制备、耐黄变、光泽度好、涂膜丰满、附着力好等优点，一般通过含有特定基团的单体与丙烯酸系单体共聚，再与丙烯酸系单体反应，从而制得水性丙烯酸酯化丙烯酸酯。常用丙烯酸共聚引入羧基，用甲基丙烯酸-β-羟乙酯或（甲基）丙烯酸缩水甘油酯共聚引入羟基或环氧基从而进一步引入丙烯酰基团。但由于共聚过程中双键被消耗，其光固化活性较差。 3、光固化水性涂料的发展和应用 3.1光固化水性涂料的发展
汽车涂料产业发展规划 ——产业投资建设规划 近年来，全球汽车行业保持持续增长势头，汽车销量实现连续多年上涨。2018年，全球汽车销量为9560万辆，仍处较高水平。在全球汽车销量稳步增长下，虽然汽车涂料面临环境问题和原材料价格上涨的威胁，但仍维持了较好发展态势。 加强产业政策与财税、金融等相关政策的衔接，支持各类社会资本参与企业并购重组，合力推进产业稳增长、调结构、转型升级、降本增效。积极协调落实相关配套政策，加强对区域的督促指导，统筹推进各项工作。 为加快推进产业发展，结合实际，制定本规划。 第一部分发展路线 以产业转型升级为发展主线；以质量效率型、集约增长型为主要发展方式；以创新驱动为主要发展途径。促进区域产业总体保持中高速增长，产业迈向中高端水平，实现产业发展质量和效益全面提升。 第二部分原则 1、机制创新，部门协同。创新管理体制和运营监管机制，强化部门协同，持续推进产业发展，实现可持续发展。
2、因地制宜，示范引领。着眼区域实际，充分考虑经济社会发展 水平，逐步研究制定适合区域特点的能效标准。制定合理技术路线， 采用适宜技术、产品和体系，总结经验，开展多种示范。 3、坚持总量控制。继续严格控制产能盲目扩张，把调整产业结构 放在更加突出位置，加快推进联合重组，调整产品结构，提高生产集 中度。 4、创新驱动，增强发展动力。将技术创新作为产业革命的驱动力量。改善创新科研体制机制，加强科技人才培养，鼓励企业科技创新，加快科技成果向现实生产力转化。 5、坚持融合发展。推进业态和模式创新，促进信息技术与产业深 度融合，强化产业与上下游产业跨界互动，加快产业跨越式发展。 第三部分背景分析 新兴国家市场地位提升 近年来，全球汽车行业保持持续增长势头，汽车销量实现连续多 年上涨。2018年，全球汽车销量为9560万辆，仍处较高水平。在全球汽车销量稳步增长下，虽然汽车涂料面临环境问题和原材料价格上涨 的威胁，但仍维持了较好发展态势。
紫外光固化(固化)是辐射固化技术地一种，是快速发展地“绿色”新技术.紫外光固化涂料()是世纪年代开发地一种节能环保型涂料.经过紫外光照射后，它会发生光化学反应，液态地低聚物(包括单体)涂层，经过交联聚合而瞬间形成固态涂层.能得到广泛地应用和发展，是因为它具有节能环保、涂层性能优异、生产效率高等独特优点. 地组成 地主要成分包括可交联聚合地预聚物(光活性齐聚物)、活性稀释剂(光活性单体)、光引发剂、助剂(流平剂、消泡剂、消光剂、表面滑爽剂).其各自性能及研究进展如下.资料个人收集整理，勿做商业用途 齐聚物 齐聚物是光固化产品中比例最大地组分之一，是光固化配方地基料树脂，决定着固化后产品地基本性能(包括硬度、柔韧性、附着力、光学性能、耐老化等).主要包括不饱和聚酯树脂、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯，以及丙烯酸化聚丙烯酸酯等.在世纪年代末期，不饱和聚酯树脂最早被开发用作光固化齐聚物.环氧丙烯酸酯是由商品环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而制得，是目前国内光固化产业内消耗量最大地一类光固化齐聚物.它地抗化学腐蚀性、强附着力、对颜料地良好润湿性，使其在纸张涂料、木器涂料、金属底漆方面得到广泛应用.资料个人收集整理，勿做商业用途 为了突出齐聚场地性能优势，国内外对其改性方面地研究也比较多，比如胺改性环氧丙烯酸酯，引入季胺基团，其主要特点在于固化速度高、固化膜附着力增加、韧性增强，因而在丝印、平印及柔印油墨上有重要应用价值.另外还有磷酸酯改性、多元酸酐改性、硅氧烷改性、长链脂肪酸改性环氧丙烯酸酯等.聚氨酯丙烯酸酯应用地广泛程度仅次于环氧丙烯酸酯，特别是在纸张、皮革、织物等软性底材地光固化涂饰方面，发挥着至关重要地作用.但是由于它固化慢、价格相对较高，所以在光固化配方中较少作为主体齐聚物，而是作为辅助性功能树脂使用.资料个人收集整理，勿做商业用途 世纪年代末期，出现了乙烯基醚系列、环氧系列等阳离子机理固化成膜地齐聚物，即非丙烯酸酯齐聚物，这类齐聚物地固化不受空气中氧地阻聚作用地影响，固化速度快，发展较快.人们已合成了既有自由基固化机理地丙烯酸酯基团，又有氧离子固化机理地乙烯基团地杂化齐聚物.随着地不断发展以及人们环保意识地不断增强，各种水性齐聚物不断出现.有研究论文报道了用于光固化水性涂料地不饱和聚酯.等人报道了以不同多元醇和多元酸合成地聚酯丙烯酸酯，认为要获得好地水溶性，必须至少有～地亲水性基团，其相对分子量在，固化产物具有较好地耐溶剂性和耐水性.资料个人收集整理，勿做商业用途 光活性单体 传统地溶剂型涂料通常需加入有机溶剂，以起到调节黏度地作用，这些有机溶剂一般不参与成膜反应，在成膜时挥发到空气中会造成环境污染.而在光固化体系中，光活性单体(活性稀释剂)不但起到调节体系黏度地作用，而且通常都能参加固化成膜反应，很少挥发到空气中，赋予了体系环保特性.按分子中含有地反应性基团，活性稀释剂分为单官能度、多官能度活性稀释剂.研究了官能度对其聚合速率地影响，结果表明：官能度越大，固化速度越快，交联程度越高.资料个人收集整理，勿做商业用途 目前应用最广泛地活性稀释剂是(甲基)丙烯酸酯类，其已经发展为第三代活性稀释剂，具有高反应活性、低收缩率等优点.资料个人收集整理，勿做商业用途 光引发剂 光引发剂是地关键组分，其作用是产生引发固化反应地活性基团.一般分为自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂.阴离子光引发剂地研究较少，尚未发现商业应用报道.自由基光引发剂分为裂解型和夺氢型两大类.裂解型自由基光引发剂多以芳基烷基酮衍生物为主，如苯偶姻衍生物、苯偶酰缩酮衍生物、二烷氧基苯乙酮、一羟烷基苯酮、一胺烷基苯酮等，其
光固化涂料 田科基 （北京化工大学材料学院2011012035） 摘要：光固化涂料是1种新型的绿色环保节能型涂料．近几年发展很快。本文介绍了光固化涂料的基础理论、各个组成部分、国内外的近期发展、研究现状及其应用。 关键词：光固化涂料；UV；光引发剂 The Photo Curing Coating Tian keji （BUCT College of materials 2011012035）The photocuring coating is a kind of functional curing coating which is called as an environmental-friendly green product . It is developing fast in current years. The basic theory , compositions of the photocuring coating , its application and the latest development were reported. Keywords : photocuring coating ; UV ;photoinitiator 引言 光固化涂料是1种受光线照射后，能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化的高分子物质，与传统的自然干燥或热固化涂料相比，能量利用率高、适用热敏基材、无污染、成膜速度快、涂膜质量高[1]和适合连续化大生产的涂料品种，符合当前世界各国日益重视环保的要求，被誉为环境友好型涂料。其固化光源一般为紫外光(UV)、电子束(EB)和可见光[2]…，由于电子束固化设备较为复杂且成本高，而可见光固化的材料又难以保存，因此，目前最常用的固化光源依然是紫外光[3]。 自从20世纪60年代德闰Bayer公司开发了第一代紫外光同化涂料以来，光固化涂料技术上不断成熟，原材料、品种、性能不断发展。早期的光固化涂料主要应用于木器涂装，而现在所适用的基材已扩展至纸张、塑料、金属、石材、水泥、织物、皮革等；涂料的外外观也由最初的高光型，发展出亚光型、磨砂型、金属闪光犁、珠光型、烫金型、纹理型等；适宜涂装方式包括淋涂、辊涂、喷涂、浸涂、丝印、胶印、柔印、凹印等。 1、光固化涂料的固化原理[4] 光固化涂料的固化过程为聚合交联过程,光固化光源照射光固化涂料后,将激发、分解涂料体系中的光引发剂而生成游离基(其中含有活性自由基和活性阳离子)： AB―AB*(光引发剂吸收光能最后成为激发态)
我国汽车涂料的发展现状 （高材11201：王小飞指导老师：颜学敏）近年来，国家在提高了涂料行业的进入门槛，对规范我国的涂料市场秩序，提高我国涂料的质量标准，促进涂料行业的技术创新起到了积极作用。而在涂料行业中，汽车涂料占有很大比重，随着汽车的日益普及，汽车涂料行业也称为我们关注的焦点。本文就涂料基础、汽车涂料和汽车涂料的未来进行调研论述。 涂料的基础 涂料以前叫油漆，油漆都是用植物油和天然树脂熬炼后涂布与物体表面，经空气中的氧作用而形成坚韧的油漆，实际上转化为交联结构的体型聚合物。随着高分子材料合成工艺学的发展，以合成树脂为主要成膜物质的涂料得到了很大发展。 涂料是指具有流动状态或粉末态的有机物质，把它涂布于物体表面上经干燥、固化或熔融固化形成一层薄膜，均匀并良好地覆盖在物质表面上，不管其中是否含有颜料，通常为涂料。涂料固化与粘合剂的相似，包括化学反应产生的固化、物理的溶剂挥发、熔融体凝固等固化过程。涂料的固化又称为、干燥、。 1)成膜物质 成膜物质是形成涂膜的物质，是具有聚合活性的天然油脂加工物或具有反应活性的合成树脂或线型高聚物。成膜物质在涂料储存期间必须相当稳定，不能发生明显的物理或化学变化，在规定条件下成膜后，要求迅速形成干燥的漆膜层。 根据成膜物质的来源可以分为两类：一类是来自织物的油漆、油料及天然树脂；另一类是化学合成的合成树脂。 其中大部分树脂都可以作为涂料的成膜物质，但由于涂料必须流体状态以便于涂布，成膜以后要求油漆不仅具有光洁坚硬的表面性能，而且要有一定的柔韧性，所以一般用作塑料原料的合成树脂不能直接用作成膜物质，必须根据涂料要求进行专门生产。一般来说，用于涂料的合成树脂具有以下特点：a.具有反应活性的低聚物用作成膜物质后，如果生成的高聚物交联密度过高，柔韧性差，则必须进行改性处理；b.用共聚物生产溶液型涂料时，可以增加塑性和在有机溶剂中的溶解性，但平均分子量应适当，不能过高，以免溶液黏度过高。对于常温下难以制成溶液状态的聚合物如聚乙烯等，可以制成高分散粉末状态，用粉末喷涂或流态化涂布的方法进行使用。 2)颜料 颜料是不溶于介质（如油、水等）的有色或白色的高分散性物质。颜料需有适当的遮盖力、着色力、高分散度、鲜明的颜色和对光的稳定性。除了少数无色涂料外，绝大多数涂料中必须加入不同数量的颜料。颜料可以形成的漆膜具有某种色彩的遮盖力、增加涂料的机械强度、提高耐磨性、阻止紫外线在漆膜中的穿透力、延缓漆膜的老化进程、提高耐候性、延长使用期限等。 分散度是颜料颗粒的大小及其分布，分散度越高颗粒越细。为了提高颜料在涂料中的分散能力，通常用表面活性剂或高分子化合物对颜料进行表面处理。经过表面处理的颜料不易在涂料中沉降，即使沉降也仅生成絮凝聚集体，经搅拌后可以恢复原状。颜料颗粒大小、颗粒大小的分布和表面处理效
作者简介:周晓燕,女,硕士研究生,从事紫外光(UV)耐磨涂料的研究与开发。 紫外光固化涂料的组成及研究 周晓燕1 马家举2 江 棂2 (1.化学工业第二设计院宁波工程有限公司,315040; 2.安徽理工大学化学工程系,232001) 摘 要 介绍了U V 光固化涂料用齐聚物、单体、光引发剂以及助剂的开发。描述了U V 阳离子固化、混杂固化用齐聚物、单体和光引发剂的作用,以及U V 光固化涂料用助剂和改性树脂的应用。展望了U V 光固化涂料的国内外市场发展前景。 关键词 光固化涂料,齐聚物,单体,光引发剂,助剂 Research and composition of UV curable coatings Zhou Xiaoyan 1 M a Jiaj 2 Jiang Ling 2 (1.Ningbo Engineering Co.,Ltd.,Second Design Institute of Chemical Industry,315040) (2.Anhui University of Science and Technology,232001) Abstract T he dev elopment of the oligo mers,mo nomers,photoinitiators and additives used in U V curable coatings is introduced.T he oligo mers,monomers and pho to initiato rs used in UV cationic cur ed,hybrid cured and applicatio n of additives and resin modified U V curable coating are described.T he fature development tendency for mar ket at home and abroad are pre view ed. Key words U V curable coating s,oligomer,monomer ,photoinitiator,addit ives 齐聚物、单体和光引发剂是光固配方的基本组成。U V 辐射固化的主要反应过程是由辐射引起光引发剂分解,生成的活性自由基引发单体/齐聚物聚合交联。因此,光引发剂的引发效率对配方的成本及光固化速率的影响致关重要。齐聚物组成了固化膜交联网状结构的骨架,它是产品理化性能的主要决定因素。多官能团单体一方面对组分起到稀释作用,提高可加工性能,另一方面对光固化体系的聚合速率影响很大。 1 齐聚物 当前在U V 固化领域,主要是开发低粘度、高速固化、具有特殊功能性的齐聚物。开发低粘度齐聚物可减少配方中对皮肤有刺激作用的稀释单体用量;而特殊功能性齐聚物的开发主要是改善其物理、化学性能。除了传统的丙烯酸酯类齐聚物、环氧和乙烯基醚类化合物外,近年还开发了一些新型或功 能性齐聚物。 1 1 环氧有机硅光敏齐聚物 由于聚硅氧烷具有良好的疏水性,低表面能及优良的抗紫外线能力,研究环氧聚硅氧烷光敏树脂的阳离子光固化,可望获得在无惰性气体保护条件下具有固化速度快、表面性能好、物理机械性能优良的上光、封装、涂层等材料,在电子、光纤通讯等高科技领域获得应用。黄毓礼等[1,2]合成了具有高感光性含硅丙烯酸酯化合物ANS 和环氧有机硅光敏齐聚物,如图1所示。 图1 环氧有机硅光敏齐聚物 图2 硅氧烷环氧树脂 第31卷第7期化工新型材料Vol 31No 72003年7月 N EW CHEM ICAL M AT ERIAL S July 2003
ISSN 1000-0054CN 11-2223/N 清华大学学报(自然科学版)J Tsingh ua Univ (Sci &Tech ),2001年第41卷第10期 2001,V o l.41,N o.109/33 30-32 紫外光固化涂料的研究现状 白新德1 , 查 萍1 , 尹应武 2 (1.清华大学材料科学与工程系,北京100084; 2.清华大学化学系,北京100084) 收稿日期:2000-10-26 作者简介:白新德(1941-),男(汉),北京,教授。 摘 要:紫外光固化涂料是一种新型的绿色涂料,近几年发展迅速。文中从紫外光固化技术的原理出发,概述了国内外研究进展。介绍了光固化涂料的各个组成部分及其发展情况,分析其性能和结构的关系,提出了既要开展理论研究又要重视应用研究的新思路。在展望了紫外光固化涂料发展前景的同时,指出紫外光固化水性涂料和紫外光固化粉末涂料是其发展的两大趋势。 关键词:紫外光固化;涂料;性能中图分类号: TQ 163 文章编号:1000-0054(2001)10-0030-03 文献标识码: A Research status of UV curing coatings BAI Xinde 1,ZHA Ping 1,YIN Yingwu 2 (1.Department of Materials Science and Engineering ,Tsinghua University ; 2.Department of Chemistry ,Tsinghua Univers ity , Beijing 100084,China ) Abs tract : Th e UV cu ring coating is a new ly d eveloped green ch emical product.This article introd uces th e principle of th e UV cu ring coatings (UV CC)and review s th e development of UVC C.Every com position of UVC C w as pres en ted along w ith th e development.The ralation ship betw een th e perfo rmance and th e structure w as discussed. The advan tages and dis advantag es of UVC C w ere indicated.A new development idea bas ed on theoretical and p ractical research has been proposed.It is intend ed th at UV cu ring w ater coatings and UV curing powd er coating s are th e two development directions of th e UV cu ring coatings.Key words : UV curing;coatings;perfo rmance 传统的涂料固化通常是通过加热即物理干燥的方法除去高分子溶液中的溶剂,得到硬化的漆膜。紫外光(UV )固化则是利用紫外光的能量引发涂料中的低分子预聚体或齐聚体及作为活性稀释剂的单体分子之间的聚合及交联反应,得到硬化漆膜,实质上是通过形成化学键实现化学干燥。紫外光固化技术分为自由基固化机理、阳离子固化机理,以及自由 基阳离子混杂固化机理。自由基固化是指光引发剂在紫外光照射下产生自由基,自由基引发预聚物和单体上的不饱和基团发生加成聚合反应。阳离子固化指阳离子引发剂在紫外光辐照下产生质子酸或路易斯酸,形成正离子活性中心,引发阳离子开环聚合。自由基阳离子混杂固化是指在同一体系里同时发生自由基光固化反应和阳离子光固化反应。和传统涂料固化技术相比,紫外光固化的最大优点是固化速度快、涂膜质量高、环境污染少、能量消耗低。中国从20世纪70年代初开始研究开发紫外光固化技术。近年来中国在紫外光固化材料和技术设备的研制、生产方面取得了可喜的进步,在预聚体、活性稀释剂、光引发剂的品种和紫外光源的开发和生产等方面,已达到国际先进水平。紫外光固化技术在国民经济许多部门的应用越来越广泛,增长速度很快。 1 紫外光固化涂料的组成 紫外光固化涂料(UV curing coa ting s,简称 UV CC )主要由光活性齐聚体、光活性单体、光引发剂等组成,其性能与进展分述如下: 1)光活性齐聚体 最早应用的光活性齐聚体是不饱和聚酯树脂,随后相继研究开发了许多品种,如丙烯酸化环氧树脂、聚氨酯、聚酯、聚醚,以及丙烯酸化聚丙烯酸酯。广泛使用的是丙烯酸化环氧树脂,其附着力强,抗化学腐蚀,对颜料的润湿性好。综合性能优良的是丙烯酸化聚氨酯,它们固化速度快,漆膜的综合性能好,但价格昂贵。随着对特殊性能的齐聚体的需求,相继研究了耐候性齐聚体、低粘度高活性齐聚体[1] 、具有粘弹性的齐聚体,以及一些特殊结构的齐聚体[2]。
2013-2014学年第一学期 功能高分子材料文献 综述论文 学院：生物与化学工程学院 专业：10级应用化学 组员：李春林（105011440007） 周玉龙（105011440008）
紫外光固化涂料的发展及应用 摘要：本文首先介绍了紫外光固化涂料的特点、固化机理，然后对紫外光固化涂料的发展现状与应用领域进行了详述，指出，未来紫外光固化涂料的研究和发展趋势。最后进行了紫外光固化涂料与传统涂料相比的优点分析。 关键词：紫外光固化涂料；应用；发展趋势；优势 1 前言 紫外光固化涂料（UVCC）是一种节能和环境友好型涂料，是上世纪60 年代末由德国拜耳公司开发的一种环保型节能涂料。该涂料在受到紫外光照射后发生光化学反应，使涂层快速聚合、交联而固化。紫外光固化涂料具有固化速度快、能耗少、环保等优点，广泛应用于各种生产领域。我国进入90年代后，随着邮电通讯、计算机、印刷和电子等行业的不断发展以及人民生活水平的不断提高，对UVCC产生了很大需求，引进了国外先进的紫外光固化设备、技术和材料，大大推动了国内UVCC的发展，现在已经初具规模。由于传统涂料的危害巨大，UVCC 在以后的推广与应用具有广阔的前景。 2、紫外光固化涂料（UVCC） 光固化涂料由光活性齐聚体(低聚物)、活性稀释剂(单体) 、光引发剂和各类添加剂(颜、填料、消泡剂等)组成。其中低聚物是UV 固化涂料的基料树脂，作为骨架在整个体系中占有相当大的比例，对整个体系的性能，如硬度、柔韧性、附着力、光学性能、耐久性及耐老化性能等起着决定性作用。 2.1 光活性齐聚体 光活性齐聚体都为含有C = C 不饱和双键的较低分子量树脂，主要有以下几种：（l）不饱和聚酯；（2）环氧丙烯酸酯；（3）聚氨酯丙烯酸酯；（4）聚酯丙烯酸酯；（5）多烯/硫醇体系；（6）聚醚丙烯酸酯；（7）水性丙烯酸酯；（8）阳离子树脂。目前应用最广泛的是前四种齐聚体。 2.2 活性稀释剂 光活性单体是一种功能型单体，其作用是调节UVCC的合适粘度，对粘度较大的齐聚体进行稀释，因此又叫稀释剂，它控制涂料固化交联密度，改善涂膜的物理、机械性能，参与固化成膜。光活性单体在结构上含有不饱和双键，如（甲基）丙稀酰基、乙烯基、烯丙基等。一般分为单官能度、双官能度和多官能度稀释剂，官能度愈大，固化速度愈快。 2.3 光引发剂 光引发剂是一类容易吸收紫外光能量产生活性自由基或活性离子基，进而引发涂料中不饱和基团聚合的物质。它主要分为两类：自由基型和阳离子型。阳离子型光引发剂价格较为昂贵，一般利用叔胺类光敏剂构成引发剂/光敏剂复合引发体系。目前使用较广的是自由基型光引发剂，常用的自由基型光引发剂有羰基化合物，如安息香、偶氮化合物，如偶氮二异丁腈等。 2.4 各类添加剂 加入UVCC的一些添加剂，主要用以改善涂料性能，增加紫外光敏感性，降
汽车涂料的应用现状和未来发展趋势 摘要：随着科学技术的发展，人们生活水平的不断提高，汽车工业的高速发展，作为汽车工业必不可少的汽车涂料也呈现出用量大、品种多、涂层性能要求高和涂装施工工艺要求特殊等特点。本文主要对汽车涂料的应用现状与发展趋势进行了探讨。 关键词：汽车涂料；应用现状；节能环保；纳米材料 引言 汽车界用涂料在近百年中已实现了5次大的更新换代：“油性漆、硝基漆(汽车喷漆)、以醇酸和酚醛为主的合成树脂涂料、电泳涂料和优质合成树脂(环氧、氨基醇酸、丙烯酸、聚酯、聚氨酯等)涂料、环保型(低VOC)涂料。推动汽车涂料更新换代的基本原因，归根到底是人们环保意识的增强，VOC排放规定的越来越严格。 一、汽车涂料的现状 随着工业化的不断发展，导致地球环境不断恶化，保护自然环境已成为全人类的共同课题。当人们着手解决汽车尾气对环境造成污染的同时，汽车涂装过程中VOC造成的大气污染也引起了高度的重视。据估计，全球汽车工业释放的VOC 每年高达30万t以上。21世纪，汽车工业将进一步发展，而汽车涂料用量必将随着汽车产量的加大而增长。汽车涂料品种多、用量大、涂层性能要求高、涂装工艺特殊，已经成为专用涂料发展的推动力。在汽车工业发达的国家，汽车涂料的产量占涂料总产量的20％。汽车涂料是工业涂料中技术含量大、附加值高的品种，它代表着一个国家涂料工业的技术水平。汽车涂料主要品种有：汽车底漆、面漆、罩光清漆、中涂漆、修补漆。20世纪90年代，一批耐酸雨、抗划伤型汽车面漆、水性涂料、高固体分涂料和粉末涂料等环保型涂料相继得到开发，并已广泛获得工业应用。 二、节能环保的汽车涂料 观察世界涂料工业的发展走势，不难发现，未来汽车涂料在提高性能的同时更注重环保性。水性涂料、粉末涂料以及高固体分涂料将逐步替代传统的溶剂型中涂、面漆涂料，成为现代环保型汽车涂料的主流。 1、电泳涂料。目前，世界汽车生产中有92％使用电泳涂料（ED），其中有90％采用阴极电泳涂料（CED）。 2、中间涂层。近些年，带色的中间涂层已在美国广泛采用，其主要优点是中涂的颜色与面漆颜色配套，提高了外观装饰性。 3、面漆。近几年，金属闪光漆发展迅速，珠光漆和梦幻涂料等层出不穷，