紫外光固化涂料用光引发剂的研究进展_姚桃花

紫外光固化水性涂料研究进展楚会来发布时间：2021-09-01T06:15:43.036Z 来源：《新型城镇化》2021年12期作者：楚会来刘艳菲王洁[导读] 20 世纪 60 年代发展起来的 UV 固化涂料，主要是利用涂料中的光引发剂产生自由基（或阳离子），使聚合物或单体发生双键聚合，最终形成具有特定力学性能的相对分子质量。

河北晨阳工贸集团有限公司河北保定 072550摘要：20 世纪 60 年代发展起来的 UV 固化涂料，主要是利用涂料中的光引发剂产生自由基（或阳离子），使聚合物或单体发生双键聚合，最终形成具有特定力学性能的相对分子质量。

本品为环保涂料，不添加有机溶剂，在使用过程中固化速度快（几秒到几十秒），具有“节能减排” 效果。

UV 固化一般在室温下进行，对于一些无法耐热的基材， UV 固化涂料是很好的选择。

关键词：紫外光固化；水性涂料；研究进展光固化水性涂料的优缺点光固化水性涂料的优点以水作为稀释介质对低聚物或树脂进行稀释，易于控制体系的黏度，价格低，易得。

流变性可方便地用水或增稠剂调节，适用于辊涂、幕涂、喷漆等多种涂装方式，安装方便。

用水调节黏度，降低有机溶剂的含量，减少 VOC，降低刺激性和毒性，环境污染少或无污染，不影响人体健康。

由于涂膜固化收缩，固化膜与基材结合力好，适用于涂覆塑料等非吸收基材表面。

为了保持涂膜的硬度和弹性，可以使用分子量较高的预聚树脂。

存放方便，固化前可触摸，防尘操作简单，不影响涂膜平整度。

光固化水性涂料的缺点水容易霉变，水的冰点为 0，不适于贮存和运输。

水的表面张力大（在常温下为 72.7510-3Nm-1)，因此对基材表面清洁要求高，不易渗透基材，造成涂层不均匀。

（3）涂装后干燥除湿消耗大量热量，不节能。

除水外，需额外干燥设备，干燥时间长，工序繁琐，涂布效率低。

水作为稀释介质，限制了基材的使用范围，例如，金属基材在高温除湿过程中易发生锈蚀，而纸张和皮革基材不适合高温干燥。

光固化胶粘剂的研究进展摘要：本文从光引发剂、预聚物和活性稀释剂3方面介绍了UV光固化胶粘剂的最新研究进展。

展望了UV固化胶粘剂的研究与发展方向。

关键词：紫外光固化；胶粘剂；应用光固化胶粘剂（以下简称光固胶）可分为紫外光（UV）固化胶粘剂（波长200~400 nm）和可见光固化胶粘剂（波长400~500 nm）。

UV光固化就是用适当波长和光强的紫外光照射，使光引发剂迅速分解成自由基或阳离子，进而引发不饱和有机化合物发生聚合反应，最终生成交联结构的固化产物。

自1960 年国外报道UV光固胶以来，该胶已在许多工业领域应用i，尤其是需要快速装配的高技术产业领域，例如LCD（液晶显示器）制造业；照相机等光学产品制造业。

UV 光固胶的优点是：（1）固化时间短，一般1~几十秒即可固化；（2）粘接范围广，可粘接金属、玻璃、塑料等各可固化；（2）粘接范围广，可粘接金属、玻璃、塑料等各种材料，也可进行结构材料的粘接；（3）环保、安全，适用于高速自动化生产。

UV光固胶主要由光引发剂、光敏树脂（预聚体）和活性稀释剂组成。

本文主要介绍近几年来紫外光固化胶粘剂的研究现状与发展。

1、 UV光引发剂光引发剂是光固胶组成中最重要的成分。

选用光引发剂时应注意其吸收光谱与光源的发射光谱相匹配，在UV光源的光谱范围内光活性要高，具有较高的活性体（自由基或阳离子）量子效率，在齐聚体和单体中有良好的溶解性和反应活性。

另外，为了提高光固化速度可使用复合光敏引发剂。

光引发剂主要是影响固化速度和固化程度。

C. Decker等和Zbigniew Czech等都对光引发剂的影响进行了探讨。

Xinyan Xiao等以双酚A环氧树脂为基体，丙烯酸和马来酸酐为改性剂合成了一种新型的水性环氧丙烯酸酯，外加纳米硅溶胶（溶胶凝胶法），制备了UV光固化水性环氧丙烯酸/硅溶胶杂化材料。

进行了光引发剂含量对固化体系固化时间的影响程度试验，结果表明，固化程度最高可达88％，光引发剂的最佳用量为3.5％，固化时间为40 s，而且纳米硅溶胶的加入改善了水性环氧丙烯酸酯热稳定性。

时间：2010-02-250前言紫外光(UV)固化涂料第一份专利诞生在1947年，经过半个多世纪的发展，UV固化涂料已经成为较为成熟的技术，特别是随着人们环保意识的提高，生产和研究人员更加注意UV固化涂料的开发和应用。

UV固化涂料是一种绿色环保型涂料，它完全符合“4E”原则，一般UV固化能耗为热固化的1／5，且UV固化涂料含挥发组分较少，污染小，最吸引研究人员和开发商的是UV固化涂料能减少原材料消耗，有利于降低经济成本。

在过去的几年中，UV固化涂料在光纤涂层、CD涂层／DVD粘合剂、信用卡、木材、饮料罐、食品包装、杂志封面、医疗器械和汽车行业中都有着十分迅速的发展。

UV固化涂料拥有巨大的市场潜力，其在整个涂料产品中的比例正在逐年增长。

随着UV固化应用范围的日益扩大，在技术上也有重要突破，UV固化涂料与粉末涂料相结合，发展了UV固化粉末涂料，与水性涂料结合发展了、UV固化水性涂料，这早已成为研究的热点，且技术正处于不断成熟中，具有很大的发展前景。

本文从单体、低聚物、光引发剂及助剂角度，总结了近年来有关UV固化涂料的研究进展，并详细介绍了两种具有巨大发展潜力的应用领域。

1 UV固化涂料的组成UV固化涂料主要由低聚物、单体、光引发剂及助剂组成。

UV固化的主要反应历程是由辐射引起光引发剂分解，生成活性自由基引发单体／低聚物聚合交联。

因此，光引发剂的引发效率对于配方的成本以及光固化速率起着致关重要的作用，同时围绕引发剂问题也产生了不同的固化技术，例如：混杂固化、光暗固化等。

低聚物组成了固化膜交联网状结构的骨架，它是产品物理化学性能的主要决定因素，多官能团单体一方面对于配方起到稀释作用，提高可加工性能，另一方面对于光固体系的聚合速度影响很大。

因此，急待发展的技术包括引发效率高而低价格的光引发剂，无毒或毒性小的单体，低粘度低聚物等等。

1．1单体和低聚物单体和低聚物的主要特征是含有端基双键，它是光固化成膜的物质基础，在光固化成膜物质的研究和改性中，其研究的主要思路是：通过化学手段，将含有双键的单体连接在树脂上，使树脂具有光固化活性。

UV固化涂料的研究进展和前景张怀滨（070305班070305121号）摘要: 概述了UV 固化涂料的基本原理、基本本反应及组成, 介绍了近年来紫外光固化体系中光敏预聚体的研究进展。

认为开发水性紫外光固化涂料、紫外光固化粉末涂料是目前紫外光固化涂料的发展趋势。

介绍了光固化涂料的应用情况及其前景展望。

关词键: UV 固化涂料; 基质树脂; 光固化粉末涂料; 光固化水性涂料0. 引言光固化是一种快速发展起来的绿色新技术。

从20 世纪70 年代至今, 辐射固化技术在发达国家的应用越来越普及, 已广泛用于各种涂料、油墨及胶黏剂等领域。

其中, UV 固化技术的发展更加迅速。

与热固化相比, UV 固化具有无挥发性物质释放、节省能源、生产效率高等优点。

UV 固化涂料是20 世纪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, 使涂层快速聚合和交联, 达到固化成膜的目的。

目前关于提高固化速度、增强附着力和降低活性稀释剂毒性的新型预聚物、稀释剂和光敏剂的开发和应用研究已经取得了卓越的成就。

1.UV涂料固化机理根据格若斯定律，光致化学反应的必要条件是物质对光的有效吸收。

被物质吸收的光有可能引发光化学反应，但并非被物质吸收的光都能使物质发生光化学反应，只有具有足够高能量的光才能激发物质使光化学反应得以发生。

显然，物质对光的吸收、吸收光的能量和物质自身的化学结构之间的关系是决定光化学反应能否发生的关键因素。

光化当量定律表明：在初级反应中，被活化的分子数（或原子数）等于吸收的光量子数。

光量子是光的最基本能量单位，其能量：δ=hy=hc/λ式中：h=6.62*J.s ; c=3*m/s活化1摩尔的分子需要吸收6.02*个光子。

把1摩尔物质所吸收的光子能量称为1个爱因斯坦，即：=йhc/若以纳米作为波长单位，则=1.196×/λ(kJ/mol).紫外光的波长范围在200~400 nm，根据光化当量定律可以确定紫外光的爱因斯坦量子值为598~299kJ/mol。

紫外光固化涂料用引发剂的研究摘要: 紫外光固化涂料与常规涂料相比,具有许多优点,近年发展迅猛.光引发剂剂作为紫外光固化涂料的重要组成部分,也随之成为近年来研究热点.本文概述了光引发剂的分类及其机理,并介绍了近年来光引发剂的研究进展以及未来的发展方向.关键词: 紫外光固化;涂料;光引发剂引言紫外光固化涂料具有成膜速度快无溶剂、低污染、节省能源,固化涂层物化性能优异,适合流水线生产等优点而日益受到重视，正是因为这些优点,紫外光固化涂料在近年才发展迅猛.在紫外光固化涂料中,光引发剂只占组成百分之几,但在价格上却占了1/3~1/4.因而光引发剂成为研究热点。

1.光引发剂的分类及其引发机理现在已经已经投入市场或处于实验阶段的光引发剂的种类很多,在国际上按其引发机理和性质可将光引发剂分成两类:自由基型光引发剂和离子型光引发剂。

1.1 自由基型光引发剂自由基型光引发剂按照化学反应机理又可大至分成三类:(1) 光分裂型(P-1型)这种光引发剂如安息香醚是不需要加入其他的共引发剂的,只需要紫外光光照就可以引发聚合与交联了。

(2) 质子提取型(P-2型)这种光引发剂中需要加入一些光敏剂如胺、醇胺,以构成光引发剂/光敏剂复合引发体系, 形成的自由基再引发单体聚合或交联固化成膜,这种体系可以抑制O2 阻聚作用,提高固化速度。

[2](3) 电荷转移型这类引发剂的机理又叫电荷转移复合物机理,在引发体系中,电子给体与电子受体相互作用形成电荷转移复合物,大大的降低了电荷分离所需的能量,因此这类复合物被照射时,易生成激发态的电荷转移复合物,然后解离形成自由基,再引发单体聚合或交联成膜。

(4) 能量转移型能量转移引发机理如下:光激发的给体分子(P) 和基态受体分子( I) 之间发生能量转移而产生能引发聚合反应的初级自由基,示意如下:式中,P 示能量给出者,即光敏剂; I 表示能量接受者,为光引发剂;* 激发态。

在此过程中,光敏剂不发生任何化学变化,初级自由基是基态受体分子在能量转移过程中或转移后发生化学变化所形成的。

收稿日期:2006-03-06作者简介:赵红振(1979-),男,河南焦作人,西北工业大学硕士生,研究方向:材料学。

紫外光固化涂料的研究进展赵红振1,　齐暑华1,　周文英1,　李国新2(1.西北工业大学应用化学系,陕西西安　710072;2.西安建筑科技大学材料系,陕西西安　710055) 摘要:紫外光固化涂料由于固化速度快、涂膜质量高、环境污染少以及能耗低等优点,已经成为涂料工业中的一支重要生力军。

本文介绍了紫外光固化涂料的固化原理,同时也对紫外光固化涂料中的光引发剂、活性单体、齐聚物、助剂等的发展现状进行了综述,重点介绍了混杂齐聚物、水性齐聚物、超支化齐聚物的研究进展。

详细介绍了环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯类齐聚物的研究。

紫外光固化涂料的水性化和粉末化将是紫外光固化涂料未来的发展方向。

关键词:紫外光固化涂料;光引发剂;活性单体;齐聚物中图分类号:T Q 63016 文献标识码:A 文章编号:1001-0017(2006)05-0352-04The Development of Study on UV Curing CoatingZHAO H ong -zhen ,QI Shu -hua ,ZHOU W en -ying and LI G uo -xin(1.Department o f Applied Chemistry ,Northwestern Polytechnical Univer sity ,Xi ’an 710072,China ;2.Xi ’an Univer sity o f Architectural Science and Technology ,Xi ’an 710055,China )Abstract :UV curing coating has become an im portant fresh activist of coating industry because its many advantages such as fast curing speed ,g ood quality of films spreading ,less environment pollution and low energy consum ption.The curing mechanism of UV curing coating is reviewed in this article as well as the devel 2opment of photoinitiator ,active m onomer ,olig omer and additive used in UV curing coating.The developments of hybrid olig omer ,waterborne olig omer and over branched olig omer are introduced especially.The studies on olig omers such as epoxy -acrylate ,polyester -acrylate ,and polyurethane -acrylate are discussed in detail.W aterborne UV curing coating and powder UV curing coating will be the development trends of UV curing coating in the future.K ey w ords :UV curing coating ;photoinitiator ;active m onomer ;olig omer前　言紫外光(UV )固化是利用紫外光的能量引发涂料中的低分子预聚物或齐聚物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。

紫外光固化涂料及其研究进展陆银秋;吴培龙;陈建国;朱书文【摘要】针对UV固化涂料的应用现状,进行全面有效的分析,并详细介绍究紫外光固化涂料的现实意义、紫外光固化涂料组成成分与应用领域,U V固化涂料的环保性能比较好,在各大工业企业中具有非常广阔的应用前景.因此,本文主要提出UV固化水性涂料、改良型UV固化涂料与UV固化粉末涂料的研究进展,希望能够给相关工作人员提供良好的帮助与借鉴.【期刊名称】《信息记录材料》【年(卷),期】2018(019)012【总页数】2页(P18-19)【关键词】紫外光固化涂料;组成成分;UV固化水性涂料;改良型UV固化涂料;UV 固化粉末涂料【作者】陆银秋;吴培龙;陈建国;朱书文【作者单位】江苏景宏新材料科技有限公司江苏宿迁 223800;江苏景宏新材料科技有限公司江苏宿迁 223800;江苏景宏新材料科技有限公司江苏宿迁 223800;江苏景宏新材料科技有限公司江苏宿迁 223800【正文语种】中文【中图分类】TQ631 引言紫外光固化涂料简称为UV固化涂料，利用辐照固化技术而生成的环保型涂料，在紫外光的照射之下，能够在短时间内交联固化，形成良好的涂膜。

与传统的溶剂型涂料相比，UV固化涂料的有机挥发组分排放量较少，环保节能效果更好，具有良好的应用前景。

上个世纪70年代后期，德国拜耳公司成功开发UV固化涂料，并对其进行商品化生产，此后，美国研制出基于丙烯酸酯的紫外光固化涂料，引起了人们的广泛关注，为了保证UV固化涂料能够得到更好的应用，本文主要分析UV 固化涂料的组成成分与研究进展。

2 研究紫外光固化涂料的现实意义UV固化涂料与我们所了解的液体涂料不同，其属于无溶剂环保型涂料，具有节能效果好、工艺简单等特点，在金属器件涂装过程中，具有良好的应用效果。

由于热固型粉末涂料的加工温度比较高，涂料固化时间较长，在熔融的过程当中，很容易发生桔皮现象，严重影响涂料表面质量。

通过研究UV固化涂料的组成与应用，能够保证UV固化涂料的储存稳定性得到更好提升，弥补热固型粉末涂料的缺点，如UV固化涂料的熔融温度在100℃到140℃之间，相比于热固型粉末涂料，UV固化涂料的熔融温度要低，再加上其固化速度比较快，在合金热敏材料与热敏基材等部件涂装中取得了良好的应用效果 [1]。

紫外光固化涂料的研究进展及发展趋势近年来，随着环保和高效生产的要求不断提高，紫外光固化涂料在涂料行业中越来越受到关注。

紫外光固化涂料是一种能够在几秒钟甚至更短的时间内，通过光引发硬化反应，从而形成一层坚硬的涂层的涂料。

它与传统的涂料相比有着许多优点，其中包括生产效率高、干燥速度快、不含挥发性有机物等。

因此，它在各种领域中广泛使用，包括电子、建筑、木材、汽车等领域。

1. 紫外光固化涂料的研究进展：随着紫外光固化技术的不断改进和完善，紫外光固化涂料已经得到了广泛的应用和研究。

固化效果是紫外光固化涂料的核心问题，现代紫外光固化涂料中配方设计趋于复杂，通常包含了多种单体、预聚物、交联剂、光引发剂等成分，并且各成分之间的相互作用对于固化效果的影响也很大。

目前，研究者主要集中在以下几方面：首先是光引发剂的研究，光引发剂作为光固化的关键成分，其种类的选择和使用量的大小对光固化涂料的性能有着很大的影响。

目前已经开发出了不同类型的光引发剂，如苯基哌嗪酮、芳砜、二硫代苯并咪唑等等，并且在不断地完善和改进。

其次是紫外光固化涂料的基础研究，包括材料的结构、性质分析，双键的光化学反应机理研究以及定量分析等，这可以帮助人们更深入地理解紫外光固化涂料的特性及其固化机理。

最后，对紫外光固化涂料的应用领域进行了广泛的探索和研究，如电子、建筑、木材、汽车等领域。

2. 紫外光固化涂料的发展趋势：从研究的角度来看，未来的紫外光固化涂料研究将会朝着以下几个方向发展：首先是固化速度的提高，一方面是通过改进配方和光引发剂的选择，另一方面则是通过改进紫外光源的性能。

其次是降低光源所应用的波长，使得紫外光能量更加有效地转化为固化效果，提高涂层的硬化度和附着力。

第三，随着人们对环保越来越重视，研究者将会更加注重环保因素的考虑，如采用低VOC（挥发性有机化合物）的光引发剂和使用可循环的材料。

最后，对高分子材料的分离与分离参量控制技术的研究将会成为未来的重要研究方向。

Chemical Propellants & Polymeric Materials２００９年第７卷第３期· 22 ·紫外光固化涂料的研究进展王青尧，葛圣松，李家园，赵玉花(山东科技大学化学与环境工程学院，山东青岛 266510)摘　要：介绍了紫外光固化涂料的构成体系：自由基光固化体系、阳离子光固化体系和阳离子与自由基混合光固化体系。

对紫外光固化涂料的制备方法进行了综述，并简介几种新型紫外光固化涂料。

关键词：紫外光固化；制备；应用中图分类号： TQ630.7 文献标识码： A 文章编号： 1672－2191(2009)03－0022－04收稿日期：2008－11－12作者简介：王青尧(1984－)，男，山东青岛人，在读研究生，主要从事应用化学研究。

电子信箱：wangqingyao0532@紫外光固化涂料(UV 固化涂料)与传统自然干燥或热固化涂料相比，具有能量利用率高、适用热敏基材、无污染、成膜速度快、生产效率高、涂料性能优异等优点，越来越被人们所接受，近20年来得到了迅速发展，成为21世纪一项重要的绿色技术，它与人们的衣食住行密切相关，应用范围极其广泛[1]。

紫外光固化涂料由特种不饱和树脂、活性稀释剂、光引发剂及其他特殊助剂组成，在强紫外光照射下快速交联成膜，且挥发性有机化合物(VOC)含量低，污染少，易于配制，贮存稳定性好。

特别是近年来，环保法规的日益严厉和人们对高性能涂料的需求不断增长，使UV 固化涂料得到了快速发展。

文中对紫外光固化涂料的构成体系、制备方法和应用前景进行了综述。

１ UV 固化涂料的构成体系１．１ 自由基光固化体系自由基光固化体系是较为成熟的UV 固化涂料体系，其显著特点是在固化树脂和活性稀释剂中加入单分子光解引发剂或双分子反应光引发剂，在紫外光照射下，烯烃类单体共聚成为长链聚合物。

近年来，高分子引发剂和水溶性光敏引发剂作为新兴的具有广泛开发应用前景的引发剂品种引起国内外学者的浓厚兴趣。

表面涂料紫外光固化技术光明前景表面涂料紫外光固化技术光明前景表面涂料紫外光固化技术光明前景以下内容会员跟帖回复才能看到==============================1 绪言UV作为一种新的加工技术在澳大利亚获得商业化已经有25年以上的时间了，而且现在行情继续看好。

该项技术正以每年接近10%的速度稳步发展，尤其是在表面涂料和相关工业方面。

本文有两个目的，第一，向有可能成为新的最终用户的成员介绍该技术，包括该技术的简要原理的初步介绍。

第二是向现行的最终用户介绍该技术的最新流行形势，特别是在澳大利亚的进展情况。

因为这种进展是同海外类似技术的发展相联系的。

在这第二部分中还将介绍在澳大利亚与该项技术有关的正在进行的基础研究的简要情况。

澳大利亚把UV固化技术引用到社会许多重要应用领域特别是安全设施方面。

例如澳大利亚的聚合物纸币(银行货币)是世界上唯一的流通货币，就是运用UV涂料和UV固化技术的研究成果。

该工艺投入生产已经8年了，而且在反伪造问题上非常成功。

它还是一项出口赚取外汇的技术，因为许多国家的流通币现在采用Australian Reserve Bank(澳大利亚贮备银行)的技术进行生产。

2 光固化技术UV固化是通过一种单体/低聚物的混合物的快速聚合而获得一种也可交联的涂膜的一种技术。

UV体系的这种快速聚合是用光引发剂和高性能的灯来实现的。

UV固化技术所采用的树脂体系(表1)涉及到一种基本低聚物、实质上它是一种低分子量(约2500 )的预聚物，常用的有氨基甲酸酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯，虽然像乙烯基醚那些不含丙烯酸酯的低聚物之类，也正被逐渐彩。

低聚物的粘度较高,为便于施工和提高交联固化速度，需要加入单体作为活性稀释剂来调整树脂的流变性。

活性稀释剂的结构对最终涂膜的性能如流动性，滑爽性，润湿性，溶胀性，收缩性，附着力以及涂膜内部的迁移性是有重要影响的。

活性稀释剂可以是单官能度的，也可以是多官能度的，后者较好，因为它可以使固化时的交联度提高。