巴斯夫低聚物及光引发剂在光固化涂料中的应用
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光固化涂料的应用随着科技的发展,涂料的种类也在日益增多。
其中,光固化涂料正受到越来越多企业和消费者的青睐。
这种涂料不仅可以提高涂料的品质和维护时间,还可以降低涂料的污染物排放量和生产成本。
在本文中,我们将讨论光固化涂料的应用和未来发展趋势。
一、光固化涂料的基本原理光固化涂料是一种使用紫外线或电子束等光源进行非热固化的涂料。
该涂料在涂布后会立即在紫外光或电子束作用下发生聚合反应,从而形成固体涂膜。
由于光固化涂料不采用传统热固化涂料需要的溶剂,因此可大大降低涂料的VOC排放。
二、光固化涂料的应用光固化涂料可广泛应用于木制品、金属制品、塑料制品、纸张印刷、汽车和建筑成品等领域。
下面我们来具体介绍几个光固化涂料的应用场景:木制品喷漆:在木质家具制造、建筑装修、音响、建筑模型等领域,光固化涂料已经得到了广泛应用。
传统的木质喷漆往往会排放有害的挥发物,而光固化涂料通过光化学反应快速固化并形成一个坚硬的表面,可大大降低VOC排放量。
3D打印:光固化涂料的高效反应速度使其成为3D打印的有力选择。
相比传统的加热熔融方法,光固化技术不会改变材料的性质和工艺流程,同时兼顾速度和制造精度。
目前,光固化3D打印已被广泛应用于医学、人工智能、汽车等领域。
UV滚涂连续生产线:传统印刷是将油墨喷在印刷介质上,但喷在印刷介质上的油墨会带来有害气体的挥发。
光固化涂料不仅可以降低VOC排放量,同时加速了印刷流程。
通过UV滚涂连续生产线,涂料可以通过载带快速的干燥、固化,大大提高印刷效率。
三、光固化涂料的未来发展趋势随着全球环保意识的增强,光固化涂料将会在未来长期得到发展。
以下为部分趋势:1. 提高LED紫外线光源的性能目前,根据检测,在市场上销售的LED紫外线光源并无标准规格,产品性能存在差异。
根据人们的需求提供更高效、更可靠的LED紫外线光源将是未来的发展方向。
2. 扩大应用范围在汽车、涂装、固化剂和印刷等领域,光固化涂料已经得到了广泛应用,但仍有许多领域未被开发。
光固化涂料综述1. 引言光固化涂料是一种特殊的涂料,其固化过程受到紫外线(UV)或可见光的照射而发生。
相比传统的烘干或氧化固化涂料,光固化涂料具有更快的固化速度、更高的硬度和耐磨性,以及更低的挥发性有机物(VOC)排放。
在过去几十年中,光固化涂料在各个领域得到了广泛应用,包括印刷、电子、汽车、木工等。
本文将对光固化涂料进行综述,包括其原理、种类、应用领域以及未来发展趋势等方面进行详细介绍。
2. 原理光固化涂料的固化过程是通过紫外线或可见光激活光引发剂来实现的。
光引发剂在光照下会产生自由基或离子,进而引发单体分子间的聚合反应,形成交联结构从而实现涂层的固化。
在紫外线固化中,常用的光引发剂包括苯甲酰亚胺类、二酮类、酮胺类等。
这些光引发剂对紫外线有较高的吸收能力,能够将光能转化为化学能,从而引发聚合反应。
在可见光固化中,常用的光引发剂包括苯胺类、胺氧化物、硫代硫醇类等。
这些光引发剂对可见光有较高的吸收能力,能够将光能转化为化学能,从而引发聚合反应。
3. 种类根据固化方式的不同,光固化涂料可以分为紫外线固化涂料和可见光固化涂料两大类。
3.1 紫外线固化涂料紫外线固化涂料是最常见的一种光固化涂料。
它具有固化速度快、硬度高、耐磨性好等优点,并且可以在较短时间内实现高效生产。
紫外线固化涂料广泛应用于印刷、电子、汽车等领域。
3.2 可见光固化涂料可见光固化涂料是近年来发展起来的一种新型光固化涂料。
相比紫外线固化涂料,可见光固化涂料具有更低的能量需求和更广泛的适用范围。
它可以通过LED等可见光源进行固化,无需使用紫外线设备,从而降低了生产成本。
4. 应用领域光固化涂料在各个领域都有广泛应用。
4.1 印刷在印刷领域,光固化涂料常用于印刷油墨、胶水等的制备。
由于其快速固化的特点,可以实现高速印刷生产线上的连续生产,提高生产效率。
4.2 电子在电子领域,光固化涂料常用于半导体封装、显示屏制备等工艺中。
由于其高硬度和耐磨性,可以保护电子元件,提高产品的可靠性和使用寿命。
光固化涂料的原材料第一节光引发剂光引发剂(photoinitiator, PI)是光固化体系的关键组分,它关系到配方体系在光辐照时,低聚物及活性稀释剂能否迅速交联固化.其基本作用特点为,引发剂分子在紫外光区间(250~420nm)或可见光区(400~800nm)有一定吸光能力,在直接或间接吸收光能后,引发剂分子从基态跃迁到活泼的激发单线态,还可继续经系间窜跃,跃迁至激发三线态,经历单分子或双分子化学作用后,产生能够引发单体聚合的活性碎片,可以是自由基、阳离子、阴离子或离子自由基。
按照所产生的活性碎片不同,光引发剂可分为自由基聚合光引发剂与阳离子聚合光引发剂,其中以自由基聚合光引发剂应用最为广泛,阳离子光引发剂次之。
阴离子光引发剂的研究较少,尚未发现商业应用报道。
除了上述几种,还有光照时产生的碎片中含有酸或碱的化合物,分别称为光产酸剂和光产碱剂,也可用于光固化体系。
在许多实际光固化体系中,活性引发碎片的产生过程涉及光引发剂与其他辅助组分的化学作用,以促进活性碎片的产生,增强引发效率.根据这些辅助组分所起的具体作用,可以称为助引发剂(coinitiators)、增感剂(synergists)或光敏化剂(sensitizers)。
助引发剂是双分子光引发体系重要组分,如果所用的助引发剂在光引发过程中经化学反应途径消耗掉,且它对光引发的促进效果达到工业化要求,在工业界常被称作增感剂。
光敏剂也可与光引发剂作用促进光聚合,但二者之间仅发生能量转移的物理作用,其原理是光敏剂分子在较大波长处吸收光能,跃迁至激发态,通过分子间物理作用,能量从激发态光敏剂分子上转移到引发剂分子上,这样,本来不能吸收长波光能的引发剂分子间接地由基态跃迁到激发态,接着发生单分子或双分子化学过程,产生具有引发聚合活性的碎片。
该过程也叫光敏化,整个过程中,光敏剂没有被消耗掉,仅作为能量载体在体系中反复运转。
本节着重介绍应用较广泛的自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂,同时对光产酸剂和光产碱剂作一简单介绍.一、自由基聚合光引发剂自由基光引发剂按结构特点可大致分为羰基化合物类、染料类、金属有机类、含卤化合物、偶氮化合物及过氧化合物[1]。
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。
光引发剂分类及用途在光固化体系中,包括UV胶,UV涂料,UV油墨等,接受或吸收外界能量后本身发生化学变化,分解为自由基或阳离子,从而引发聚合反应。
凡经光照能产生自由基并进一步引发聚合的物质统称光引发剂。
[1]一些单体经光照后,吸收光子形成激发态M*:M+hv→M*;激发了的活性分子经均裂产生自由基:M*→R·+R′·,进而引发单体聚合,生成高分子。
光引发剂[2](photoinitiator)又称光敏剂(photosensitizer)或光固化剂(photocuring agent),是一类能在紫外光区(250~420nm)或可见光区(400~800nm)吸收一定波长的能量,产生自由基、阳离子等,从而引发单体聚合交联固化的化合物。
目前常用光引发剂有一下几种:IRGACURE 184IRGACURE 184是一种高效不黄变的紫外光引发剂,用于引发不饱和预聚体系的UV聚合反应。
结构式:OOHCAS No.:947-19-3分子量:204.3外观:白色到灰白色结晶粉末熔点:45-49℃吸收峰:246nm,280nm,333nm(在甲醇溶液中)溶解性:20℃(g/100g溶液)乎不溶于水。
应 用:DAROCUR 1173经过测试可用于纸张、金属和塑料表面的丙烯酸酯系列的紫外光固化清漆。
特别推荐用于要求即使长时间暴露于太阳光下也只有细微黄变的UV 涂料。
作为一个液体的光引发剂,DAROCUR 1173具有极好的兼容性,可以很轻易地与其他光引发剂及预聚体混合均匀。
通过添加BASF 受阻胺类光稳定剂TINUVIN 292可进一步减少丙烯酸体系聚氨酯在室外太阳光照射下产生的黄变。
(上海厚诚精细化工有限公司代理巴斯夫产品)推荐用量:涂层厚度 5-20 μm 2 – 4 % DAROCUR 1173 涂层厚度 20-200 μm 1 – 3 % DAROCUR 1173IRGACURE 127IRGACURE 127是一种新型高效不黄变的紫外光引发剂,用于引发不饱和预聚体系的UV 聚合反应。