光功能高分子光固化涂料

光固化涂料性能评价光固化涂料的品质可以从多个方面进行评价，包括固化前的液状性能、固化交联性能及固化后的各方面性能。

第一节固化前液状性能①表观光固化涂料外观一般为无色或微黄色透明粘液，大多有较强的丙烯酸酯气味，固化后该气味应基本消失。

涂料本体应均匀，不含未溶解完全的高粘度结块，这在光固化涂料的调配过程中比较重要，高粘度树脂或固体树脂应均匀溶解于稀释单体中。

因溶解不完全的团块也多半成透明状，肉眼不易发现，最好在涂料装罐前将其通过较细的纱网，虑掉非均匀团块，同时也可将可能的固体杂质除去。

涂料原材料中应不含灰尘等杂质，调配及施工现场注意防尘，特别是对涂层美观程度要求较高的场合，更需注意避免不溶性杂质的带入。

灰尘及不溶性颗粒不仅本身使固化涂层表面不均匀，还可能妨碍涂料对基材的润湿，诱发针孔、火山口等漆膜弊病。

涂料储存过程中如果黄度加深，说明原材料品质可能有问题，或组分搭配方面出问题，主要从这两方面查找原因。

储存环境是否恰当也应加以考虑。

②粘度及流变性光固化涂料根据使用场合和涂装工艺不同，粘度可以从数百至近万厘泊。

一般而言，低粘度涂料有利于涂装流平，但也容易出现流挂等弊病。

光固化涂料较低的粘度意味着使用过多量的活性稀释剂，活性稀释剂丙稀酸酯基团的含量相对较高，聚合收缩率往往高于主体树脂（低聚物），配方中大量单体的存在容易导致体系整体固化收缩率较高，不利于提高固化膜的附着力。

涂料过稀，刮涂或辊涂将获得较低的膜厚，而且在平整度不高的涂装表面容易出现涂层厚薄不均匀的现象，涂料流动太快，底材低洼部分膜层较厚，凸起部分膜层较薄。

粘度较高时不利于涂展，膜层流平所需时间较长，不符合光固化涂料高效快捷的施工特点，添加流平助剂可作适当改善。

大多数光固化涂料表现为牛顿流体，不具有触变性，在添加有诸如气相二氧化硅等触变剂的体系中，静态粘度可以很高，甚至成糊状。

但随剪切时间延长和剪切速率增加，粘度有所降低。

适当的触变性可以很好的平衡流挂与流平的矛盾。

光固化涂料祁玲玉材料学院高分子091 09402103摘要：光固化涂料主要指在紫外光照射下迅速交联固化成膜的一类新型涂料，因其高效涂装固化和环境友好特征，已为世界涂料行业认可，近年来发展很快。

目前，光固化涂料已由当初仅适用于木器涂装，拓展到现在大量应用于纸张、塑料、金属、玻璃、陶瓷等多种基材，而且正朝着功能化方向发展。

本文从介绍光固化涂料原料以及所用设备开始，着重介绍了光固化涂料的组成，应用，特点性能以及发展前景等。

本文适用于从事涂料行业以及高分子辐射化学与辐射加工的工程技术人员阅读，参考。

关键字：组成，应用，特点，性能，面临挑战。

一、光固化涂料的组成（1）光引发剂自由基光引发剂有分裂型和提氢型两类，分裂型自由基光引发剂受光激发后，分子内分解自由基，是单分子光引发剂，例如安息香醚类；提氢型需要与一种含活泼氢的化合物配合，耐高温漆通过夺氢反应形成自由基，是双分子光引发剂，例如二苯甲酮类。

安息香双甲醚与许多单体或预聚物有良好的混溶性，并且没有活泼的氢原子，具有优异的贮存稳定性和热稳定性。

光解生成的二甲氧基苯甲可进一步分解成活泼的甲基自由基，从而有效地引发聚合。

二苯甲酮以叔胺（如三乙醇胺）作为活性供氢体，具有很高的固化速度。

米蚩酮与二苯甲酮组合，可得到一种非常便宜而高效的引发体系。

但米蚩酮自身具有颜色和毒性的缺点，可采用N，N-二甲乙氨基二苯甲酮作为代替。

阳离子光引发剂都是鎓盐，这是一种高效、稳定、非吸水性的光引发剂，在光照下分解成粒子基和自由基，可同时引发阳离子聚合和自由基聚合。

例如二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐和二茂铁盐在紫外光固化中都已有应用，但实际使用常采取复合光引发剂来扩展吸收峰范围，提高光固化效率。

（2）光固化树脂自由基固化树脂是含不饱和官能团的预聚物。

例如环氧丙烯酸酯、丙烯酸氨基甲酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯预聚物。

双酚A型环氧丙烯酸酯预聚物分子结构中含有苯环，赋予漆膜高硬度、高光泽、优异力学性能和耐化学品性能，但耐候性差，脆性大；丙烯酸聚氨酯预聚物分子中的氨酯键使得高聚物分子链间能形成氨键，涂膜具有优异的柔韧性、耐磨性、耐化学品性和耐高、低温性能，两种预聚物若配合使用，可得到性能互补的光固化涂料。

光功能高分子材料光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料。

这类高分子材料主要包括感光性树脂、光致变色材料、光降解材料及光导纤维。

感光性树脂是在光的作用下能迅速发生光化学反应 ,引起物理和化学变化的高分子。

这类树脂在吸收光能量后使分子内或分子间产生化学的或结构的变化。

吸收光的过程可由具有感光基团的高分子本身来完成 ,也可由加入感光材料中的感光性化合物(光敏剂)吸收光能后引发光化学反应来完成。

感光性树脂在印刷布线、孔板制造、集成电路和电子器件加工、精密机械加工及复印、照相等方面的应用愈来愈广泛。

含有光色基团的化合物受一定波长的光照射时发生颜色变化 ,而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色 ,这种可逆的变色现象称为光色互变或光致变色。

已经知道 ,硫代缩胺基脲衍生物与汞(Hg)能生成有色络合物 ,是化学分析上应用的灵敏显色剂。

在聚丙烯酸类高分子侧链上引入这种硫代缩胺基脲汞的基团 ,则在光照时由于发生了氢原子转移的互变异构 ,发生变色现象。

迄今为止 ,光致变色高分子的应用开发工作尚处在起步阶段 ,但其应用前景是十分诱人的。

光致变色材料在全息记录介质、计算机记忆元件、信号显示系统、感光材料等方面有广泛的应用。

例如 ,可作为窗玻璃或窗帘的涂层 ,从而调节室内光线;可作为护目镜从而防止阳光、激光以及电焊闪光等的伤害;在军事上 ,可作为伪装隐蔽色或密写信息材料;还可作为高密度信息存储的可逆存储介质等。

我国已把光致变色材料列入 863 高科技计划 ,国内一些单位已相继开展这方面的工作并已取得可喜的成果。

为了解决高分子废弃物所造成的公害 ,研究了用时稳定 ,不用时在阳光暴晒下能发生降解的光降解高分子。

要实现这种光降解 ,一是直接合成能被光降解的高分子;另一种方法是加入能促进降解的试剂。

在聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中加入 0105 %的光降解剂(如乙醛基水杨酸的铁、锰、铜盐) ,约经100h ,这些聚合物就发生降解。

探究光固化涂料在汽车制造上的应用在现代汽车制造业中，涂料是不可或缺的一环。

涂料被广泛应用于汽车零部件的表面处理和防护，不仅美观，而且可以延长汽车使用寿命。

随着科技的发展和人们环保意识的提高，光固化涂料作为一种新型的汽车涂料，正在被越来越多的汽车制造商采用。

光固化涂料具有独特的优势，值得我们深入探究。

一、什么是光固化涂料光固化涂料，也称光致固化涂料，是通过紫外线或电子束的照射进行固化的涂料。

光固化涂料包括一种光敏单体（例如甲基丙烯酸甲酯等）及其它辅助成分（例如光引发剂、光稳定剂、溶剂和助剂等）。

在对涂料进行加工前，将光敏单体、光引发剂、光稳定剂混合并经过过滤、脱泡后形成光固化涂料。

当紫外线或电子束照射到涂料表面时，光引发剂受到激发并释放活性物质，使光敏单体发生聚合反应，从而粘住在汽车零部件表面的涂层固化、硬化。

二、光固化涂料的优势相比其他涂料，光固化涂料具有很多优势。

首先，光固化涂料无溶剂挥发，臭味小，能够满足环保的要求。

其次，可以仅在涂覆区进行紫外线照射或电子束照射，不需要其它的加热处理，缩短涂装周期。

第三，光固化涂料的涂层表面硬度高，附着力强，耐化学品和划痕性能好，具有一定的防腐蚀能力。

最后，光固化涂料的涂层颜色稳定性好，有较好的光泽度和外观表现。

三、光固化涂料在汽车制造中的应用光固化涂料广泛应用于汽车制造中，包括车身、内饰、电气部件等多个范畴。

在车身涂装领域，光固化涂料可用于基板底漆、面漆及其它特殊涂层。

与其它涂料相比，光固化涂料能够在更短的时间内将薄膜硬化，从而提高生产效率。

同时，其硬度高、抗化学性能好，能够更好地保护车身表面，延长车辆使用寿命。

在内饰领域，光固化涂料可用于塑料件和木质件的涂装。

塑料件往往需要表面粘接、热成型、高温干燥及其它特殊处理，而光固化涂料可以在短时间内完成固化，并且可以保持较高的耐化学品性能和耐划痕性能。

另外，光固化涂料的颜色稳定性好，能够更好地满足汽车内饰颜色要求。

吹响几种新型有机高分子材料的“集结号”一、高分子分离膜一种用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。

膜电解食盐可减少污染、节约能源；利用气体分离膜从空气中富集氧可大大提高氧气回收率等。

二、光功能高分子材料是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料，可制成各种透镜、棱镜,塑料光导纤维、塑料石英复合光导纤维、感光树脂、光固化涂料及黏合剂等。

例，感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。

其结构简式为：已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体结构简式。

解析：根据题意该感光性高分子材料是一种聚酯，因此从酯基结构中的虚线位置断开，羰基加上羟基，氧上加氢即得单体。

答案：ch2=ch-oh， -ch=ch—cooh三、生物高分子材料是指运用生物技术来合成的高分子材料。

生物高分子材料在性能和环保上比其他材料更具有优势，在21世纪，生物高分子材料将在日常生活用品、服装、医用和农用等各个领域被广泛地应用。

例，聚苯乙烯快餐盒、一次性塑料包装袋和聚氯乙烯农用地膜被视为危害环境的三大“白色公害”。

为解决“白色污染”问题，科学家已开发出60天能自行降解的绿色食品盒（杯）——聚乳酸（）包装材料，该材料所用的原料乳酸可以从甜菜发酵的糖液中提取，然后通过缩聚反应可生成聚乳酸。

聚乳酸的降解可分为两个阶段：首先是纯化学水解成乳酸单体，然后是乳酸单体在微菌的高温下分解生成二氧化碳和水。

试写出第一步反应的化学方程式①__________________________。

解析：由聚乳酸的结构可知它是由乳酸自身发生酯化反应得到的，水解是酯化反应的逆反应：四、医用高分子材料一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能的合成高分子材料。

它与生物体中的天然高分子有极其相似的化学结构。

目前，从皮肤到内脏，从血液到五官都有用医用高分子材料制成的人造器官组织，例如人造心脏、人造肾脏、人造皮肤、人造骨髓等。

功能高分子材料的分类按照性质和功能分为7种：反应型高分子材料：包括高分子试剂、高分子催化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等。

光敏型高分子：包括各种光稳定剂、光刻胶，感光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材料等。

电活性高分子材料：包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏感性材料等。

膜型高分子材料：包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。

吸附型高分子材料：包括高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。

高分子智能材料：包括高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。

高性能工程材料：如高分子液晶材料，耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等按用途分类：医药用高分子材料、分离用过高分子材料、高分子化学反应试剂、高分子染料。

反应型高分子材料高分子试剂：氧化还原型试剂，卤代试剂，酰化试剂，烷基化试剂，亲核试剂，亲电试剂，固相合成试剂。

高分子反应试剂——小分子试剂经高分子化，在某些聚合物骨架上引入反应活性基团，得到具有化学试剂功能的高分子化合物。

特点：在反应体系中不溶解，易除去；立体选择性好；稳定性好；特殊应用，固相反应载体。

高分子催化剂——将小分子催化剂通过一定的方法与高分子骨架结合，得到的具有催化活性的高分子物质。

反应型高分子试剂优点：不溶性；多孔性；高选择性；化学稳定性；可回收再利用。

催化反应按反应体系的外观特征分为两类：①均相催化反应：催化剂完全溶解在反应介质中，反应体系成为均匀的单相。

②多相催化反应：与均相催化反应相反，在多相催化中催化剂自成一相，反应过后通过简单过滤即可将催化剂分离回收。

高分子催化剂种类：高分子酸碱催化剂；高分子金属络合物；高分子相转移催化剂；固定化酶。

固相反应生物活性大分子一般合成很慢，Merrifield利用固相合成大大缩短合成时间。

uv光固化涂料生产工艺及应用
UV光固化涂料是一种环保、节能、高效的涂料，其生产工艺和应用领域不断拓展。

以下是UV光固化涂料的生产工艺和应用领域的简要介绍：
生产工艺：
UV光固化涂料主要由光敏低聚物、活性稀释剂、光引发剂等成分组成。

其生产工艺通常包括配料、分散、研磨、调色、包装等步骤。

其中，配料和分散是将各种原料按比例混合在一起，以便于后续的研磨和调色；研磨是将混合好的涂料进行细化，使其具有更好的流动性和涂装性能；调色是在研磨后的涂料中加入适量的色浆或色粉，以调整涂料的颜色；包装是将调色后的涂料进行灌装，以便于运输和销售。

应用领域：
由于其特殊的性质，UV光固化涂料在许多领域得到了广泛的应用。

例如，在木器涂装领域，UV光固化涂料可以迅速固化，提高生产效率，同时具有环保、耐磨、耐候等优点；在纸张和塑料等软质材料涂装领域，UV光固化涂料具有优异的附着力和透明度，可以替代传统的溶剂型涂料；在食品包装领域，UV光固化涂料具有无毒、无味、环保等优点，可以替代传统的油墨；在医用材料领域，UV光固化涂料具有快速固化、低毒、无刺激等优点，可以用于医疗器械的表面涂装。

总之，UV光固化涂料作为一种新型的环保涂料，其生产工艺和应用领域不断拓展。

未来，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，UV光固化涂料将会在更多的领域得到应用。