UPR光固化粉末涂料的研发进展

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如今人们对环保的要求越来越高，水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料，和辐射固化涂料等节能、低污染涂料品种受到普遍关注，成为各大涂料公司的重点研究项目和开发产品。传统的粉末涂料因其固化温度高只能用于金属材料，而UV光固化粉末涂料则因其固化温度低、表观平整度高可应用于各类热敏材料。也有少量用于金属、金属/塑胶复合件、纸类基材上的报道。目前UV固化粉末涂料用于木材、塑料、MDF板的报道最多。光固化粉末涂料是一种把粉末涂料与光固化涂料各自的优点相互结合的新兴涂料。光固化涂料相对其他粉末涂料可以在较低温度下固化，适合于木材、塑料等热敏性底材的涂装；加之光固化速度快，可以实现自动化流水线涂布，因此发展十分迅速，年增长速度保持12～15%。目前UV固化粉末涂料常用树脂有：环氧丙烯酸醋、丙烯酸树脂、不饱和聚醋、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯。上述树脂体系虽然基本符合要求，但很难达到低温下理想的流动性。所以人们寻找新的途径来解决这个问题，即结晶/非结晶体系和半结晶/非结晶体系。结晶/非结晶体系是由结晶化合物和非结晶树脂形成的混合物。还有人研究用甲基丙烯酸缩水甘油酯,和端竣基结晶型聚酯来制备辐射固化粉末涂料。  

    DSM公司开发了一种基于顺丁烯二酸的不饱和聚酯，和乙烯基醚官能团(MA/VE)的聚氨酯粉末涂料体系，用于木材和塑料上。该体系有2种聚合物组成，UV固化时基于富电子的乙烯基醚官能团，和贫电子的顺丁烯二酸酷基团的1:1共聚合反应。该体系含有匹配的顺丁烯二酸醋基和乙烯基醚基，优点是在受控条件下两成分并不发生均聚反应，而且粉末涂料是热稳定的。浙江大学材化学院聚合反应国家重点实验室，以不饱和聚酯和丙烯酸环氧树脂为光固化粉末涂料的基体树脂，研究了两种基体树脂的结构、配比对光固化涂膜固化度及其性能的影响。结果表明固化度是影响耐溶剂性能、附着力、涂膜硬度和冲击强度的关键，适宜的n(UP)/n（EA）为1:1，其固化度应大于95%，可以达到99%。通过对涂膜固化度的测定，分析了固化度与树脂结构、涂料配方、固化条件的关系，体系的涂料配方中不饱和聚酯的双键含量占总含量的50%左右较为合适，可得到高固化度且性能良好的涂膜；分析了涂膜性能与涂膜固化度之间的关系，发现固化度是影响涂膜性能的关键因素。固化度在95%以上，涂膜的附着力、硬度、耐溶剂性和冲击强度才有较大提高；研制的不饱和聚酯、丙烯酸环氧树脂，可作为紫外光固化粉末涂料的基体树脂，此得到的涂膜性能良好。  

    关于光固化胶粘剂。高分子材料的光固化技术具有固化迅速、有利环保、节能、方便等优点，在涂料、油墨、电子封装、胶粘剂等领域获得快速发展和长足进步，年增长速度高达25%已形成一个新的产业。晨光化工研究院研制了3种光固化树脂的制备工艺，研究了不同改性体系对光敏树脂性能的影响。不饱和聚酯树脂(UPR)具备低粘度；环氧丙烯酸酯树脂(AE)质硬；端羧基聚醚(CTPE)改性环氧丙烯酸酯（AEPE）有效的提高了材料的韧性；聚氨酯丙烯酸酯树脂可得到柔软直至强韧的固化物，采用含聚醚链段的增韧改性剂制得改性的不饱和树脂UP35，加入35%的单体稀释剂苯乙烯，制得的胶液粘度在300mPa.s左右，韧性好，粘接力强。以该树脂为基料制的单组分光敏胶GUV1固化胶GUP)35光学性能良好，对光学元件粘接牢固并容易拆胶返修，可作为光学胶使用。另外胶衣树脂作为不饱和树脂特殊品种，也在加强紫外光固化研究，河南大学化学化工学院用间苯二甲酸、邻苯二甲酸及其二者混合物(间邻苯二甲酸酐摩尔比为4：1)，与二元醇(丙二醇与一缩二乙二醇摩尔比为4：1)，合成了3种胶衣树脂，当树脂中加入质量分数为1%的安息香乙醚作光引发剂后，紫外光照射30min即可固化。