如今人們對環(huán)保的要求越來越高,水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料,和輻射固化涂料等節(jié)能、低污染涂料品種受到普遍關(guān)注,成為各大涂料公司的重點研究項目和開發(fā)產(chǎn)品。傳統(tǒng)的粉末涂料因其固化溫度高只能用于金屬材料,而UV光固化粉末涂料則因其固化溫度低、表觀平整度高可應(yīng)用于各類熱敏材料。也有少量用于金屬、金屬/塑膠復(fù)合件、紙類基材上的報道。目前UV固化粉末涂料用于木材、塑料、MDF板的報道最多。光固化粉末涂料是一種把粉末涂料與光固化涂料各自的優(yōu)點相互結(jié)合的新興涂料。光固化涂料相對其他粉末涂料可以在較低溫度下固化,適合于木材、塑料等熱敏性底材的涂裝;加之光固化速度快,可以實現(xiàn)自動化流水線涂布,因此發(fā)展十分迅速,年增長速度保持12~15%。目前UV固化粉末涂料常用樹脂有:環(huán)氧丙烯酸醋、丙烯酸樹脂、不飽和聚醋、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯。上述樹脂體系雖然基本符合要求,但很難達(dá)到低溫下理想的流動性。所以人們尋找新的途徑來解決這個問題,即結(jié)晶/非結(jié)晶體系和半結(jié)晶/非結(jié)晶體系。結(jié)晶/非結(jié)晶體系是由結(jié)晶化合物和非結(jié)晶樹脂形成的混合物。還有人研究用甲基丙烯酸縮水甘油酯,和端竣基結(jié)晶型聚酯來制備輻射固化粉末涂料。
DSM公司開發(fā)了一種基于順丁烯二酸的不飽和聚酯,和乙烯基醚官能團(tuán)(MA/VE)的聚氨酯粉末涂料體系,用于木材和塑料上。該體系有2種聚合物組成,UV固化時基于富電子的乙烯基醚官能團(tuán),和貧電子的順丁烯二酸酷基團(tuán)的1:1共聚合反應(yīng)。該體系含有匹配的順丁烯二酸醋基和乙烯基醚基,優(yōu)點是在受控條件下兩成分并不發(fā)生均聚反應(yīng),而且粉末涂料是熱穩(wěn)定的。浙江大學(xué)材化學(xué)院聚合反應(yīng)國家重點實驗室,以不飽和聚酯和丙烯酸環(huán)氧樹脂為光固化粉末涂料的基體樹脂,研究了兩種基體樹脂的結(jié)構(gòu)、配比對光固化涂膜固化度及其性能的影響。結(jié)果表明固化度是影響耐溶劑性能、附著力、涂膜硬度和沖擊強度的關(guān)鍵,適宜的n(UP)/n(EA)為1:1,其固化度應(yīng)大于95%,可以達(dá)到99%。通過對涂膜固化度的測定,分析了固化度與樹脂結(jié)構(gòu)、涂料配方、固化條件的關(guān)系,體系的涂料配方中不飽和聚酯的雙鍵含量占總含量的50%左右較為合適,可得到高固化度且性能良好的涂膜;分析了涂膜性能與涂膜固化度之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)固化度是影響涂膜性能的關(guān)鍵因素。固化度在95%以上,涂膜的附著力、硬度、耐溶劑性和沖擊強度才有較大提高;研制的不飽和聚酯、丙烯酸環(huán)氧樹脂,可作為紫外光固化粉末涂料的基體樹脂,此得到的涂膜性能良好。
關(guān)于光固化膠粘劑。高分子材料的光固化技術(shù)具有固化迅速、有利環(huán)保、節(jié)能、方便等優(yōu)點,在涂料、油墨、電子封裝、膠粘劑等領(lǐng)域獲得快速發(fā)展和長足進(jìn)步,年增長速度高達(dá)25%已形成一個新的產(chǎn)業(yè)。晨光化工研究院研制了3種光固化樹脂的制備工藝,研究了不同改性體系對光敏樹脂性能的影響。不飽和聚酯樹脂(UPR)具備低粘度;環(huán)氧丙烯酸酯樹脂(AE)質(zhì)硬;端羧基聚醚(CTPE)改性環(huán)氧丙烯酸酯(AEPE)有效的提高了材料的韌性;聚氨酯丙烯酸酯樹脂可得到柔軟直至強韌的固化物,采用含聚醚鏈段的增韌改性劑制得改性的不飽和樹脂UP35,加入35%的單體稀釋劑苯乙烯,制得的膠液粘度在300mPa.s左右,韌性好,粘接力強。以該樹脂為基料制的單組分光敏膠GUV1固化膠GUP)35光學(xué)性能良好,對光學(xué)元件粘接牢固并容易拆膠返修,可作為光學(xué)膠使用。另外膠衣樹脂作為不飽和樹脂特殊品種,也在加強紫外光固化研究,河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院用間苯二甲酸、鄰苯二甲酸及其二者混合物(間鄰苯二甲酸酐摩爾比為4:1),與二元醇(丙二醇與一縮二乙二醇摩爾比為4:1),合成了3種膠衣樹脂,當(dāng)樹脂中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的安息香乙醚作光引發(fā)劑后,紫外光照射30min即可固化。