光固化涂料的原理以及特点

自1968年联邦德国拜尔公司首次制成紫外线固化聚酯树脂涂料以来，利用此类树脂制造涂料和油墨技术不断进步，引起了涂料工业的发展。

一、光固化的机理

光固化涂料也称光聚合涂料。在涂料中加入光敏物质，在光的照射下可吸收一定波长的光能，引起聚合反应，使涂膜达到快速固化、干燥的目的。而光敏物质在光的作用下会引起各种化学反应。例如:氧化、还原、分解、聚合和交联等等。它的感光性能是由它吸收的光波长来决定的,主要是近紫外光。波长范围为3000A~4500A。

至于光固化涂料的树脂与普通涂料没有多大区别。一般采用不饱和聚酯树脂，丙烯酸树脂，醇酸树脂等。主要不同有以下三点:①分子中含有自由基聚合性不饱和基团:②含苯乙烯单体;③光敏剂(光聚合引发剂)。最主要的是光敏剂。光敏剂在光的作用下分解成自由基的机理如下:式中:Ar为芳香基，如:苯基、邻甲苯基、对甲苯基、对茴香基、β-萘基等等。

上述化合物表明在受光照射后，即分解成活性基，这种活性基与分子中含有自由基引发聚合性不饱和基团的树脂或单体在一起，即成为聚合引发的种子，发生聚合交联反应。至于自由基受光作用所获得的引发(激发)速度(Ri)，G.Oster曾提出以下近似关系:

Ri=(光的强度)x(量子效率)x(光路长度)x(光敏剂浓度)

光敏物质对热的稳定性要好，对光的敏感要快。到目前为止发现对涂料有用的光敏剂并不多。

二、光固化的特点

一般涂料的固化过程都是靠热能实现的，而将光敏物质加到树脂里制成的光固化聚酯树脂。涂料吸收紫外线光能后，在30~120秒之内便固化形成漆膜。

优点

①用紫外线照射时，在极短时间内(1~2分)可固化干燥。而以往的涂料固化需要1~2天左右。

②对涂料不必要耽心活化期，适用于涂饰不宜高温加热的材料,例如:涂饰木器,纸张,塑料,混凝土以及热容量大的厚金属板。

③涂料不含挥发性溶剂，在固化过程中苯乙烯单体挥发损失很小，公害小。

④设备和加工量相比占地面积小，成品干燥快，并适用于传送带式紫外线照射装置流水线、提高劳动生产效率和质量。

缺点是遮盖力大的涂料不适用，光的照射角度对固化效果影响很大，因此，形状复杂的被涂物有的地方容易出现“死角”。