光固化水性涂料

第一代光固化水性涂料——外乳化型。通过外加表面活性剂（乳化剂），并辅以高剪切力，有可能把传统的光固化树脂乳化，变成水分散体系。这种乳液具有较高的固含量，可以直接利用现成的涂料原料，生产工艺较简便。乳化剂由亲水基团和亲油基团组成，后者一般为长的烷烃链，与树脂液滴混溶，剩下的亲水基团露在液滴外面，形成亲水层。液滴之间由于静电排斥而保持一定距离，不会聚焦起来因而可以把涂料树脂组分稳定地分散成乳液状。体系中的酸碱性会改变粒子基团的状态，因而影响乳化液滴的稳定，所以这种外乳化型涂料对PH值的变化非常敏感，同时，过度的剪切应力也有可能导致乳液滴双电层的破坏而导致破乳，这给生产和应用带来不便。还有一个不足之处是外加的乳化剂在固化后仍然存在涂膜中，使其耐潮性能下降，并影响干膜的质量。

第二代光固化水性涂料——非离子基自乳化型。为了避免外加乳化剂，把非离子型亲水链段引入树脂，如聚乙二醇链段，使树脂可以自行稳定分散在水中。由于树脂本身就具备亲水性，所以不需外加乳化剂也能稳定地分散，对体系ph值也不会像外乳化型涂料那样敏感。这种体系，如果细分，也可以分成水溶性和水分散性体系。前者是各组分以分子状态完全溶解在水中；后者则形成较大的胶束，像乳液那样在水中分散，也就是自乳化。显然，当分子亲水性大时易于形成水溶液，较低的亲水性则倾向形成自乳化分散液。实际上有时很难这两者进行界定，因为对于分子链较长的亲水树脂，即使溶于水中，其颗粒尺寸也会达到乳胶束的大小。

由于分子链上带有亲水基团，其在光固化后也不会消除，因此这类涂料相对于传统光固化涂料来说其固化膜的耐水耐化学性较差。

第三代光固化水性涂料——与水分散树脂液混合。由光固化性亲水聚合物与物理干燥型水分散树脂（通常为丙烯酸类树脂）混合，光固化性聚合物组分通过非光固化的水分散性丙烯树脂分散在水相中。相对于第一代光固化水性涂料来说，相当于将乳化剂换成大分子的乳化剂。因为光固化组分在整个体系中的含量较低，导致所得固化膜的交联密度不高，因而与传统光固化体系相比，其耐化学性较低。

第四代光固化水性涂料——离子基自乳化型。把离子基引入树脂骨架中，然后用反离子中和分子链上的离子，这样得到的树脂具有很好的自乳化性能。由于优良的润湿性，在水中可以形成很小的颗粒，因而保存期可以很长，同时具有非常好的剪切稳定性。

光固化水性涂料的应用领域尚未完全清楚，它的开发应用尚处在初级阶段。已知的是，它可用作塑料清漆、罩印清漆、光聚合物印刷版、丝网印刷油墨、凹版及平版印刷油墨、金属涂料等。光固化水洗涂料比较适合于作丝网印刷油墨和着色涂料。许多高品质的印刷都采用多色叠印工艺，涂层的低干膜重指标对于能否获得良好的固化膜表面粗糙度非常重要，低固含量的光固化水性涂料能够满足这一要求。

从美观的角度来考虑，多采用低固含量清漆配方，以强化木质表面的孔粒结构，增加木质美感，使之免于看似一层塑料薄膜。木器面漆很多为无光泽的，如果要从光固化水性涂料获得低光泽固化膜，可采用低固含量体系，使膜在干燥固化时适度收缩，将其中的二氧化硅或其他有机消光剂部分暴露于膜表面。事实上，从光固化水性涂料也很难获得高光泽度的固化膜。对于某些木质底材，使用光固化水性涂料可能会诱发木质表面产生毛刺，产生毛刺的程度取决于基料树脂的性质和底材本身的表面木质结构。

由于对环境保护的重视等因素，光固化水性涂料/油墨技术近年来在欧美先进国家发展较快，已有专利技术和产品面世，如德国的Vianova Resins公司生产光固化水性涂料，其产品的牌号为：LR8895和LR8949，并受到普遍欢迎。对凹印、胶印和丝网印刷油墨和罩光清漆的应用也受到关注。

由于国内的环保法规日趋完善和严格，近年来光固化涂料/油墨技术在国内发展较快，但光固化水性涂料/油墨技术在国内至今仍然是空白。近年来国内刊物陆续发表了有关光固化水性涂料技术的综述及研究报告，可见国内对该技术已经开始重视。

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。

本书从介绍光固化涂料原料以及所用设备开始，着重介绍了竹木地板涂料，塑料涂料，纸张上光涂料，金属涂料，真空镀膜涂料，光固化水性涂料，光固化粉末涂料等多种光固化涂料的配制、性能与使用。

本书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。