紫外光固化材料

紫外光固化技术(UV技术)是指在特殊配方的体系(称为光固化体系)中加入光引发剂(或光敏剂)，经过吸收紫外线(UV)光固化设备中产生的高强度紫外光后，产生活性自由基或阳离子，从而引发聚合、交联和接枝反应，使其在一定时间内由液态转化为固态的技术。

紫外光固化体系(UV体系)主要由光活性单体(又叫活性稀释剂，即带有不饱和双键的简单化合物，最常用的是丙烯酸酯类化合物，主要起改善综合性能、提高固化速度、增强流变性等作用)光活性低聚物、光引发剂三部分组成。当紫外光照射紫外光固化体系时，将激发分解体系中的光引发剂，生成活性游离基，撞击体系中的双键并反应形成增长链，这一反应继续延伸使光活性单体和低聚物中的双键打开，交联形成紫外光固化聚合物。

UV体系分为自由基体系和阳离子体系，两者固化机理有所不同。自由基体系是由光引发剂受UV照射激发产生自由基，引发单体和预聚物聚合交联;阳离子体系是由阳离子光引发剂受辐射产生强质子酸，催化加成聚合，使体系固化。

以自由基体系为例 ，UV自由基固化需经过以下步骤:(1)自由基光引发剂受到UV照射后，激发分解产生活性自由基;(2)链引发:引发剂产生的自由基引发树脂或单体分子的不饱和双键产生新的自由基;(3)链增长:由树脂和单体产生的自由基可以继续引发树脂和单体分子中的不饱和双键产生自由基，进行自由基连锁反应;(4)链终止:化学反应中，由于自由基含有未偶化电子，非常活泼，极易倾向于基他自由基偶合或发生酸化作用，使链反应终止。通过上述反应，生成高分子化合物，使胶液转变为固体。

按照紫外光固化树脂参加光固化交联过程中的反应机理，可以起把紫外光固化树脂分为自由基型光固化树脂和阳离子型光固化树脂。

自由基紫外光固化树脂都是具有不饱和双键的低聚物，如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、烯丙基等。按照自由基聚合反应速率快慢排序:丙烯酰氧基>甲基丙烯酰氧基>乙烯基>烯丙基。因此，自由基光固化用的树脂主要是各类丙烯酸树脂、丙烯酸酯化的丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂等。其中应用最多的是环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂。

阳离子光固化产品的树脂，具有环氧基团或乙烯基基团，如环氧树脂和乙烯基醚树脂等。

按照紫外光固化树脂合成路径中使用的一些主物质和特殊物质分类。主要分为:

表1-1列举了常用紫外光固化树脂的性能。

表1-1 常用紫外光固化树脂的性能

在紫外光固化涂料的调制过程中，由于树脂是主要的成膜物质，所以选择合适的光固化低聚物显得尤为关键，主要要综合考虑下列因素:

选用低粘度树脂可以减少活性稀释剂的用量，但是同时低粘度树脂往往分子量也偏低，会影响成膜物理性能。

一般来讲，光固化速率快的话可以减少光引发剂的用量，更容易满足涂装的高效要求。

物理力学性能涉及调制好的UV涂料、UV油墨、UV胶黏剂等产品最终的品质和属性，不同的工业情况下，要求也不同，但是主要可以分为以下几类: