《UV光固涂料》課件

版權(quán)：湘潭大學(xué)化學(xué)學(xué)院09高材二班1精選課件ppt目錄一.光固涂料簡介六.光固涂料在工廠產(chǎn)品上的應(yīng)用三.光固涂料固化原理四.光固涂料性能檢測五.光固涂料的涂裝二.光固涂料的基本組成2精選課件ppt光固涂料：紫外線光固化涂料及UV涂料，是指在紫外線（Ultra-Violet）的輻照下，液態(tài)涂料中的光引發(fā)劑（Initiator）受激發(fā)變?yōu)樽杂苫蜿栯x子，從而引發(fā)涂料中具有反應(yīng)活性的物質(zhì)（Oligomer或Monomer）間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終導(dǎo)致體型結(jié)構(gòu)的形成，從而使涂料固化。

一.光固涂料簡介3精選課件ppt光固涂料的發(fā)展

光固化涂料是20世紀(jì)60年代末由德國拜耳公司開發(fā)的一種環(huán)保型節(jié)能涂料。我國從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)入光固化涂料領(lǐng)域。近年來隨著人們節(jié)能環(huán)保意識的增強(qiáng)，光固化涂料品種性能不斷增強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，產(chǎn)量快速增大，呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展勢頭。目前，光固化涂料不僅大量應(yīng)用于紙張、塑料、皮革、金屬、玻璃、陶瓷等多種基材，而且成功應(yīng)用于在光纖、印刷電路板、電子元器件封裝等材料。4精選課件ppt光固涂料的特點與傳統(tǒng)的自干型和烘烤型涂料相比，光固涂料有如下特點：⑴固化速度快﹕UV涂料固化機(jī)理屬自由基聚合鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在瞬間即可完成，所設(shè)計生產(chǎn)流水線速度最高可達(dá)100米/分鐘，工件下線后即可包裝，生產(chǎn)效率高⑵冷固化﹕適宜于塑料等易發(fā)生熱形變的工件；⑶節(jié)能﹕UV涂料靠紫外光固，一般生產(chǎn)線能耗在50KW以內(nèi)；⑷環(huán)境污染小:UV涂料VOC含量很低，是公認(rèn)的綠色產(chǎn)品；5精選課件ppt⑸涂膜性能優(yōu)異﹕UV涂料固化后的交聯(lián)密度大大高于熱朔型樹脂涂料，故涂層在硬度、耐磨、耐酸堿、耐鹽霧、耐溶劑等各方面的性能指標(biāo)均很高；⑹涂裝設(shè)備故障低﹕由于UV涂料沒有紫外線輻照不會固化，因而不會堵塞和腐蝕設(shè)備，涂裝工具和管路清洗方便；⑺設(shè)備投資成本低固化裝置簡單，易維修，占用空間小，設(shè)備投資低。6精選課件ppt光固涂料的分類按用途的不同大致分為：1.竹木地板涂料2.塑料涂料3.紙張上光涂料4.金屬涂料5.真空鍍膜涂料6.光固化有機(jī)-無機(jī)雜化涂料7.光固化水性涂料8.光固化粉末涂料9.防靜電\導(dǎo)電涂料10.離型涂料11.阻燃涂料12.氟涂料7精選課件ppt光固涂料主要由四個部分組成：即以可紫外光固化的合成樹脂（又稱低聚物或預(yù)聚物）為基礎(chǔ)，加入特定的活性稀釋劑（又稱活性稀釋單體）、光引發(fā)劑（又稱光敏劑）和多種添加劑（助劑）配制而成。各組分的功能是：光引發(fā)劑:吸收UV能量，引發(fā)聚合；預(yù)聚物:涂料的主體，決定著固化后涂層的主要性能；活性稀釋劑:調(diào)整涂料的粘度，并參與固化反應(yīng)，影響涂層的性能；添加劑:不同添加劑起不同作用，如顏料、穩(wěn)定劑、消泡劑、流平劑等。二.光固涂料的基本組成8精選課件ppt預(yù)聚物（prepolymer）又叫低聚物是光固化產(chǎn)品中比例最大的組分之一﹐它和活性稀釋劑一起往往占到整個配方質(zhì)量的90%以上﹐是光固化后產(chǎn)品的基本性能（包括硬度﹑柔韌性﹑附著力﹑光學(xué)性能﹑耐老化性等）主要由低聚物樹脂決定﹐這些性能當(dāng)然與光聚合反應(yīng)程度（轉(zhuǎn)化率）有關(guān)﹐通過稀釋劑及其他添加劑也可以對產(chǎn)品最終性能進(jìn)行調(diào)整。常用的溶劑型光固化樹脂主要包括：不飽和聚酯、環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酯、純丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅低聚物。終9精選課件ppt光引發(fā)劑(photoinitiator，PI)光引發(fā)劑主要有自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑兩類。1.自由基光引發(fā)劑

按結(jié)構(gòu)特點，自由基光引劑可大致分為羰基化合物類、染料類、金屬有機(jī)類、含鹵化合物、偶氮化合物及過氧化合物。按光引發(fā)劑產(chǎn)生活性自由基的作用機(jī)理的不同，自由基光引發(fā)劑又可分為裂解型自由基光引發(fā)劑和奪氫型自由基光引發(fā)劑兩種。衍生物α,α′-二甲氧基-α-苯基苯乙酮（又稱α,α′-二甲基苯偶?？s酮）就是最常見的光引發(fā)劑Irgacure651，簡稱651。其結(jié)構(gòu)式如下：10精選課件ppt

2．陽離子光引發(fā)劑

陽離子光引發(fā)劑是又一類非常重要的光引發(fā)劑，它吸收光能后至激發(fā)態(tài)，發(fā)生光解反應(yīng)，產(chǎn)生超強(qiáng)酸，即超強(qiáng)質(zhì)子酸或路易斯酸，從而引發(fā)環(huán)氧樹脂和乙烯基醚類樹脂等低聚物以及活性稀釋劑進(jìn)行陽離子聚合。陽離子光引發(fā)劑可分為鎓鹽類、金屬有機(jī)物類、有機(jī)硅烷類，其中以二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽和芳基茂鐵鹽最具有代表性。咕噸酮基苯基碘鎓鹽芴酮基苯基碘鎓鹽11精選課件ppt活性稀釋劑（reactivediluents）活性稀釋劑是指具有可聚合的反應(yīng)性官能團(tuán)，能參與光固化交聯(lián)反應(yīng)，并對光固化樹脂起溶解、稀釋、調(diào)節(jié)黏度作用的有機(jī)小分子。通常將活性稀釋劑稱為單體或功能性單體?；钚韵♂寗┛蓞⑴c光固化反應(yīng)，因此減少了光固化涂料有機(jī)揮發(fā)分（VOC）的排放，這賦予了光固化涂系的環(huán)保特性。

按反應(yīng)性官能團(tuán)的種類：活性稀釋劑可分為（甲基）丙烯酸酯類、乙烯基類、乙烯基醚類和環(huán)氧類等。其中以丙烯酸酯類光固化活性最大，甲基丙烯酸酯類次之。12精選課件ppt

按固化機(jī)理：活性稀釋劑可分為自由基型和陽離子型兩類。自由基型活性稀釋劑主要為丙烯酸酯類單體，而陽離子型活性稀釋劑為具有乙烯基醚或環(huán)氧基的單體。乙烯基醚類單體也可參與自由基光固化，因此可作為兩種光固化體系的活性稀釋劑。13精選課件ppt添加劑

又叫助劑﹐顧名思義是為滿足具體使用要求、改善漆膜性能而添加的某些輔助性組分，如流平劑、消泡劑、基材潤滑劑、消光劑、分散劑、穩(wěn)定劑、

表面滑爽劑等。這些助劑與溶

劑型涂料常規(guī)使用的助劑沒有

什么兩樣。在有色體系中﹐需

要使用顏料等。

14精選課件ppt1.光化學(xué)基礎(chǔ)

光的透過和吸收光是具有特定頻率（波長）的電磁輻射。電磁輻射涵蓋從宇宙射線到無線電波的范圍（見右圖），通常所說的光指的是紫外光（UV）、可見光和紅外光,波長范圍分別在40~400nm,400~800nm和800nm以上三.光固涂料固化原理15精選課件ppt

2．光固化反應(yīng)

紫外線光（UV）固化是利用光引發(fā)劑的感光性，而光的吸收本質(zhì)是光的能量轉(zhuǎn)移到吸光物質(zhì)（光引發(fā)劑），使吸光物質(zhì)分子由低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化到高能量狀態(tài)，光引發(fā)劑被引發(fā)，產(chǎn)生游離子基或離子，這些游離基或離子（活躍成分）與預(yù)聚體或不飽和單體中的雙鍵起交聯(lián)反應(yīng)，形成單體基因，這些單體基因開始連鎖反應(yīng)生成聚合體固體離分子，一個完整的固化過程結(jié)束。分為光引發(fā)自由基聚合和光引發(fā)陽離子聚合。光引發(fā)自由基聚合由光引發(fā)、鏈增長、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止組成。（1）自由基光引發(fā)劑受到UV照射后，激發(fā)分解產(chǎn)生自由基。16精選課件ppt（2）鏈引發(fā)：引發(fā)劑產(chǎn)生的自由基引發(fā)樹脂和單體分子的不飽和雙鍵產(chǎn)生新的自由基（3）鏈增長：由樹脂和單體產(chǎn)生的自由基可以繼續(xù)引發(fā)樹脂和單體分子中的不飽和雙鍵產(chǎn)生自由基，進(jìn)行自由基連鎖反應(yīng)（4）鏈終止：化學(xué)反應(yīng)中，由于自由基含有未偶化電子，非?；顫?，極易傾向于其他自由基偶合或發(fā)生酸化作用，使鏈反應(yīng)終止。上述反應(yīng)結(jié)果，生成高分子化合物，使膠液轉(zhuǎn)變