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          輻射固化環保涂料的介紹
          時間:2021-09-02 16:55:58 點擊次數:35

          輻射固化環保涂料是建立在與反應性單體相混合的低相對分子質量聚合物(低聚物)的基礎上,通常在無溶劑的情況下使用,在紫外線輻射條件下幾乎能夠瞬時固化。這種快速固化、無溶劑的特性也帶來了一些問題。例如,使用光固化涂料很難得到消光的表面,涂層對一些底物的滲透及粘結性差或涂層的耐候性不夠:此外,對于那些UN很難透過的特定顏色的或透明度較低的涂料還存在難固化的問題。紫外線或可見光固化(不包括電子射線固化)通常需要光引發劑催化固化反應。

          1輻射固化環保涂料的發展過程

          輻射固化環保涂料盡管規模小和生產分散,但其發展速度繼續快于整個涂料工業。據有關咨詢公司的數據,1999年全球涂料市場價值為640億美元,北美涂料市場為180億美元。全球增長率為2%。2001年全球輻射固化環保涂料(即紫外線/電子束< UV/EB>輻射固化環保涂料)市場,估計為12.1億美元,其中北美市場4.6億美元。2001 年前全球11家大型輻射固化環保涂料供應廠商的銷售額為2.68億美元,其中Sun Chemical5 000萬美元,居首位,其次是DSM Desoteeh4 500萬美元,Akzo Nobe 13 000萬美元,ValsparSherwin williams均為2 600萬美元。Akzo公司1 99年的銷售額為2 400萬美元,其在2000年兼并了CouauMs(科托茲)公司,從而躍升至第三位。

          2001輻射固化環保涂料的平均價格為40美元/加侖(2000年為41.5美元/加侖)。由于法規原因,歐洲平均售價較高,42美元加侖。紫外光固化涂料在現代木器實用的涂料品種中是干速最快的漆種,因此在地板上應用有廣闊的市場。同時光固化涂料在紙張上光、摩托車上光、光固化油墨、鋼板圈材、光纖保護等方面也有很大發展。國外光固化涂料之所以性能優良、品種齊全,與其先進的生產技術分不開。聚合物乳液合成采用無表面活性劑的自乳化技術,并通過定向聚合、輻射聚合、互穿網絡聚合技術使多種不同單體組成的聚合物呈層狀結構存在于同- -膠粒中,使產品既具有一-定的硬度、耐污染性,又使施工易于進行,改進涂料性能,增加使用功能。涂料生產工藝控制基本實現電腦控制,液體輸送實現管道化,固體物料已采用氣動和機械輸送及計量自動控制。國內大部分光固化涂料采用芳香族聚氨酯工藝,由于甲苯二異氰酸酯制成的漆膜游離單體多,耐老化性能差,500 h人工老化,漆膜光澤只有80%,嚴重發黃; 150 C烘烤1 h,輕微發黃; 170 C烘烤5h,嚴重發黃。我國光固化涂料技術的開發首先在高等院校進行,高校有較好的科研基礎,參照國外先進生產經驗,與企業結合后蓬勃發展。

          電子束固化涂料是近二十年來發展起來的一種新技術,是核技術應用的重要組成部分,受到世界各國工業界的廣泛重視,現已形成工業規模。尤其是大功率的電子加速器的廣泛應用,促使輻射加工產業不斷發展,其產值目前仍以20%左右的速度增長,經久不衰。其中電子束輻射固化涂層技術在發展新型裝飾材料工業方面具有廣闊的應用前景。電子束固化涂料的發展依賴于電子加速器的發展,目前國內外均未普及,但現在已有許多新型的低能電子加速器問世,這為發展電子束固化涂料提供了可能。電子束固化涂料主要應用于木器涂裝、塑料涂裝、紙張涂裝、皮革涂裝、卷材涂裝等。

           

          2近年來輻射固化環保涂料的一些研究成果

          日本專利JP2004010772.2004-01 -1 5公開了由丙烯酸樹脂和光敏異氰酸酯制備的光固化樹脂的組成及其制備的涂料。該樹脂由以下步驟制得:-步,(a)1個可聚合不飽和鍵和1個縮水甘油基的化合物與(b)1個可聚合不飽和鍵且不同于(a)的化合物聚合:第二步,與含有1個羰基和1個不飽和鍵的其他化合物加成;第三步,得到的丙烯酸聚合物和含光敏基團取代基的異氰酸酯反應,最終得到可以光固化的樹脂20070104,它是以有機-無機復合樹脂為基料的涂料的組成”。

          美國專利US2006-167127公開了含金屬化合物的輻射固化環保涂料組合物。涂料組合物可以UV輻射固化,含(A)至少種含烯屬不飽和基的自由基聚合低聚物或聚合物基料、(B)至少一種可聚合的含一種或一種以上的烯屬不飽和基的單分子活性稀釋劑、(C)至少種自由基聚合光引發劑、(D)至少種金屬化合物(選自含陽離子或陰離子鹽化合物形式的金屬鹽化合物、有機金屬化合物、金屬絡合物及其混合物,其中金屬選自元素周期表中13~14類金屬或過渡金屬,這些金屬或過渡金屬除了0價外可以存在至少2種氧化態)、(E)還可加入水、有機溶劑、顏料、填料或傳統的涂料助劑,得到的涂料組合物含非物理干燥基料和非β-二酮”。

          德國專利DE10200500 040公布了輻射固化環保涂料用的帶(甲基)丙烯酸酯基的多官能聚硅氧烷。帶有相對高分子質量的未改性聚硅氧烷嵌段并具有良好的附著性的此聚硅氧烷,具有特定的結構。將由20SiMe20單元、5個一SiMeHO0- - 單元和2Me:Si0端基構成的聚硅氧烷(232 g)190 g200- -SiMe;0- 單元、2- -CH2CHSiMe.0- 端基的聚硅氧烷,以及2x 10* Rh催化劑于120 C攪拌3h,制得一種母體。將該母體220 g100 C滴加于35 g丙烯酸羥乙酯、50 g甲苯、250 mg氫醌和150 mg BPhs中,加熱2.5 h,120 C真空汽提,制得有機硅改性丙烯酸酯。舉例說明了這種組合物作為光固化涂料的應用。

          美國專利US2006-194894公開了提高了韌性的涂料用無V0C輻射固化樹脂組合物。該輻射固化樹脂組合物不含或基本不含揮發性有機成分,用作涂料組合物提高了涂膜的低溫柔韌性。本發明輻射固化樹脂組合物含乙烯基二氧戊環封端的低聚物如: 1.4-(4- 羥丁基)-2-乙烯基-1, 3-二氧戊環-四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯加成物與光引發劑混合。

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