水性UV涂料的研制与应用.doc

水性UV涂料的研制与应用 系（分院）：? ? ×××? ? 专业班级 : ? ? ×××? ? 学生姓名：? ? ? ×××? 学? ? 号：? ? ? ×××? 指导教师：? ? ? ×××? ? 2012年6月2日星期六 目录 前言：? ? 3 1 水性UV涂料的特点? ? 3 1.1 水性UV涂料比较传统固化涂料? ? 3 1.2 水性UV涂料用树脂? ? 4 2 水性UV涂料的组成? ? 4 2.1 低聚物? ? 4 2.1.1 聚氨酯丙烯酸酯（PUA）? ? 5 2.1.2 环氧丙烯酸酯（EA）? ? 6 2.1.3聚酯丙烯酸酯类（PEA）? ? 7 2.1.4? 丙烯酸酯化聚丙烯酸酯? ? 7 2.2 光引发剂? ? 7 2.3 助剂? ? 8 3 水性UV涂料的应用? ? 8 3.1 应用于木材? ? 8 3.2 应用于塑料? ? 8 4 结语? ? 9 摘? 要：本文介绍了水性UV涂料对比传统固化涂料的特点；详细的阐述了水性UV涂料的各种组成组分；对近几年水性UV 涂料的主要应用领域进行了总结，并分析了水性UV 涂料最新的研究进展与发展趋势。 关键词：水性UV涂料、低聚物、光引发剂、应用 前言： 由于UV 涂料的绿色环保与高效率，使得该技术在世界范围内获得了广泛重视，并获得快速增长，其应用领域越来越宽广。紫外光（UV）固化涂料是一种高效、节能、环保的新型涂料［1-3］，传统UV 涂料采用活性稀释剂调节流变，造成涂料具有强烈的刺激性气味，并对涂膜的物理性能产生不良影响。水性UV 固化涂料基本不使用活性稀释剂，避免了由之引起的固化收缩，成为UV 固化涂料发展的新方向。 1 水性UV涂料的特点 1.1 水性UV涂料比较传统固化涂料 水性UV 涂料虽然不是100%固体含量的高固体分涂料, 但却在许多方面具有普通UV 涂料所不具有的优势： （1）低粘度, 因为水起到了稀释作用 （2）降低了涂料的燃、爆等级。可以喷涂而不必担心危险, 因为水不会燃爆, 而普通UV 涂料有一定闪点, 需注意喷涂环境和通风。 （3）低毒性, 与普通UV 涂料相比, 对人体有刺激性、过敏性或其它不利影响的丙烯酸醋类活性组分大为降低。 （4） 抗流挂, 在UV 固化前甚至可以得到已表干的涂层, 普通UV 涂料在UV 固化前如太厚或太稀均会导致流挂 （5）设备清洗容易 （6）可以薄涂。普通UV 涂料100% 固体分导致了涂层偏厚, 难以得到较薄的涂层, 从而造成材料的浪费。 （7）新的应用选择。因为水性UV 涂料的收缩率低, 润湿性好, 在一些难附着的基材上也有很好的附着力[4] 水性UV 涂料施工时一般需经过干燥除水和固化2个阶段，相对于传统UV 涂料需要增加一道预烘除水的生产线，所以干燥除水是控制水性UV 涂料流水线速度的瓶颈部分。除水过程中，如果温度太低会延长预烘时间，影响生产效率，并且有可能造成水分残留而延长固化时间并影响漆膜性能；而温度太高则可能造成漆膜表面产生缩孔等缺陷，影响外观。 此外，水性UV 涂料目前还存在贮存稳定性不佳，漆膜耐水性、耐溶剂性不理想，不易涂布基材、易引起涂布不均等缺陷需加以改进。 1.2 水性UV涂料用树脂 水性UV 涂料的组分主要是含有丙烯酸类或其它不饱和双键的可溶于水或分散于水中的树脂, 一般来说为了保证涂膜性能, 其相对分子质量比一般的齐聚物、活性稀释剂都要大得多可用于水性UV涂料的树脂种类很多, 常用的有如下一些： a.水基氨基甲酸丙烯酸醋齐聚物? b.环氧丙烯酸酉旨乳液? c.水基脂环族环氧树脂? d.不饱和硝基纤维素聚醋水分散体? ? e.水解不饱和聚醋? ? ? f.含不饱和丙烯酸官能团的丙烯酸乳液[5] 与传统水性涂料相同, 水性UV 涂料按树脂在水中的存在形式可以分为以下三大类: 乳液——这类UV 树脂往往是由无水的不饱和聚酯或丙烯酸酯类直接形成，通常需要加入1~2 种乳化剂。 水分散体型——与乳液相比，UV 树脂在水分散体中的分散颗粒更小，并且树脂的相对分子质量也更高。这使得采用这类树脂的水性UV 涂料往往在UV 固化前（水蒸发后）就可以形成表干的涂膜。在光引发后获得高度交联的涂层。 水溶型——这类UV 树脂只能与少量水互溶（大部分情况下少于30%），过量的水使得它成为混浊絮凝状，导致无法操作加工。 在上述3 种树脂中，前两种其实都不是水溶性树脂，只是树脂颗粒以不同状态分散于水中，这可以大大降低树脂中所需亲水性基团的数量，使固化后的涂膜有更好的耐水性，不会对水敏感。目前研究最多的是可自乳化水性聚氨酯体系，属于第二类——水分散体型。本文采用一种可UV 固化的丙烯酸水分散体作为乳化剂，直接将环氧丙烯酸酯低聚物分散入水中形成稳定的乳液，与相应的光引发剂配合得到了一种新型的水性UV 涂料。 2