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辐射固化环保涂料的介绍
时间:2021-09-02 16:55:58 点击次数:408

辐射固化环保涂料是建立在与反应性单体相混合的低相对分子质量聚合物(低聚物)的基础上,通常在无溶剂的情况下使用,在紫外线辐射条件下几乎能够瞬时固化。这种快速固化、无溶剂的特性也带来了一些问题。例如,使用光固化涂料很难得到消光的表面,涂层对一些底物的渗透及粘结性差或涂层的耐候性不够:此外,对于那些UN很难透过的特定颜色的或透明度较低的涂料还存在难固化的问题。紫外线或可见光固化(不包括电子射线固化)通常需要光引发剂催化固化反应。

1辐射固化环保涂料的发展过程

辐射固化环保涂料尽管规模小和生产分散,但其发展速度继续快于整个涂料工业。据有关咨询公司的数据,1999年全球涂料市场价值为640亿美元,北美涂料市场为180亿美元。全球增长率为2%2001年全球辐射固化环保涂料(即紫外线/电子束< UV/EB>辐射固化环保涂料)市场,估计为12.1亿美元,其中北美市场4.6亿美元。2001 年前全球11家大型辐射固化环保涂料供应厂商的销售额为2.68亿美元,其中Sun Chemical5 000万美元,居首位,其次是DSM Desoteeh4 500万美元,Akzo Nobe 13 000万美元,ValsparSherwin williams均为2 600万美元。Akzo公司1 99年的销售额为2 400万美元,其在2000年兼并了CouauMs(科托兹)公司,从而跃升至第三位。

2001辐射固化环保涂料的平均价格为40美元/加仑(2000年为41.5美元/加仑)。由于法规原因,欧洲平均售价较高,42美元加仑。紫外光固化涂料在现代木器实用的涂料品种中是干速最快的漆种,因此在地板上应用有广阔的市场。同时光固化涂料在纸张上光、摩托车上光、光固化油墨、钢板圈材、光纤保护等方面也有很大发展。国外光固化涂料之所以性能优良、品种齐全,与其先进的生产技术分不开。聚合物乳液合成采用无表面活性剂的自乳化技术,并通过定向聚合、辐射聚合、互穿网络聚合技术使多种不同单体组成的聚合物呈层状结构存在于同- -胶粒中,使产品既具有一-定的硬度、耐污染性,又使施工易于进行,改进涂料性能,增加使用功能。涂料生产工艺控制基本实现电脑控制,液体输送实现管道化,固体物料已采用气动和机械输送及计量自动控制。国内大部分光固化涂料采用芳香族聚氨酯工艺,由于甲苯二异氰酸酯制成的漆膜游离单体多,耐老化性能差,500 h人工老化,漆膜光泽只有80%,严重发黄; 150 C烘烤1 h,轻微发黄; 170 C烘烤5h,严重发黄。我国光固化涂料技术的开发首先在高等院校进行,高校有较好的科研基础,参照国外先进生产经验,与企业结合后蓬勃发展。

电子束固化涂料是近二十年来发展起来的一种新技术,是核技术应用的重要组成部分,受到世界各国工业界的广泛重视,现已形成工业规模。尤其是大功率的电子加速器的广泛应用,促使辐射加工产业不断发展,其产值目前仍以20%左右的速度增长,经久不衰。其中电子束辐射固化涂层技术在发展新型装饰材料工业方面具有广阔的应用前景。电子束固化涂料的发展依赖于电子加速器的发展,目前国内外均未普及,但现在已有许多新型的低能电子加速器问世,这为发展电子束固化涂料提供了可能。电子束固化涂料主要应用于木器涂装、塑料涂装、纸张涂装、皮革涂装、卷材涂装等。

 

2近年来辐射固化环保涂料的一些研究成果

日本专利JP2004010772.2004-01 -1 5公开了由丙烯酸树脂和光敏异氰酸酯制备的光固化树脂的组成及其制备的涂料。该树脂由以下步骤制得:-步,(a)1个可聚合不饱和键和1个缩水甘油基的化合物与(b)1个可聚合不饱和键且不同于(a)的化合物聚合:第二步,与含有1个羰基和1个不饱和键的其他化合物加成;第三步,得到的丙烯酸聚合物和含光敏基团取代基的异氰酸酯反应,最终得到可以光固化的树脂20070104,它是以有机-无机复合树脂为基料的涂料的组成”。

美国专利US2006-167127公开了含金属化合物的辐射固化环保涂料组合物。涂料组合物可以UV辐射固化,含(A)至少种含烯属不饱和基的自由基聚合低聚物或聚合物基料、(B)至少一种可聚合的含一种或一种以上的烯属不饱和基的单分子活性稀释剂、(C)至少种自由基聚合光引发剂、(D)至少种金属化合物(选自含阳离子或阴离子盐化合物形式的金属盐化合物、有机金属化合物、金属络合物及其混合物,其中金属选自元素周期表中13~14类金属或过渡金属,这些金属或过渡金属除了0价外可以存在至少2种氧化态)(E)还可加入水、有机溶剂、颜料、填料或传统的涂料助剂,得到的涂料组合物含非物理干燥基料和非β-二酮”。

德国专利DE10200500 040公布了辐射固化环保涂料用的带(甲基)丙烯酸酯基的多官能聚硅氧烷。带有相对高分子质量的未改性聚硅氧烷嵌段并具有良好的附着性的此聚硅氧烷,具有特定的结构。将由20SiMe20单元、5个一SiMeHO0- - 单元和2Me:Si0端基构成的聚硅氧烷(232 g)190 g200- -SiMe;0- 单元、2- -CH2CHSiMe.0- 端基的聚硅氧烷,以及2x 10* Rh催化剂于120 C搅拌3h,制得一种母体。将该母体220 g100 C滴加于35 g丙烯酸羟乙酯、50 g甲苯、250 mg氢醌和150 mg BPhs中,加热2.5 h,120 C真空汽提,制得有机硅改性丙烯酸酯。举例说明了这种组合物作为光固化涂料的应用。

美国专利US2006-194894公开了提高了韧性的涂料用无V0C辐射固化树脂组合物。该辐射固化树脂组合物不含或基本不含挥发性有机成分,用作涂料组合物提高了涂膜的低温柔韧性。本发明辐射固化树脂组合物含乙烯基二氧戊环封端的低聚物如: 1.4-(4- 羟丁基)-2-乙烯基-1, 3-二氧戊环-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯加成物与光引发剂混合。



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