光敏涂料

    光敏涂料 : 借助 光的作用而固化的涂料。这种涂料以无溶剂单 质为基础,容易保存和处理,不需加热,固化系 统紧凑便于操作,省能、省工,经济效益大; 但 未透光部分及光痕可以形成较复杂的结构,使 用受到一定限制。光敏涂料所用树脂大体可分 为以下4类:
①游离基聚合树脂。有不饱和聚酯/单体 类及丙烯酸低聚物/单体类。前者一般可用马来 酸或富马酸那样的不饱和二元酸为不饱和基, 将聚酯溶于苯乙烯那样的单体中组成。这类光 敏性涂料是1968年德国的Bayer公司开发的。 由于这类涂料性能上的限制,仅限于木工使用。 后者,丙烯酸低聚物分子末端或侧链的丙烯酸 基 或甲基丙烯酸基 是一个或偶数个相对分子 质量为数百或数千的不饱和低聚物,对光及电 子射线有良好的固化性。同时在涂膜的物性方 面,也富有多样性。具有聚酯分子骨架的聚酯丙 烯酸酯有: 具有聚氨基甲酸酯分子骨架的氨基 甲酸丙烯酸酯、具有环氧树脂与丙烯酸反应后 的结构的环氧丙烯酸酯、具有聚醚丙烯酸酯结 构的聚醚丙烯酸酯等。除此之外,也还有其他骨 架物。这些丙烯酸低聚物为了能调节粘度,通常 溶于低粘度的单体中,使用时根据需要加以稀 释。作为稀释剂的单体,可采用高沸点、低粘度 的乙烯单体及低聚物。稀释用的单体类起着溶 剂的作用,同时还影响光固化速度及涂膜的物 性,若选用不当,就可能使涂膜对皮肤有刺激性 和产生臭气。丙烯酸低聚物/单体类涂料,较前 者的适用范围广,可用于木工、纸张、塑料及金 属等方面。
②游离基加合聚合树脂。在分子末端或支 链带有芳基或丙烯酰基的不饱和低聚物(聚烯 化合物)与多硫化物、光引发剂所组成的化合 物,在光的照射下,聚烯化合物和多硫化物加合 聚合而生成游离基加合聚合树脂,也称为硫- 烯固化类。游离基聚合不会因空气中的氧而引 起聚合障碍,这是它的优点。作为以游离基聚合 机构为基础的光敏涂料的光引发剂,最好是吸 收光能后可以活化,再利用裂解反应或脱氢反 应可生成游离基,然后开始聚合的光引发剂。适 合工业用的光引发剂有: 裂解型的苯偶姻烷基 醚类、苯乙酮衍生物类、苯甲基缩酮类等; 脱氢 型有二苯甲酮及其衍生物、苯甲酮、硫杂蒽酮衍 生物等。
③开环聚合树脂。利用光照射产生离子聚 合反应,以环氧对脂的光开环聚合为主。利用路 易斯酸的催化作用虽可使环氧树脂迅速聚合固 化。但利用光分解产生路易斯酸,这样的光引发 剂却是新开发的。主要使用的是环脂肪族的内 环氧树脂。作为光引发剂的有路易斯酸的芳烃重 氮盐芳烃族碘鎓盐和芳香族锍盐等。因为是离子 聚合,故不会因空气中的氧而使聚合受阻,并且, 即使大量配用颜料,也有较好的固化性等。
④ 酸固化树脂。利用光照射可使强酸游离 的光引发剂,如氯化苯乙酮及其衍生物,使酸固 化型的氨基醇酸树脂成为光固化性,可用作木 工光敏涂料。
在光敏涂料中,根据不同的目的,可添加各 种添加剂配合使用。如光聚合促进剂(胺、连锁 传递剂等)、稳定剂(阻聚剂、螯合剂等)、增粘 剂(偶合剂及其他反应性试剂)、改质剂(热可塑 树脂、橡胶等)、填充剂(体质颜料、氧化硅、玻璃 粉等)、流动性改善剂(匀化剂、触变剂、增滑剂 等)、颜料和染料等。光敏涂料高度着色不太适 合,膜厚、树脂种类、颜料种类及加入量、固化条 件均受到限制。光敏涂料的固化,通常采用 200～400nm波长的紫外线作为光源,最常用的 是高压水银灯,但是也可用金属卤化物灯及氙 灯等。固化气氛,除特殊情况外,不需用惰性气 体处置。固化时间一般为几秒至几分钟。固化温 升控制在数十度以下。光敏涂料用于木制品底 漆和精加工涂装、纸张表面上光、地板表面涂 装、塑料薄膜及成品的表面涂装、金属蒸镀时的 打底涂料、金属蒸镀膜的表面保护涂层、金属制 品(罐、管、板等)的涂层、印刷电路板的绝缘保 护层等。