光固化涂料生产技术及进展

顾峰华

启东姚记扑克实业有限公司；226200

摘要：现如今，光固化涂料已经逐渐取代传统的涂料，因其具有高效、性能好以及无污染等优势，已经得到了广泛的推广和应用。光固化涂料的兴起和应用，给我国涂料行业的发展开辟了新的发展路径，本文主要围绕光固化涂料的生产技术及进展进行分析，以期更好的促进涂料领域的进步与发展。

关键词：光固化涂料；生产技术；进展

光固化涂料指的是基于光照条件下，促进涂料对光能的吸收，从而引起化学反应，实现涂料的固化。一般来说，光照条件大多包括紫外线、X射线等，其中紫外线是主要的光照条件。光固化涂料的形式有很多种，而且其本就属于一种全新的绿色技术，与当前环保理念的发展是契合的，所以对其生产技术及进展进行研究有重要的现实意义。

一、光固化涂料的发展过程

早在1968年，紫外光固化涂料就在外国得到了开发和推广，相比之下，国内光固化涂料的发展历程却十分曲折，到了二十世纪八十年代初，涂料厂为了更好的满足板式家具的需要，才开始推出紫外光固化涂料及相应的固化设备。到了九十年代后，人民群众的生活水平得到了广泛提升，同时室内装饰业也得到了进一步的发展，探索快速干燥地板油漆已经越发紧迫。紫外光固化涂料属于干速最快的，所以在地板应用上的市场十分广阔。最开始，光固化涂料从国外引进，价格较高，后续光固化涂料所用的组分均实现了国产化，大大降低了成本，与此同时光固化设备也逐渐实现了国产化[1]。随着进一步的发展，光固化涂料的品种也越来越丰富，应用范围也越来越广泛。

二、光固化涂料的生产技术分析

（一）光固化涂料的主要组分

1.1齐聚物

齐聚物也被叫做光敏树脂，在光固化涂料中所占比例较大，同时也是影响涂膜性能的重要因素。齐聚物的分子结构主要包括不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、阳离子树脂、水性丙烯酸酯等等，其中环氧丙烯酸酯的应用范围最广，其主要作用就是赋予涂层良好的物理性能、机械性能以及耐腐蚀性能。现阶段常用的环氧丙烯酸酯齐聚物主要包括三类：第一，双酚A环氧丙烯酸酯，其光固化速度更快，而且涂层硬度较高，相比之下原材料在获取也比较简单，价值低廉，而且与其他树脂的混溶性也比较好，在辐射固化涂料中的应用范围较广；第二，酚醛环氧丙烯酸酯，与上述的双酚A环氧丙烯酸酯相比，二者在相对分子质量同等时，酚醛环氧丙烯酸酯中的丙烯酰基含量更多，所以固化速度、耐热性等方面也更佳，但是价值相对更高一些，多用于印刷线路板等电器件涂料上；第三，环氧化油丙烯酸酯，主要优势就是对皮肤的刺激性更小，而且价格低，附着力很强，但丙烯酰基的含量少，所以并不单独使用，在底材不容易附着或者柔性基材上有广泛应用。

1.2活性稀释剂

活性稀释剂属于功能性单体，也是光固化涂料中的重要组分，其主要作用就是对涂料的粘度进行调节，对于涂膜的性能有直接影响。活性稀释剂结构中，也包括不饱和双键，齐中光固化速度最快的当属丙烯酰基，所以丙烯酸酯单体也是应用最广泛的活性稀释剂。随着新型稀释剂的研发与普及，使得丙烯酸酯类功能单体的性能也越来越完善，再加上阳离子光固体系的进一步发展，乙烯基醚类单体等也逐渐得到了推广和应用。

1.3光引发剂

光引发剂在光固化涂料中也是十分重要的，更是影响涂料固化程度和速度的决定性因素。现阶段常用的光引发剂主要包括二苯甲酮、氯代硫杂葸酮、异丙基 硫杂蒽酮、酰基磷氧化物以及铁盐等等。

1.4助剂

助剂的主要作用就是改善光敏树脂的流动性，保证光固化涂料组分的稳定性。常用的助剂主要包括有两种，第一种是抗氧剂，主要作用就是对涂膜稳定性进行改善；第二种是热阻聚剂，能够进一步的延长光敏树脂的有效期。总的来说，在使用助剂时，要优先选择可以参与固化反应的活性助剂，能够避免出现漆膜弊病。

（二）工艺技术

国内生产的光固化涂料，多数使用的是芳香族聚氨酯工艺，但这种涂料的耐老化性能相对较差。而利用异佛尔酮二异氰酸酯制作的脂肪族聚氨酯紫外光固化涂料，不仅弥补了芳香族聚氨酯工艺的不足，而且还具有干燥迅速、节能等优点，为涂膜增添了很多新性能，使得这类涂料的适用范围也更加广泛，尤其在高机械性能领域有广泛运用，如光纤涂料、地板涂料等[2]。光固化涂料技术的开发最早在高校进行，并借鉴和参考了国外的生产经验，比如说复旦大学李善君教授的超大规模集成电路封装用环氧塑封料这一成果，就已经投入到生产中，其所研制出的高性能高韧性封口胶在新型战机尾翼得到了广泛应用。中石化巴陵石化分公司，将双酚A和环氧氯丙烷为原材料，并在催化碱的基础上醚化，然后在碱的作用下发生闭环反应，在后续的处理后精制，将树脂分子中的各类结构含量进行合理控制，从而合成可以溶于甲醇的环氧树脂。可见以此生产出的光固化涂料，具备了耐热、耐溶、耐碱、耐磨等方面的优势。

而国外光固化涂料的生产技术主要涉及到以下几种：其一，聚合物生产技术。主要通过运用自乳化技术，让不同的单体聚合物在同个胶粒上实现聚集，进而对涂料的性能进行改变，进一步的强化涂料的使用功能；其二，涂料生产工艺。国外在涂料生产上，有着高度自动化的优势，可以全程利用电脑进行控制，而且能够自动控制固体物料的输送和计量；其三，涂料检测技术。国外所使用的涂料检测技术，已经不仅仅局限在评价涂料的外观和颜色等方面，而是主要使用紫外光谱仪、核磁共振以及自动电子光谱仪等设备，加强涂料内部组成和界面状态的检查，最重要的是，还可以使用超声波显微镜，对涂料的非破坏性进行测试。

三、光固化涂料的具体应用

（一）木器涂料

木器涂料主要包括三类，分别是光固化腻子、面漆和底漆。木器家具和木质地板对光固化涂料的使用要求也有明显不同，目前已有的光固化涂料已经可以满足其具体的使用要求。

（二）塑料涂料

常见的塑料涂料主要就是普通塑料涂料以及功能塑料涂料，常见的材料有PVC、PET、PC等等。紫外光固化涂料的硬度更高，而且耐摩擦，不仅不容易划伤，而且也更加的美观。

（三）金属涂料

金属涂料一般在钢铁制品防腐蚀保护上有广泛应用，可以让金属制品的外表更加的高雅和美观，尤其在汽车上有广泛应用，可以更好的满足汽车对防腐蚀和防损伤的需要。

（四）纸张涂料

纸张涂料的发展速度较快，常称之为光固化上光油，在杂质、包装材料的表面上光上有广泛应用，可以赋予物体表面良好的耐磨性、抗水性，延长制品的耐用性。

四、光固化涂料的发展进展

一方面，在光固化涂料中，所用到的活性稀释剂中，包含一定的有机挥发物，所以也会产生一定程度的毒性或者刺激性，而相比之下，紫外光固化水性涂料通过合理使用水稀释剂，可以有效的规避活性稀释剂产生的毒性和刺激性等问题。通过增加适当比例的水以及增稠剂，能够对涂料的流动性和粘度进行调节；紫外光固化水性涂料，也没有挥发性有机物，更加的安全，在各种涂布设备中有广泛应用，同时涂布设备的清洗也更加便捷，还能形成超薄固化膜。对此，建议多开发和应用紫外光固化水性涂料[3]。

另一方面，紫外光固化粉末涂料被共同赋予了光固化涂料以及粉末涂料的双重优势，所以不仅能够在金属上应用，而且也可以在塑料或者木制品上得到广泛应用，无形中增大了粉末涂料的使用范围，其在后续的发展过程中，必然会朝着汽车涂料的方向而发展[4]。可见，紫外光固化粉末涂料，在汽车领域有广泛的应用领域，所以必须要引起高度的重视和关注。总体来说，辐射固化涂料、紫外光固化水性涂料、紫外光固化粉末涂料等，不仅可以更好的适应环境优化理念的发展趋势，同时也为涂料领域的发展提供了新的方向，其中辐射固化涂料不仅具有良好的环保性，而且也在不断的朝着水性以及粉末的方向而不断的研究和发展，所以必然具有更大的发展前景。

五、结束语

总而言之，如今光固化涂料已经成为现阶段涂料行业发展的重要内容，尤其是紫外光固化涂料。而且紫外光固化涂料在发展期间，也必然会朝着水性涂料以及粉末涂料的方向而发展，以水为稀释剂，不仅可以避免出现毒性问题以及刺激性问题，而且也能对涂料的流动性和粘度进行有效的调节，为涂料生产的安全性提供了重要保证。所以应该不断的加强紫外光固化涂料的研发和生产，以更好的促进涂料领域的进步与发展。

参考文献：

[1]李红辉.光固化涂料生产技术及进展[J].化工管理,2017(29):181.

[2]付宗燕,王广勤.光固化涂料生产技术及进展[J].石油化工技术经济,2006(04):41-44.

[3]杜鹏,高双之.光固化涂料行业前沿发展趋势[J].中国涂料，2021,36(09)：26-32.DOI：10.13531/j.cnki.china.coatings.2021.09.005.

[4]孙家娣,陈卫东,刘雪锋.紫外光固化涂料的研究进展[J].现代涂料与涂装，2019,22(05)：23-26+52.