光固化涂料的原理以及特點

自1968年聯邦德國拜爾公司首次制成紫外線固化聚酯樹脂涂料以來，利用此類樹脂制造涂料和油墨技術不斷進步，引起了涂料工業的發展。

一、光固化的機理

光固化涂料也稱光聚合涂料。在涂料中加入光敏物質，在光的照射下可吸收一定波長的光能，引起聚合反應，使涂膜達到快速固化、干燥的目的。而光敏物質在光的作用下會引起各種化學反應。例如:氧化、還原、分解、聚合和交聯等等。它的感光性能是由它吸收的光波長來決定的,主要是近紫外光。波長范圍為3000A~4500A。

至于光固化涂料的樹脂與普通涂料沒有多大區別。一般采用不飽和聚酯樹脂，丙烯酸樹脂，醇酸樹脂等。主要不同有以下三點:①分子中含有自由基聚合性不飽和基團:②含苯乙烯單體;③光敏劑(光聚合引發劑)。最主要的是光敏劑。光敏劑在光的作用下分解成自由基的機理如下:式中:Ar為芳香基，如:苯基、鄰甲苯基、對甲苯基、對茴香基、β-萘基等等。

上述化合物表明在受光照射后，即分解成活性基，這種活性基與分子中含有自由基引發聚合性不飽和基團的樹脂或單體在一起，即成為聚合引發的種子，發生聚合交聯反應。至于自由基受光作用所獲得的引發(激發)速度(Ri)，G.Oster曾提出以下近似關系:

Ri=(光的強度)x(量子效率)x(光路長度)x(光敏劑濃度)

光敏物質對熱的穩定性要好，對光的敏感要快。到目前為止發現對涂料有用的光敏劑并不多。

二、光固化的特點

一般涂料的固化過程都是靠熱能實現的，而將光敏物質加到樹脂里制成的光固化聚酯樹脂。涂料吸收紫外線光能后，在30~120秒之內便固化形成漆膜。

優點

①用紫外線照射時，在極短時間內(1~2分)可固化干燥。而以往的涂料固化需要1~2天左右。

②對涂料不必要耽心活化期，適用于涂飾不宜高溫加熱的材料,例如:涂飾木器,紙張,塑料,混凝土以及熱容量大的厚金屬板。

③涂料不含揮發性溶劑，在固化過程中苯乙烯單體揮發損失很小，公害小。

④設備和加工量相比占地面積小，成品干燥快，并適用于傳送帶式紫外線照射裝置流水線、提高勞動生產效率和質量。

缺點是遮蓋力大的涂料不適用，光的照射角度對固化效果影響很大，因此，形狀復雜的被涂物有的地方容易出現“死角”。