以下為《歐洲涂料雜志》第06期配方培訓(xùn)中輻射固化清漆的參考答案。

　　基本配方

　　按規(guī)定順序邊攪拌邊加入下列原料：
　　丙烯酸酯樹脂，83.0%
　　單官能或多官能單體，11.5%
　　光引發(fā)劑(α-單分子裂解型)，3.0%
　　流平劑，2.0%
　　阻聚劑，0.5%

　　參考答案 — 主要問題

　　問題1. 輻射固化涂料體系的優(yōu)缺點

　　輻射固化涂料體系有以下優(yōu)缺點：

　　優(yōu)點：
　　+不揮發(fā)物含量=100%
　　+低排放
　　+極快速交聯(lián)
　　+可快速進(jìn)行下道工序
　　+無適用期(單組分體系)
　　+涂膜交聯(lián)度高，耐久性好
　　+低能耗
　　+空間要求小

　　缺點：
　　-某些原材料有毒
　　-原材料價格高
　　-在某些情況下存在流變問題
　　-在某些基材表面存在附著力問題

　　問題2.光輻射范圍

　　光的輻射范圍是從紅外輻射到范圍較窄的可見光和紫外線輻射。這一范圍可再細(xì)分為單個部分：(波長λ [nm])

　　極遠(yuǎn)紅外線輻射1000000～15000 nm
　　遠(yuǎn)紅外線輻射15000～6000 nm
　　中紅外線輻射 6000～3000 nm
　　近紅外線輻射3000～780 nm
　　可見光范圍780～380 nm
　　紫外線-A輻射380～315 nm
　　紫外線-B輻射315～280 nm
　　紫外線-C輻射280～100 nm
　　240 nm～300 nm波長的紫外線-B輻射用于輻射固化。

　　問題3.可發(fā)生紫外線交聯(lián)的基料

　　a.基料

　　含雙鍵的低分子量基料，能夠發(fā)生聚合反應(yīng)，用于UV固化涂料配方。

　　•不飽和聚酯
　　•丙烯酸環(huán)氧樹脂
　　•聚酯丙烯酸酯
　　•丙烯酸聚氨酯樹脂

　　b.交聯(lián)機(jī)理

　　在UV輻射固化中，由自由基引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)。自由基是通過光引發(fā)劑或協(xié)同劑產(chǎn)生(見5)。聚合反應(yīng)按常規(guī)聚合機(jī)理進(jìn)行。通過引發(fā)反應(yīng)，

　　鏈增長反應(yīng)，以及

　　鏈終止反應(yīng)。鏈終止反應(yīng)可以通過兩個自由基的結(jié)合、歧化作用或與外部物質(zhì)如氧的反應(yīng)而實現(xiàn)。

　　問題4.活性稀釋劑

　　在交聯(lián)過程中，將活性稀釋劑加入到聚合物中，用于降低輻射固化涂料的黏度。特別合適用于單官能和多官能丙烯酸酯。通常采用混合活性稀釋劑，并應(yīng)滿足以下要求：

　　•良好的降低黏度作用應(yīng)
　　•活性高
　　•與其他活性稀釋劑和基料具有良好的相容性
　　•揮發(fā)性低
　　•顏色指數(shù)低
　　•中性氣味
　　•無毒

　　問題5.光引發(fā)劑和協(xié)同劑

　　光引發(fā)劑和協(xié)同劑可用于UV固化體系的交聯(lián)。光引發(fā)劑可分成單分子α-裂解型和奪氫型兩種。兩者通常都含有一個與芳香基相連接的羰基基團(tuán)，。單分子α-裂解型光引發(fā)劑在與羰基連處發(fā)生裂解(α-裂解)形成能夠引發(fā)聚合反應(yīng)的自由基。

　　安息香乙醚

　　雙縮酮α-裂解

　　奪氫型光引發(fā)劑單獨不能引發(fā)聚合反應(yīng)，必須與協(xié)同劑(共引發(fā)劑)一起使用。奪氫型光引發(fā)劑：

　　二苯甲酮

　　硫雜蒽酮

　　問題6.紫外線裝置

　　汞燈可用作紫外線輻射固化裝置中的輻射源。通常使用高壓汞燈(1-2 bar， 800 °C～900 °C)，波長范圍200 nm～450 nm。紫外線輻射是由電激發(fā)生成的氣體或金屬蒸氣產(chǎn)生。曝光時間小于0.1秒。

　　問題7.氧帶來的問題

　　氧可抑制交聯(lián)反應(yīng)，特別是不飽和聚酯樹脂的交聯(lián)。其結(jié)果是表面一直是呈發(fā)粘狀態(tài)。為避免這個問題，可以使用石蠟，讓它漂在表面可防止氧的吸收。然而，為了獲得有光表面，在交聯(lián)后必須進(jìn)行拋光。通過加入烯丙基可實現(xiàn)氧化干燥，消除由于氧而導(dǎo)致的表面發(fā)粘現(xiàn)象。

　　問題8. 色漆的紫外線固化

　　因為許多顏料能反射、散射和吸收紫外線輻射，所以色漆的交聯(lián)會出現(xiàn)問題。可以用光引發(fā)劑來解決這個問題;光引發(fā)劑的最大UV吸收(吸收窗口)是在顏料對 UV吸收很低的區(qū)域。

　　問題9.UV射線的危險

　　輻射固化涂料的原材料常給粘膜、眼睛和皮膚造成嚴(yán)重的刺激，長時間暴露可能會導(dǎo)致過敏。因此，應(yīng)避免與皮膚直接接觸，并穿常規(guī)防護(hù)服。所使用的紫外線是高能量射線，可能造成皮膚灼傷。因此紫外線設(shè)備必須確保不會有紫外線射線泄漏。因為UV射線可能產(chǎn)生有害的臭氧，所以UV裝置必須配有護(hù)罩。