UV涂料立足现状展望未来UV涂料立足现状展望未来.doc

UV涂料立足现状展望未来 　　能想像一个行业已经保持连续35年的增长吗?只有一些少数行业能做到，屈指可数。根据以往的RadTechInternational的统计数据，北美市场上UV/EB产品增长每年都超过了7%。 　　推动这种增长的动力不仅仅是由于“绿色”技术和生产效率提高的要求，而且是由于原材料供应商已能提供更多新型原材料。这些新型材料使配方设计者制备出的UV涂料，物理性能提高并得到更好的产品性能，从而进一步拓宽了使用范围。 　　两个因素是推动UV固化涂料增长的主要动力。 　　·环境 - 由于固含量最高可达100%，UV涂料可以减少或消除VOCs和HAPs。 　　·全球化 - 全球化生产的特点要求缩短固化时间、可自动操作、缩短订货到交货时间、减少废料、废弃物及其再利用和实现即时供货。 　　这些因素结合起来为这一行业创造了更多的机会。现在已经是展望前景和充分利用这一机遇的大好时机了。 　　涂料组成 　　涂料通常是液体，含树脂(或聚合物)、溶剂(或水)、助剂和可添加的颜料。为简化起见，比较分析时不列入粉末涂料和电泳涂料。 　　树脂 　　树脂可以看做是“成膜物”，将各种成分结合成连续的体系，干燥后形成涂膜。对较高相对分子质量的合成树脂一般更多的以聚合物表示。聚合物通常是高黏稠的，要加入溶剂(或水)，使其可以与其他成分混合并使涂料具有可喷涂性。 　　术语“基料”有时可以和树脂替换使用，但准确的说，基料是指涂料中液体介质中的不挥发部分。它将颜料粒子和其他助剂结合起来，使涂膜作为一个整体材料加以应用。 　　基料提供了： 　　·对底材的附着力; 　　·包裹住颜料并使其相互分离，防止团簇; 　　·流动性，形成平整光滑、均匀的涂膜，使涂膜具有如光泽在内的最佳性能; 　　·物理和化学性能如硬度、柔韧性、耐久性、重涂性、耐磨性和耐冲击性、耐水、UV、耐化学和防腐性等。 　　溶剂/水 　　液态的溶剂或水使基料的黏度降至可施工程度，然后其挥发形成涂膜。溶剂测量值即VOCs，要受EPA控制。一些溶剂如丙酮不属于EPA控制范围，在美国大多数州不作为VOC,允许排放。 　　颜料 　　颜料是固体粒子,提供颜色和光泽控制,不溶于基料中。常用颜料的包括：无机颜料、有机颜料和金属颜料。 　　助剂 　　涂料配方中含有化学助剂，提供独特的性能并起改进涂料性能作用。常用的助剂包括催化剂、防粘连剂、消泡剂、流动控制剂、光泽改进剂(提高或降低)、贮存稳定剂、UV屏蔽剂、分散剂和防锈剂等。 　　热固化与辐射固化 　　UV固化涂料配方中，可以将树脂、溶剂和催化剂用齐聚物、单体和光引发剂取代。 　　齐聚物提供涂料以粘连性、颜料包裹、流动和物理性能。和溶剂一样，单体也降低黏度，但也提供一些其他与齐聚物相似的性能，即柔韧性和交联。 　　大多数情况下添加单体可以将黏度降至一定程度，可以适用于辊涂或旋转雾化喷涂等高效涂装方法。为了更便于施工或更好的流动性，UV涂料配制时可以加入溶剂或水，使固含量低于100%。从而可以使用传统方法或HVLP喷枪涂装。 　　光引发剂作为催化剂引发化学反应。在这种自由基反应过程中，单体和齐聚物转变成聚合物，发生交联。 　　固化 　　UV固化涂料和溶剂型/水性涂料主要不同之处是它们用不同类型的聚合物和不同的固化方式。溶剂或水性聚合物的不同在于它们的成膜方式。 　　·挥发性漆 - 是一种基于溶于有机溶剂中的合成热塑性成膜聚合物，通过溶剂的挥发形成涂膜。 　　·自氧化 - 聚合物含碳碳双键，可以将氧分子引入双键中形成交联的涂膜。醇酸是这种反应类型的典型品种。 　　·化学交联 - 这种情况下，体系含一种以上的聚合物。一种是骨架聚合物如醇酸或丙烯酸，另一种是交联树脂，如三聚氰胺。加热和加入催化剂(自催化或外加催化剂)可以促使反应，导致骨架聚合物和交联剂反应，交联形成涂膜。 　　·乳胶型成膜物 - 与挥发性漆类似，这类涂料是通过水(及可能存在的成膜助剂)的挥发，使聚合物粒子聚集形成涂膜。乳液通常是丙烯酸，但也可使用聚酯、聚氨酯、醇酸和环氧。 　　所有这些聚合物及其固化方法在有一点是相同的，通过固化，溶剂或水挥发，树脂、添加剂和颜料保留，涂层固含量可认为是100%。这一过程阐述如图1所示1。 　　 　　相比之下，UV固化涂料采用了不同的形成固化涂膜的方式。暴露于紫外光下时，在数秒内自由基固化成膜物交联成膜。这些组合物通常是100%固含量，但也可加有5-50%的溶剂或水(如图2所示)。 　　 　　辐射固化 　　辐射固化涂料含各种促进剂或催化剂，通常条件下不引发反应，但暴露于UV光下会引发反应。吸收UV光线后会在数秒内在化学基团中触发自由基反应形成交联(固化)。 　　具体而言，这种化学过程(链反应)是由单体和齐聚物形成聚合物。UV固化可以具有UV光线的密闭小室中进