0 前 言

UV固化涂料是以采用辐射固化技术为特征的环保节能型涂料，其具有不含、少含挥发性有机溶剂，对环境无污染，涂膜干后无残留溶剂以及优异的应用性能等特点。与传统涂料固化技术相比，辐射固化具有节能无污染、高效、适用于热敏基材、性能优异、采用设备小等优点，辐射固化技术是一种快速发展的“绿色”新技术［1］。

UV固化涂料由低聚物、活性稀释剂、光引发剂和助剂等4部分组成中国建材网cnprofit.com。低聚物亦称光敏树脂，是UV固化粉末涂料的主要成膜物质，是决定涂料性质和涂膜性能的主要成分。从分子结构看，它们都是含有C＝＝C的低分子量物质，主要是不饱和树脂，如环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯。本文重点探讨各类不同丙烯酸酯官能度化合物在紫外光固化涂料中的选用及配合，探讨它们对涂料表面附着力、硬度、耐磨、耐腐等性能的影响。

1 试验仪器与原料

1.1 原料

甲苯、乙酯、丁酮、防白水、环己酮、1-羟基-环己烷基-苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-丙基-1-丙酮，工业纯，广州市吉彩化工;脂肪族聚氨酯四丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯、100%脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、双酚环氧二丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、三羟甲基丙烷基三丙烯酸酯，工业纯，广州澣东;流平剂、分散剂、消泡剂，工业纯，EFKA。

1.2 仪器

数显耐压测试仪DF2670;漆膜冲击器QC7;紫外光固化机EB-400PM，东莞恒晖彩印机械有限公司;W-71喷枪;BYK光泽度计。

2 试验方法

2.1 选择单体的基本原则

在为某种用途选择单体时需要考虑下列因素:自身的黏度、稀释能力、溶解性、挥发性、闪点、气味、毒理性质、对UV的活性、官能度、均聚物和共聚物的玻璃化转变温度(Tg)、聚合时的百分收缩率和表面张力等，常用UV固化预聚物性能见表1。制定涂料配方， 再根据成品的性质参考文献改变涂料配方。

常用的UV固化预聚物结构和性能

2.2 UV固化涂料的制备与选择

2.2.1 制备步骤

将UV光油各组分按一定比例以如下顺序加入烧杯中:溶剂→助剂→光引发剂→单体。首先搅匀溶剂，再搅匀溶剂+助剂+光引发剂，最后单体加入并搅匀30 min后，静置，最后用剩余溶剂调节其黏度即得UV光油。

2.2.2 涂料的喷涂

将UV光油注入洁净喷枪中，用适当的气压和液流量均匀喷至洁净的ABS板上，使其形成均匀涂膜，再将已喷涂的ABS板放至50 ℃烘箱烘30 min，使其流平;最后把烘干的带涂膜的ABS板用光强为400mJ、传速为30 s的UV固化机将其固化。

2.3 试验基本配方

2.3.1 试验基本配方1(见表2、表3)

溶剂、助剂及光引发剂配方

2.3.2 试验基本配方2

溶剂、助剂及光引发剂的用量与表3相同，单体配方如表4所示。

试验单体基本配方2

2.3.3 性能测试(见表5)

由表5可看出基本配方1所配制的涂膜的各项性能均符合指标，基本配方2除了涂膜外观出现少量麻点外，其他性能指标也均符合要求。

基本配方1、2性能检测方法及结果

注:涂膜硬度:铅笔测量法，按 GB 6739-86测试。涂膜附着力:划格法，按GB 5210-85测试。涂膜光泽度:用BYK光泽度计[2]测试。抗冲击性:按GB/T的冲击试验仪[3]测试。耐压性能:按耐压测试仪[4-5]测试。

3 试验结果及讨论

3.1 不同型号单体对UV涂膜性能的影响

由于UV涂料的迅速发展，许多厂家先后推出了不同型号的单体，虽然它们具有相同的化学名称，但其色度以及黏度有很大的差别，因此所得到的涂料的性能也不相同。

3.1.1 单体5188和CN-965对UV涂膜性能的影响

将基本配方1中单体5188换为CN-965(二者均为100%脂肪族聚氨酯丙烯酸酯)。性能比较如表6所示。由表6可看出采用5188所得到的涂料各项性能均符合指标，将5188换为CN-965后涂膜外观出现少量麻点。

单体5188和CN-965对涂膜性能影响

5188和CN-965是同类型的树脂(二者均为100%脂肪族聚氨酯丙烯酸酯)但不同供应商。其性能也有所不同，5188的黏度为20 000～30 000 mPa·s;而CN-965的黏度为9 975 mPa·s。试验证明采用5188所得到的涂料比采用CN-965所得到的涂料的性能好。

3.1.2 单体3855和6030对UV涂膜性能的影响

在基本配方2中将3855换为6030(二者均为二季戊四醇五丙烯酸酯)。性能比较如表7所示。

单体3855和6030对涂膜性能影响

由表7可看出采用6030所得到的涂料各项性能均符合指标，而采用3855所得到的涂料涂膜外观出现少量麻点。3855和6030是同类型的树脂(二者均为二季戊四醇五丙烯酸酯)但不同供应商。其性能也有所不同，3855的黏度为3 500～6 000 mPa·s，而6030的黏度为13 600 mPa·s，将3855换为6030后解决了涂膜外观麻点多的问题。

3.2 单体的不同用量对涂膜性能的影响

在基础配方1中同时改变TC-1289和5211的用量，改变如表8所示，性能比较如表9所示。

TC-1289(100%脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯)和5211(双酚环氧二丙烯酸酯)的用量更改前后对比

由表9可看出采用基础原配方1的单体比例涂料的各项性能均符合指示，减少TC-1289用量，增大5211用量后涂膜外观出现了少量缩孔，较多麻点。由此可见只有合适的单体比例才能得到好的涂料。TC-1289(100%脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯)特性:固化速度佳、高硬度与光泽耐磨性佳并促进附着。经由脂肪族或脂环族多二异氰酸酯合成的聚氨酯丙烯酸酯称为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。由于主链是饱和烷烃，所以耐光、耐候性优良，不易黄变，它一般黏度较低，固化膜较柔韧，综合性能较好[6]。5211(双酚环氧二丙烯酸酯)特性:高光泽;UV/EB固化反应佳;低色数;硬度与抗化学性佳。双酚A型环氧丙烯酸酯预聚物分子结构中由环氧基与羧基反应所形成的羟基使附着力提高。分子中含有苯环，刚性大，由其配制的涂料在固化后，涂膜的光泽度高、硬度大、抗张强度大、耐化学品性优异、固化速率快等是这类预聚物的突出特点，能广泛应用于多种辐射固化涂料。但同时也有固化膜的脆性大以及柔韧性不好等缺点。双酚A型环氧丙烯酸酯预聚物黏度较高，必须加相当量的稀释单体或低黏度预聚物才能获得满意的施工黏度[6]。

由以上可知，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯更能改善涂膜的外观性能，双酚环氧丙烯酸酯由于固化速率快而容易使涂膜外观的流平不好，导致外观出现缩孔和麻点。

4 结 论

同种类型不同型号的树脂性能特别是黏度往往相差很远，所得到的涂料的性能也有很大的差别。故选择原料时应充分分析树脂的性能。只有合适的单体比例才能得到好的涂料。脂肪族聚氨酯丙烯酸酯比双酚环氧丙烯酸酯更能改善涂膜的外观性能，双酚环氧丙烯酸酯由于固化速率快而容易使涂膜外观的流平不好，导致出现缩孔和麻点。