做和表面涂料紫外光固化技术详解四

表面涂料紫外光固化技术详解(四)

9、有关UV固化技术的基础研究

本文的最后部分介绍目前在澳大利亚进行的在UV固化方面的基础研究典型事例。需要开展这种研究的原因不仅是因为从工业化角度UV固化的推广应用要有新的化学，而且在如银行纸币一类的应用中对已经出现的问题需要进一步解决。发现的一些进1步优化产业区域布局问题列在表8中。虽然当前现行的纸币是令人满意的，但像提高底漆与聚丙烯间的附着力，以及提高无光罩面漆与底漆之附着力之类的性能改进仍是需要的。另外，面漆中消光剂的存在对纸币的使用寿命已显出不利影响。这些意见埸突出以通常所经历的在像聚丙烯这一类塑料上进行UV印刷和涂装时出现的一个主要问题。在印刷工作上，为了改进UV油墨对聚丙烯的附着力，在上油墨之前，先涂一层薄的UV固化底漆。如果涂料在固化时能同时接枝到底材上，那么在底材上特别是在塑料底材上固化油墨和涂层时出现的这类问题就一定可以解决。固化通过是低聚物、单体混合物在底材上面的聚合作用，涂层与底材表面之间原粘合实质上是一种弱的物理作用力，而接枝作用则涉及化学键合作用，形成了碳-碳键。因此，具备固化时能发生接枝作用的条件是很重要的。可应用于该目的的基础工作不多，在澳大利亚，本文各位作者现行研究工作的目的就是解决这个问题。

表8-现行聚合物纸币需另加改进的方面

1.提高聚烯烃和UV有光底漆之间的附着力。

2.提高UV底漆与UV无光面漆之间的附着力。

3.增加UV无光罩面漆的耐磨性。 

上述基础所研究得到的某些结果以数据表示列于表9，表中的接枝率是在UV条件下，甲基丙烯酸甲酯甲醇溶液接枝到聚丙烯和纤维素上的数据。甲基丙烯酸甲酯常被用作典型单体是因为它代表甲基丙烯酸酯官能轩，在工业上它一直是UV最常用的重要化学品。像甲醇一类溶剂常用来分散单体而且还可使因不同的光引发剂可能产生的接枝率的差异更明显化。为了使差异更突出，采用了低功率90wUV灯光以便使聚合作用缓慢下降。表9结果所示的是采用各种光引发剂时接枝率的排列。Irgacure 184是使接枝作用最有活性的光引发剂，但实际形成的是均聚物（可由单体溶液的粘度变化测定确定称为金属在该实验温度下的规定蠕变极限）,Irgacure1800能导致最大接枝率。

表9-MMA (60%甲醇液)对纤维素和聚丙烯的接枝率

接枝率(%)(a)

光引发剂 纤维素 聚丙烯8

对比样 6.0e 1.4

1800b 59f 13.7

1700b 70g 9.8

184b 59f 17.6

BEEc 49g 14.7

AIBN 41g 3.6

a.均聚物产率下眼前你所看到的这些生活日用品降表，1800为最高；

ba Geigy Irgacure产品；

E=苯偶姻乙醚；

BN=偶氮二异丁腈；

e.照射16hrs，以90W，24cm（灯管长）高压UV灯光；

f.照射5hrs；

g.照射3hrs

这些结果是同各作者所进行的U在这1模式中V固化研究工作相符合的，这里所用的单体/低聚物混合物包括环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、以及聚酯丙烯酸酯和用作稀释单体的TPGDA（三丙二醇二丙烯酸酯）；混合物固化于底材上，固化中光引发剂的效率依均聚物的产率而判定。基础研究所获得的结果与本文的各作者开始的设想模型，聚合混合物在接枝溶液和底材之间的分配情况是相一致的。通过工业化应用结果表明：接枝与固化是能同时完成的；这一方面光引发剂是重要的，因为由光引发剂产生的游离基的活性是关键，依靠这活性去夺取底材表面的氢原子而导致接枝发生。

10.结论

UV固化技术已经发展成一门立足于工业的技术，它的增长速率为%/年。在澳大利亚涂料和油墨方面是该技术的主要最终用户，这同世界上其它国家的发展是一致的。该技术在包装工业与刻蚀工业方面的应用也特别盛行。应该指出，UV固化对任何底材都存在着应用的潜力，可在其它许多合适的市埸上应用的。尽管它用量少，尚只具有可推广的强列希望。UV固化聚合物纸币是国内一项独特的开发成果，它非常成功，开发该种纸币的澳大利亚储备银行还可以用它去出口创汇。