UV单体概述


在涂料和油墨的世界里,传统溶剂型选手们总是带着一群“有机小跟班”---也就是那些有机溶剂,它们的主要作用是溶解固体组份,调节整个体系的“粘稠度”。但这些“小跟班”在成膜大戏中并不参与演出,它们在幕后悄悄溜走,挥发到空气中,结果不仅给环境添了堵,还可能带来一定的安全隐患。

对于辐射固化体系来说,由于配方中所用的UV树脂大多数粘度比较大,因此同样也需要加入溶剂或稀释剂进行调节粘度。不过和那些传统溶剂型涂料、油墨的“有机小跟班”不同,辐射固化体系中的稀释剂通常可以参与固化成膜过程,而且在涂装过程中很少挥发到空气中。这就让辐射固化体系自带环保光环,成了环保界的超级明星。

与有机溶剂相比,这类能够参与光固化成膜反应的稀释剂被称为活性稀释剂,它是一种含有可聚合官能团的有机小分子,因此人们习惯上称它为单体。在早期的光固化体系中,使用的活性稀释剂就是一般的加成聚合单体,比如苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯等,由于这些单体沸点较低,气味大,毒性大,目前已很少使用。还有个别的单体在室温下为高粘稠液体甚至是固体,不具备稀释的作用,所以称为单体而不是活性稀释剂更为贴切。

按照每个分子所含反应性基团的多少,单体可分为单官能团、双官能团和多官能团。单官能团单体是指每个分子中仅有一个可参与固化反应的基团,最常见的有甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸异冰片酯(IBOA)、四氢呋喃丙烯酸酯(THFA)等;双官能团单体是指每个分子中含有两个可参与固化反应的基团,比如三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA),1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA);多官能团是指每个分子中含有三个或三个以上可参与固化反应的基团,比如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯等。理论上来讲,官能团数量越多,固化速率越快、成膜性越好、硬度越高、交联密度越高;同时其分子量也相应增加,分子间相互作用增大,因此粘度也增大,稀释性作用则降低。

按照官能团的种类,单体可划分为丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、乙烯基类、乙烯基醚类、环氧类等。

按照固化机理,单体可分为自由基型和阳离子型两类。丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、乙烯基类属于自由基型;环氧类则属于阳离子型;乙烯基醚类由于既可以参与自由基聚合,又可以进行阳离子聚合,因此可作为两种光固化体系的单体。

目前无论是UV涂料、UV油墨,还是UV胶黏剂,主要还是以自由基固化体系为主,而该体系所采用的单体大部分是丙烯酸酯类。

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