淺析水性UV涂料基本性能及未來(lái)發(fā)展方向
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1、水性UV涂料的基本性能和優(yōu)勢(shì)
1.1水性UV涂料的基本性能
水性UV涂料主要包括水性UV樹(shù)脂、光引發(fā)劑、助劑以及著色涂料。在所有成分中，對(duì)水性UV涂料性能影響最大的是水性UV樹(shù)脂，水性UV樹(shù)脂的性能影響了涂料表面固化膜的強(qiáng)度、耐腐蝕性以及固化的靈敏度[1]。水性樹(shù)脂還受光引發(fā)劑的影響，在光引發(fā)劑的影響下水性樹(shù)脂可以在光照情況下發(fā)生固化。因此，光引發(fā)劑也是水性UV涂料的重要組成部分，對(duì)光引發(fā)劑未來(lái)的發(fā)展需求是可聚合、大分子。
1.2水性UV涂料的優(yōu)勢(shì)
1.2.1可自行調(diào)節(jié)涂料粘度，無(wú)需稀釋單體，消除了傳統(tǒng)涂料中的毒性和刺激性。
1.2.2可適當(dāng)添加流變助劑降低涂料體系粘度，便于涂裝工藝的進(jìn)行。
1.2.3當(dāng)涂布為塑料等材質(zhì)時(shí)，可使用水作為稀釋劑以提高涂料與涂布的粘附性。
1.2.4提高了涂料固化前的防塵、防刮傷能力，提高了涂料的光潔度。
1.2.5固化膜超薄。
1.2.6涂裝設(shè)備易清洗。
1.2.7水性UV涂料具有良好的阻燃性能。
1.2.8由于不使用低分子活性稀釋劑，因此，可以兼顧柔韌性與硬度。
2、水性UV涂料的發(fā)展歷程
2.1外乳化水性UV涂料
外加乳化劑，提高了剪切力，解決了水分散性的問(wèn)題。
2.2非離子型自乳化水性UV涂料放棄外加乳化劑的方法，改為在聚合物中加入親水結(jié)構(gòu)，雖然同樣解決了水分散性問(wèn)題，但是降低了耐水性和耐腐蝕性。
2.3離子型自乳化水性UV涂料在聚合物骨架上添加離子集團(tuán)，提高聚合物的水溶性，同時(shí)使水性UV涂料的剪切性能更加穩(wěn)定。
3、水性UV涂料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用
3.1木器
在木器表面應(yīng)用水性UV涂料中的清漆，使得木器的表面木紋更具有表現(xiàn)性，從而增加了木器的美感。由于水性UV涂料具有低毒性、低刺激性和快速固化性能，這就使水性UV涂料比傳統(tǒng)涂料更適用于木器，而且水性UV涂料的涂抹柔軟，對(duì)木器表面不易造成損傷。傳統(tǒng)的涂料在用于木器表面時(shí)，通常受氧氣影響，從而延長(zhǎng)了固化時(shí)間，但是水性UV涂料有效的解決了這一問(wèn)題。
3.2紙張
水性UV涂料還可以作為紙張上光油，上光油是一種覆蓋在印刷品表面的液體，起到防水的作用，而且還能增加紙張的耐磨度和光澤度。目前我國(guó)最常使用的紙張上光油就是水性UV涂料，該涂料不僅具有極高的環(huán)保性能，而且在稀釋涂料時(shí)使用水代替稀釋溶劑，有效的降低了VOC含量，盡可能的降低了涂料對(duì)人體造成的傷害，便于紙張的回收利用，因此，水性UV涂料的發(fā)展前景是極為廣闊的。
3.3其他
在水性UV涂料中添加適量的功能性烯類(lèi)，這些功能性烯類(lèi)會(huì)與活性聚合物發(fā)生反應(yīng)，使固化膜表面分子發(fā)生重排，從而在涂料固化膜的表面就會(huì)出現(xiàn)某些圖案。由于聚合物的結(jié)構(gòu)不同，使得出現(xiàn)的圖案也有所差異，但是，通過(guò)控制聚合物的結(jié)構(gòu)可以對(duì)圖案的種類(lèi)進(jìn)行控制，為涂料的發(fā)展提供了新的思路，可以將該技術(shù)應(yīng)用于外觀(guān)裝飾和防偽方向。另外，該技術(shù)還可以應(yīng)用于電子材料和分子設(shè)計(jì)等方面。除此之外，在水性UV涂料中加入適量的隔熱添加劑，即可制得隔熱涂料，該涂料呈無(wú)色透明狀，隔熱效果良好，并且具備良好的耐磨性、硬度以及防水性和耐腐蝕性。
4、水性UV涂料的研究進(jìn)展
4.1引入功能基團(tuán)
在水性UV涂料的制備過(guò)程中，可以將功能性基團(tuán)與聚合物骨架經(jīng)過(guò)合成反應(yīng)聚合在一起，常用的功能性基團(tuán)有氟類(lèi)和硅氧烷，這些功能性基團(tuán)的添加可以有效的降低固化膜的表面張力，并且有利于涂料和涂布之間更好的貼合，增加了漆膜和基材之間的附著力。除此之外，由于硅氧烷等功能性基團(tuán)均具有較強(qiáng)的疏水性能，這就使得漆膜也具備了一定程度的疏水性，有效的改善了傳統(tǒng)材料易溶于水的性能，提高了漆膜的耐水性和耐溶劑性。
4.2加強(qiáng)固化體系
通常，水性UV涂料是較難發(fā)生固化的，尤其是用于有色體系或者涂層較厚時(shí)，這一現(xiàn)象更為明顯。而且由于光引發(fā)劑的添加，使得水性UV涂料在紫外線(xiàn)照射下較容易固化，但是，當(dāng)涂料用于較為復(fù)雜的器件上時(shí)，紫外線(xiàn)對(duì)水性UV涂料的照射不完全，這就使得部分涂料較難發(fā)生固化。因此，研究人員針對(duì)現(xiàn)狀研發(fā)了水性UV涂料的多層固化體系，有效的解決了水性UV涂料的局限性，擴(kuò)大了涂料的應(yīng)用范圍。
4.3使用超支化體系
由于水性UV涂料中含有較多羧基，該基團(tuán)的相對(duì)分子質(zhì)量較大，因此，水性UV涂料的粘度也就相對(duì)較大，降低了涂料的固含量，從而對(duì)漆膜產(chǎn)生了不利影響，降低了漆膜的光澤度和耐水性。因此，為了改善這一現(xiàn)象，研究人員在水性UV涂料中建立了超支化體系，通過(guò)大型官能團(tuán)改善漆膜的耐水性，并且利用低聚物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)降低體系粘度，提高漆膜的光澤度。
綜上所述，由于水性UV涂料組成材料的特殊性，使其與傳統(tǒng)涂料相比，具備了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此，水性UV涂料被廣泛應(yīng)用于木器和紙張上光油等方面，由于水性UV涂料的發(fā)展尚不完善，研究人員仍在不斷的改進(jìn)完善水性UV涂料的性能，在涂料中添加功能性基團(tuán)，并且建立多層固化體系，另外，在涂料中使用超支化體系，以上都是水性UV涂料未來(lái)的研究方向，通過(guò)對(duì)水性UV涂料進(jìn)行不斷的改良，使其具備更低的毒性，更大的硬度以及更加完美的光澤度。
