UV涂料配方中如何选择低聚物

低聚物在UV 涂料中的作用

低聚物（oligomer):光固化涂料所用低聚物，也称预聚物（prepolymer).早些年译为齐聚物，显著特征：分子量小、特征聚合基团、粘度较大。

是光固化涂料的主体和骨架作用（漆膜的很多物化性）

UV固化反应的特点

UV固化是属于不饱和分子之间的的加聚反应。按引发剂的引发机理有自由基聚合和阳离子聚合。但我们研究得多的聚合是自由基聚合（本讲都是基于自由基聚合）。这种最后C-C交联的结构是一种刚性交联。

聚合机理

自由基聚合具有：反应迅速；收缩较大；聚合度变化小；阻聚影响较大(0.01-0.1%的阻聚剂阻止反应）。

--最为对涂料不利的是收缩，据国外W.J.Bailey等研究发现，双键未聚合时间距较长，一旦聚合，生成共价键，间距缩短，引起体积缩小，所有不饱和聚合双键收缩高达11%。

UV涂料配方的复杂性

1，单体种类多

2，基础低聚物（树脂）种类多目前按合成时官能团来分有不饱和聚酯类PE、环氧类EA、聚氨酯类PUA、聚酯类PEA、氨基类、聚醚类、有机硅类、磷酸酯类、混合类等。

按功能区分UV涂料中常用的树脂简介

硬树脂—Tg高

硬度高、耐化性好、多数固化速度快

1，标准双酚A类EA；

2，高官能团PUA及小分子量2fPUA;

3，高官能团氨基丙烯酸酯；

4，甲基丙烯酸酯低聚物。

软树脂—Tg小

柔韧性好、固化速度低、交联密度低。

1，改性环氧---环氧大豆油丙烯酸酯等；

2，长链的聚酯丙烯酸酯；

3，直链结构分质量超过1200的PUA；

4，部分纯丙烯酸酯低聚物

极性树脂

含有活性氢或易形成氢键的低聚物，改变极性或表面张力

1, 磷酸酯丙烯酸酯

2，有机硅低聚物—特别

3，羧基丙烯酸酯类低聚物

水性UV低聚物

乳液型、水分散型、水溶型

1，聚氨酯类----为主；

2，环氧丙烯酸酯类；

3，聚酯丙烯酸酯类。

非交联类树脂在UV中的应用

填充作用、改善交联密度、增加附着力、改变柔韧性、增强润湿性等方面的辅助作用

1，长油醇酸树脂；

2，热塑性丙烯酸酯树脂；

3，醛酮树脂；

4，石油树脂等。

设计UV涂料配方如何选用树脂

设计涂料配方前，应该明确：

1，涂料施工的过程的涂层种类----明确底漆、面漆、色漆；

2，了解被涂物材料的基本性能----极性大小（表面张力）、有无结晶、热塑热固；

底漆树脂的选择

1，附着力要求：这是底漆树脂的通性，相对来说目前比较难的附着力主要有：

A,  玻璃------选择甲基丙烯酸酯类的低聚物和非成膜树脂及一些特殊极性树脂—硫醇硅氧烷体系的搭配（但耐水性是目前配方的一个障碍);

B, 金属，分清金属种类，对于金属的附着力在涂料界基本应用破坏交联方法，国际通用的是磷化处理。UV目前最通用的是磷酸酯结合一些纯丙的方法。

C, 塑胶类（含塑化的纸张及它类油漆的涂饰），这是目前比较大的一类尤为复杂的一类，主要是因为塑料结构复杂，结晶形态各异，表面张力不一，相对困难的 BMC,PET,PP等。没有统一的配方可以通吃，一般来说配用柔软的PUA,及纯丙和一些非成膜树脂及极性树脂都有一定效果，但要注意耐化性、耐水性时要严格注意相关树脂搭配；

D，含油木器类：目前主要是一些硬质檀木如克隆木、紫檀、绿柄桑、大河马木等有木质油的附着力是相对较难的，要封油目前市场上还很少纯UV做好的案例，可以先用PU封好后再做UV附着力底漆。主要用一些极性树脂或单体及填充树脂可以做好附着力。

2，润湿性：对于颜填料的润湿和基材的润湿，这是两个不同的功能，因为不能保证基材表面张力与颜填料刚好一致。

A, 对于颜填料的润湿可以保证涂料的储存稳定及漆膜相容性表现出的透明性，比如一些PUA、PEA和环氧大豆油丙烯酸酯就有此功效；

B，对于基材的润湿比如氨基树脂和PEA，效果较好。

3，柔韧性： 关乎打磨性和层间附着。

一般选用标准EA和一些PEA及一些单体来协调处理柔韧性，从而调节打磨和层间附着。

目前市场也有强调硬度的加硬底漆----注意硬树脂的固化和做的涂布量，否则容易导致漆膜爆裂；

市场也有要求所谓的弹性底漆----多用些柔韧性好的树脂，最好用聚酯类的PUA，聚醚类的韧性不是很好，力学模量不够。

面漆树脂的选择

1，丰满度、流平

达到这个要求，一定要选相容性好的树脂和单体搭配，提高与底涂的润湿流平，交联度适当提高，选用较高折射率的树脂。

一般选用高官能团的PUA、氨基树脂，标准EA作为主体树脂。

2，韧性（硬度及耐磨性）：这两个漆膜性能有许多必然的关联，但不一定完全一致，有差别对待。

硬度：除了传统木器淋涂有80-120Unm的厚漆膜和一些厚喷涂，这种情况的硬度很大一部分来自漆膜本身以外，还有一部分是假象硬度要引起足够的重视，比如基材、底涂、表面感等，滚面及薄喷就是一个典型例子，可以选用前述的高官树脂外还可以用一些硅树脂或硅助剂来改善。

耐磨性：一般选用PUA要好过其他，主要有氢键提供一些韧性来增加耐磨。但薄涂的耐磨也是不能靠树脂来解决的。

3，层间附着

解决好润湿流平及树脂极性搭配，曾间附着是可以解决的，特殊时可以选一些甲基丙烯酸酯树脂。

4，耐化性

EA、PUA(聚酯类）的都具有好的耐化性，PE、聚醚类就要差些

5，耐黄变性

一般目前认为脂肪族的PUA,纯聚醚丙烯酸酯，纯丙类，氨基类都具有很好的耐黄性。第一类是大家最爱用的，但耐黄性不是最好的。后面两类是大家少用的因为有缺项，但是耐黄性综合性能最好的氨基类。

6，亚光类

目前用一些分子量稍微小的树脂或者巨大的都有效果，例外一些聚氨酯也很有效果（目前市面上有一种两官能的硬度好的聚氨酯有竞争力）。