涂料固化的机理有哪些

UV就是紫外线(Ultra-Violet Ray)的英文简称. 工业用的UV波长以200nm 到450 nm为其应用范围. 用UV 来照射"UV 照射可硬化的材料" 而使它硬化的制程, 我们称之为"UV Curing Process" .UV涂料可通过浸涂、淋涂、漆涂、旋涂，甚至真空涂等方法涂布后，再经紫外线光子照射而固化成膜。顾名思义，UV涂料的固化是和UV光的照射分不开的。这种技术起源于70年代的国际涂料市场，是一种全新的绿色技术。利用该技术生产的紫外光固化涂料，简称UV涂料。20世纪末，UV固化涂料开始流行于西方、日本等地，是一种代表时尚的涂料品种。最早应用于手机、DVD、随身听外壳的表面涂装处理，后来其应用领域现进一步扩展到化妆品、电视机及电脑等家用电器领域。UV光固化涂料具有不含挥发性有机化合物（VOC），对环境污染小，固化速度快，节省能源、固化产物性能好、适合于高速自动化生产等优点。而传统涂料易挥发、固化速度慢，不利于环境保护。因此，UV涂料是传统涂料的主要替代品。

1．空气氧化固化

空气氧化固化,就是利用空气中的氧来使涂料干燥成膜,空气中的氧与涂料发生交联反应形成干燥涂膜.高黏度的干性油会发生这种交联反应,但这种反应速度十分缓慢,有时可长达几个星期才能达到完全固化.这类涂料有油基漆、酯胶漆等.

2．溶剂挥发固化

溶剂挥发固化,就是溶剂通过涂层表面挥发,留下涂料的固体物并被附着在被涂物表面上,形成干燥的固体涂膜.溶剂挥发固化的涂料品种有：硝基漆、过氯乙烯漆、氯化橡胶漆、丙烯酸漆等.溶剂挥发固化的涂膜是能用适当的溶剂重溶的,溶剂挥发固化涂料的这一特点,有利于涂层的修补和翻新工艺的操作.木制品、金属制品和非金属制品的塑料和橡胶制品大量采用这类涂料涂装.

3．热反应或化学反应固化

此类涂料在加热或在催化剂(包括同化剂)的作用下产生化学交联反应,涂料中的各种成

膜物组分相互融合,交联形成立体网状结构的涂膜.这类涂料固化后就不会再被溶剂溶解或受热软化,其物理和化学性能较溶剂挥发型涂料为好.这类涂料如氨基醇酸涂料、氨基丙烯酸涂料、环氧树脂涂料、双组分聚氨酯涂料等.

4．辐射固化

辐射固化涂料是指紫外光固化和电子速固化两种类型.常用的辐射固化涂料是紫外光固

化涂料,紫外光固化用的光波是300～400nm之间的近紫外光.含有光引发剂的湿涂膜在紫外光照射下产生游离基,再由游离基引发不饱和单体或树脂发生聚合反应,在极短时间内(几秒钟至几分钟)即可固化成千燥的涂膜.这类涂料如丙烯酸光固化涂料、聚酯光固化涂料、丙烯酸／环氧光固化涂料等.此类涂料可用在木制品、塑料制品、橡胶制品、金属制品等上.

5．熔融固化

熔融固化的涂料一般是指固体粉末类型的涂料产品.这类产品采用的涂装方式为两种：第一种是先把被涂物加热到指定的温度,然后把固体粉末涂料喷涂或浸涂到被涂物上,再按要求固化成干膜.第二种是在常温下,用静电喷涂法,把固体粉末涂料喷涂到被涂物上,然后按规定温度烘烤固化成膜.环氧粉末涂料、聚酯粉末涂料和道路熔融画线涂料等属这类涂料.AIN化涂料可用于金属制品和马路画线上.

6．红外催化热反应固化

红外催化热反应固化,就是利用涂料自身吸收红外能量转变为热能使涂膜固化的一种

方法.涂料采用红外线固化的最大优点是可防止漆膜表面橘皮和针孔现象的发生,提高涂膜的光泽度.它的固化顺序是从内到外,内层固化时,外层还是液态的,内层涂膜中的溶剂首先蒸发出来,而外层固化完全时,涂膜中已没有溶剂存在,避免了橘皮和针孔现象的发生,提高了涂膜的光泽.

1、清理基面，无水，尘土等。如果基面特别脏用清水冲洗，晾干后再施工。这很重要哦。

2、打开涂料，用刷子或者滚筒涂抹，等干了之后再刷一边，直到符合要求的厚度为止。沥青类的防水涂料是比老的涂料了，应该是厚质防水涂料类，涂膜厚度要超过3mm才行，当然了这是国标的要求，实际施工上一般都到不了。

UV固化是通过一种单体/低聚物的混合物的快速聚合而获得一种也可交联的涂膜的一种技术。UV体系的这种快速聚合是用光引发剂和高性能的灯来实现的。UV固化技术所采用的树脂体系(表1)涉及到一种基本低聚物、实质上它是一种低分子量(约2500 )的预聚物，常用的有氨基甲酸酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯,聚酯丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯，虽然像乙烯基醚那些不含丙烯酸酯的低聚物之类，也正被逐渐彩。低聚物的粘度较高,为便于施工和提高交联固化速度，需要加入单体作为活性稀释剂来调整树脂的流变性。活性稀释剂的结构对最终涂膜的性能如流动性，滑爽性，润湿性，溶胀性，收缩性，附着力以及涂膜内部的迁移性是有重要影响的。活性稀释剂可以是单官能度的，也可以是多官能度的，后者较好，因为它可以使固化时的交联度提高。对活性稀释剂的性能要求有、稀释能力、溶解性、气味、降低介质粘度的能力、挥发性、官能度、表面张力，聚合时的收缩性，均聚物的玻璃化温度(Tg)，对整个固化速度的影响力 和毒性。所采用的单体应该对皮肤刺激性并经Draize测定其值不超过3级的单体。用作活性稀释剂的典型单体是三丙二醇二丙烯醚酯（TPGDA）品种(1)���

三丙二醇�(1)二丙烯酰酯(TPGDA)��

表一-UV固化涂料的典型配方

组分 %

低聚物 40-50

单体 40-50

光引发剂/光敏剂 1-10

表面活性剂,助剂 0.5-1.0

颜料(如果需要,其用量控制在以得到满意的遮盖为准)

在UV固化的化学机理方面快速聚合反应用实际上是在合适的光引发剂和/或光敏剂以及高性能的灯光条件下产生游离基反应而实现的。能产生游离基的和产生阳离子中间体的光引发剂都是可以使用的。但在现今工业上经常彩前一种(即能够产生游离基的光引发剂)。游离基的光生作用可以由两种方法获得。第一种方法是通过光激分子的裂解而产生一游离基对(方程式),这是一种分子内部的过程。方程式1中的样品是Ciba Geigy的Irgacure 651,化学名称是2,2-二甲氧基-2苯基苯乙酮。

产生游离基的第二种方法是发生在激发的光敏剂和氢给予分子之间的夺氢反应。用于此法的典型体系是胺类和二苯甲酮的混合物，其中三乙胺、二苯甲酮是最经济实用的一种。胺二苯甲酮系统是非常经济和最常用的，其副作用如发黄不是问题。不足之处是该法所用的光引发剂是过量的，这是达到快速固化所需要的，在固化完成之牾没有反应的光引发剂就残留在固化膜中。

在UV体系的引发技术方面，最近研究的是阳离子光引发剂的使用。三芳基硫盐是这类光引发剂的典型例子，如方程式2，3和4所示。在这个阳离子系统中，活化过程类似于游离基聚合过程，即：光吸收，增感作用，引发，传递和最后的链终止。阳离子体系的一个优点是反应不会受到氧的抑制，而传统的游离基引发剂却会受到氧的抑制作用。但是，阳离子引发剂却对亲核性的杂质诸如水很敏感，这类杂质会中和阳离子使链增长发生终上。阳离子引发剂在价格上相对较贵，因此目前也不常用

水性的可以尝试用水，单组分的油性涂料可以用稀释剂，这里只能真对轻微变稠的状态。

如果是放了固化剂的双组分涂料，或者严重变稠的涂料，就没办法了。

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2、把施工现场清理干净，一定要大面积的反复清理灰尘，然后保持木材的表面平稳、整齐。施工现场的温度不可低于5度，否则就会油漆的干燥时间就会延长，也不能在外面暴晒。

3、地板漆施工的时候，先刷墙面，然后留下最后一道不要刷，等地板漆施工完成之后再去刷。

4、涂刷油漆只适合薄的不宜太厚，我们可以反复薄刷，多层涂装在施工的时候，涂刷的时候需等待下层干透之后在刷，并且每一遍都需要打磨，按比例调配好油漆，搅拌均匀，然后等15分钟，里面的小气泡都排出之后，在使用。

脂肪多元胺

乙二胺

EDA H2NCH2CH2NH2 分子量60 活泼氢当量15 无色液体 每100份标准树脂用6-8份

性能：有毒、有剌激臭味，挥发性大、粘度低、可室温快速固化。用于粘接、浇注、涂料。该类胺随分子量增大，粘度增加，挥发性减小，毒性减小，性能提高。但它们放热量大、适用期短。一般而言它们分子量越大受配合量影响越小。长期接触脂肪多元胺会引起皮炎，它们的蒸汽毒性很强，操作时须十分注意。

二乙烯三胺

DETA H2NC2H4NHC2H4NH2 分子量103 活泼氢当量20.6 无色液体

每100份标准树脂用8-11份。固化：20℃2小时+100℃30分钟或20℃4天。性能：适用期50克25℃45分钟，热变形温度95-124℃，抗弯强度1000-1160kg/cm2，抗压强度1120kg/cm2，抗拉强度780kg/cm2，伸长率5.5%，冲击强度

0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-108。介电常数（50赫、23℃）4.1 功率因数（50赫、23℃）0.009 体积电阻2x1016

Ω-cm 常温固化、毒性大、放热量大、适用期短。

三乙烯四胺 TETA H2NC2H4NHC2H4NHC2H4NH2

分子量146 活泼氢当量24.3 无色粘稠液体 每100份标准树脂用10-13份

固化：20℃2小时+100℃30分钟或20℃7天。性能：适用期50克25℃45分钟，热变形温度98-124℃，抗弯强度950-1200kg/cm2，抗压强度1100kg/cm2，抗拉强度780kg/cm2，伸长率4.4%，冲击强度

0.4尺-磅/寸 洛氏硬度99-106。常温固化、毒性比二乙烯三胺 稍低、放热量大、适用期短。

四乙烯五胺 TEPA

H2NC2H4（NHC2H4）3NH2 分子量189 活泼氢当量27 棕色液体 每100份标准树脂用11-15份

性能同上。

多乙烯多胺 PEPA H2NC2H4（NHC2H4）nNH2 浅黄色液体 每100份标准树脂用14-15份

性能：毒性较小，挥发性低、适用期较长、价廉。

二丙烯三胺 DPTA H2N（CH2）3 NH（CH2）3NH2

分子量131 活泼氢当量26 浅黄色液体 每100份标准树脂用12-15份 性能 同TETA。

二甲胺基丙胺 DMAPA

（CH3）2N （CH2）3NH2 低粘度透明液体 每100份标准树脂用4-7份

毒性较大，具有固化和催化两个反应，粘附性能良好，柔性也好，适用期长。

二乙胺基丙胺 DEAPA （C2H5）2N

（CH2）3NH2 分子量130 活泼氢当量65 低粘度透明液体 每100份标准树脂用4-8份

固化：60-70℃4小时。性能：适用期50克25℃4小时，热变形温78-94℃，抗压强度920-1050kg/cm2，抗拉强度480-640kg/cm2，冲击强度

0.2尺-磅/寸 洛氏硬度90-98。介电常数（50赫、23℃）3.75 功率因数（50赫、23℃）0.007

中温固化、低温性能好。

三甲基六亚甲基二胺 TMD （ H2N）2（C6H9）（CH3）3无色液体

冷固化，适用期长，毒性小。每100份标准树脂用21份

固化：80℃1小时+150℃2小时。性能：适用期400克25℃50分钟或50℃10分钟，马丁耐热92℃，抗弯强度1150kg/cm2，冲击强度

20Kg-cm/cm2 tg δ 0.0009(23℃，100C/S）

表面电阻5.4x1011Ω（300V）体积电阻9x1015Ω.cm（300V）中温固化、低温性能好。

二已基三胺

H2N（CH2）6 NH（CH2）6NH2

已二胺改性物 AMINE248 分子式不详 透明液体

粘度25℃1000-3000cps 每100份标准树脂用4-8份 常温-100℃固化。毒性较小、柔性好。

已二胺加合物

CH-2、L2505 分子式不详 胺值160-210 低粘度透明液体 每100份标准树脂用65份

CH3

胺值400-500 低粘度透明液体 每100份标准树脂用60份

已二胺 HDA H2N（CH2）6NH2 分子量116

活泼氢当量29 无色片状结晶 熔点42℃ 每100份标准树脂用12-15份

毒性大，能常温固化但不好。适用期较短。

三甲基已二胺 分子量158 每100份标准树脂用20-25份

固化：20℃2小时+100℃30分钟或20℃7天。性能：适用期50克25℃45分钟，热变形温度105℃，抗弯强度1150kg/cm2，抗拉强度650kg/cm2，伸长率4.4%，冲击强度

0.4尺-磅/寸 。 介电常数（50赫、23℃）4.0 功率因数（50赫、23℃）0.001 体积电阻9x1015

Ω-cm

二乙胺 DEA HN（C2H5）2 分子量73 活泼氢当量73 无色液体 每100份标准树脂用12份

具有固化和催化两个反应。

聚醚二胺 H2N（CH2）nO（CH2CH2O）mNH2