辐射固化涂料的最新专利和产品一啤酒箱
辐射固化涂料的最新专利和产品(一)
辐射固化涂料是建立在与反应性单体相混合的低分子量聚合物(齐聚物)的基础上,通常在无溶剂的情况下使用,在紫外线辐射条件下几乎能够瞬时固化。这种快速固化、无溶剂的特性也带来了一些问题。例如,使用光固化涂料很难得到消光的表面,途层对一些底物的渗透及粘结性差或涂层的耐候性不够;此外,对于那些UV很难透过的特定颜色的或透明度较低的涂料还存在难固化的问题okmart.com。紫外线或可见光固化(不包括电子射线固化)通常需要光引发剂催化固化反应。 但是,光催化涂料中仍然存在未反应的单体及由于光引发剂分解产生的残余物,这些物质使涂料产生异味和渗出的问题。辐射固化机理主要是自由基型交联反应,通过自由基反应丙烯酸酯(包括丙烯酸甲酯和其他不饱和的齐聚物)相互交联。但是也存在以环氧和乙烯基醚类树脂为主的阳离子类交联,这类涂料占有一定的市场,具有良好的特性。有时,在同一聚合物或配方中同时存在这两种不同类型的交联的反应。例如:法国AlcateI公司在EP 1 172 391中介绍一种光纤涂料。该涂料的主要成分包括脂肪族环氧树脂、阳离子型反应性交联稀释剂、氨基甲酸酯改性丙烯酸酯齐聚物及阳离子和自由基型光引发剂。 在上述体系中,阳离子型交联体系和自由基型交联体系分别进行独立的交联反应,相互之间并不发生反应,从而使整个体系形成互穿聚合物网络结构(IPPN),而不是单一的聚合物网络结构。互穿聚合物网络结构的涂料的性能随着两交联体系组分的重量比例的改变而改变。 其他研究人员对含有这两种交联反应的粉末涂料进行研究,结果表明互穿聚合物网络结构的形成使涂料的性能优于任一单组分涂料的性能。对于这一领域还有待于进一步的研究。光引发剂 涂料研究人员广泛关注光引发剂在辐射固化涂料中的异味及渗出问题。例如,意大利 Lamberti公司在EP 1131 286中介绍了一系列双官能团的光引发剂。这些光引发剂的分子结 构中都含有联苯基,并且每个苯环上都有光敏性取代基酮基。与两个不同化合物的简单混合物相比,这些光引发剂能使体系固化较快。瑞士汽巴精化公司在EP 1177 182中介绍了一系列光引发剂,他们是嵌段共聚物,由一些单体共聚而成。 美国的Ashland精化公司利用成熟的理论推出了商品化的Novacure树脂方面的新产品。该产品是通过米契尔加成反应制得,即乙酰盐化酸盐化合物通过可控加成改性丙烯酸树脂。他们能够在不加光引发剂的条件下UV固化.USP 6 025410也介绍了此类材料。其他原材料 光固化涂料主要运用于光纤领域。荷兰的帝斯曼(DSM)公司在这一领域很活跃,申请了许多专利,在技术上居于领先地位。在众多专利中比较引入注目的有EP 1232 196和USP 6 2654760其中EP 1 232 196介绍了用端羟基醇酸树脂制得的氨基甲酸乙酯改性的丙烯酸甲酯齐聚物。 USP 6 265 476介绍了一种涂料。该涂层具有很高的延展性和韧性。涂料的主要成分为含有丙烯酸酯类官能团的化合物、带有不饱和双键的化合物(不含有丙烯酸酯类官能团)以及含有缩硫基或硫醚基的延展促进剂。 许多研究人员长期从事树枝状或超枝化聚合物在辐射固化涂料中的应用研究。由于树枝状聚合物具有或多或少的球形形状,他们的分子结构较线形聚合物紧密,因此对于一定分子量的聚合物,他们的粘度非常低。 此外,许多树枝状聚合物具有层状构造,就象洋葱一样,因而有可能独立的从外部引入反应性基团控制聚合物的本体性质(例如硬度)。 但是研究发现以树枝状聚合物为基体的辐射固化涂料很难固化完全,这可能与其致密而坚硬的分子结构而使其本体粘度较低有关。此外,该涂料的物理性能在某些方面有所降低,这也与其分子的物理形状相关。助剂 尽管许多常用涂料助剂同样适用与辐射固化涂料,但是通过改性这些助剂,使其参与基体的交联反应,这样将保持助剂对涂层性能的影响。例如,科莱恩公司在EP 1120 395介绍了一种长链含有不饱和双键的烷基化合物。此化合物与蜡很相似,但与一般的蜡不同,它可以参与辐射交联反应,因而它不会由于磨损或溶剂的挥发而迁移。美国Allied Signal,公司在EP1140759介绍了另外一种化学反应,其作用机理与上述相似。一系列卤化或氟化乙烯基醚类化合物与基体进行阳离子型交联。由于氟化聚合物比较容易迁移到涂层的表面,所以少量的加入就可以改变涂层的表面性质。许多专利介绍了表面改性的超细粒子(例如二氧化硅),经过改性的粒子也可以参与基体的交联反应,从而提高涂层的硬度和耐磨性. DSM、Japan Fine Coatings and JSR of Ja-pan共同申请了EP 1 137 720,该专利介绍了 用带有不饱和双键及硅氧烷烃基的化合物改性金属氧化物(如氧化锆、氧化锑、氧化锌、氧化锡、氧化铈或二氧化钛)他们可以参与丙烯酸树脂基体的交联。此涂层具有很高的透明性,同时折光指数增加,因而可用于光学领域。
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