绿色辐射固化--具有可持续发展结构单元的UV/EB 光固化树脂研究进展
Hugues Van den Bergen Stephan Peeters Paul Gevaert Luc Lindekens
虽然原油(一种有限资源)在涂料和油墨中的用量只占其总消耗量的一小部分,但是基于可持续资源的替代性树脂结构单元的研发活动一直都没有停止过。
生物基物质是可选方案之一,但其生产成本通常较高。然而,生物基资源为开发具有特殊性能的产品提供了机会,而要采用石油基的结构单元原料通常不易实现。
本文介绍了采用可再生结构单元制备UV/EB固化树脂的最新发展,重点介绍了生物基树脂在各种应用中的性能以及使用再生原料也可制备出性能与其他类型树脂相当、性价比较高的产品。
与传统技术相比,UV/EB技术具有诸多优势,如极佳的耐化学性、耐沾污性和耐磨性、固化速度快、VOC 含量低以及光泽高。UV/EB树脂可以制成100%固体分的液态树脂、水性分散体和粉末。大部分树脂都是在不同主链上带有丙烯酸酯官能团,如环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯。
环氧丙烯酸酯的特点
环氧丙烯酸酯的主要特点为:固化速度非常快,硬度高,耐化学性优异。一般来说,其柔韧性较低,伸长率低,但却能为涂层提供极高的光泽。部分特殊产品表明树脂可以在柔韧性/反应性之间达到很好的平衡。通过环氧低聚物(通常为缩水甘油醚双酚A衍生品)和丙烯酸的反应,可合成这种材料,从而生成具有最少环氧残留的丙烯酸酯低聚物。
聚氨酯丙烯酸酯的性能
聚氨酯丙烯酸酯能提供多种性能。根据产品特定的化学结构,可以实现各种所需的性能等级,包括软度/硬度、柔韧性、不泛黄、固化速度等方面,而且产品黏度范围大。
与芳香类化合物相比,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯因其耐黄变性和良好的户外性能而为人熟知。通过异氰酸酯单体(通常为IPDI-异佛尔酮二异氰酸酯或TDI-甲苯二异氰酸酯)与多元醇、羟基丙烯酸酯反应,合成脂肪族聚氨酯丙烯酸酯:
聚酯丙烯酸酯的性能
聚醚和聚酯丙烯酸酯黏度低、活性高。聚酯丙烯酸酯可制成各种黏度(从低到高)和固化速度的产品,具有中-高收缩率。通过聚醚/聚酯多元醇与丙烯酸的酯化反应,可生成聚酯丙烯酸酯(及稀释丙烯酸酯):
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