? ? ? ?活性稀釋劑(ji)(reactive diluent)通(tong)常稱單(dan)體(monomer)或功(gong)能性單(dan)體(functional monomer)或反(fan)應性溶(rong)劑(ji),它是一種含有可聚合官能團的有機小分子,既能溶(rong)解或分散(san)成(cheng)(cheng)膜物質,又能在涂料成(cheng)(cheng)膜過程中(zhong)參與成(cheng)(cheng)膜反(fan)應,形成(cheng)(cheng)不揮發組分而留在涂膜中(zhong)的一類化合物,一般用于高固體分和無(wu)溶(rong)劑(ji)涂料體系中(zhong)。常見的有端二(er)(或三、四)丙烯酸酯(zhi)類(lei)(lei),用(yong)(yong)于(yu)光固化(hua)涂料;縮水甘油類(lei)(lei),用(yong)(yong)于(yu)無溶劑環氧涂料;高(gao)羥值聚酯(zhi)、聚醚(mi)類(lei)(lei),用(yong)(yong)于(yu)高(gao)固體分涂料。
? ? ? ?在(zai)光(guang)固(gu)化涂料(liao)配方組分中,活性(xing)稀釋劑是(shi)一種(zhong)重要的組成,它(ta)不(bu)僅溶(rong)解和(he)稀釋低聚物,調(diao)節體系(xi)的粘度(du),而且參與光(guang)固(gu)化過程,影(ying)響涂料(liao)的光(guang)固(gu)化速率和(he)干膜的各種(zhong)性(xing)能,如(ru)耐磨性(xing)、硬度(du)、柔韌(ren)性(xing)等(deng)。因此光固(gu)化涂料配方中選擇合適的(de)活(huo)性稀釋劑非常重要(yao)。
? ? ? ?按固(gu)(gu)化(hua)機理(li)分(fen)(fen)類(lei),光(guang)固(gu)(gu)化(hua)用活性稀釋劑可分(fen)(fen)為自由基(ji)型(xing)和陽離子(zi)型(xing)兩類(lei);從化(hua)學結構上分(fen)(fen)析,自由基(ji)光(guang)固(gu)(gu)化(hua)用的活性稀釋劑是(shi)具有C=C不飽和雙鍵的單體,如丙烯酰(xian)(xian)氧(yang)基(ji)、甲(jia)基(ji)丙烯酰(xian)(xian)氧(yang)基(ji)、乙烯基(ji)、烯丙基(ji),其光(guang)固(gu)(gu)化(hua)活性依(yi)次(ci)為:丙烯酰氧(yang)基(ji)(ji)(ji)>甲基(ji)(ji)(ji)丙烯酰氧(yang)基(ji)(ji)(ji)>乙烯基(ji)(ji)(ji)>烯丙基(ji)(ji)(ji)。
? ? ? ?陽離(li)子光固化體系用的活(huo)性稀釋劑(ji)有乙烯基醚“CH2═CH—O—”或環氧(yang)基的單(dan)體。環氧(yang)類屬于陽離子型(xing)活(huo)性稀(xi)釋(shi)劑,其固(gu)化(hua)反應機理(li)是陽離子聚(ju)(ju)合(he)反應。乙烯(xi)基(ji)醚類既可參與自由基(ji)聚(ju)(ju)合(he),也(ye)可進行(xing)陽離子聚(ju)(ju)合(he),因此可作為兩種光固(gu)化(hua)體(ti)系(xi)的(de)活(huo)性稀(xi)釋(shi)劑。
? ? ? ?活性(xing)稀(xi)(xi)釋(shi)(shi)劑(ji)按其每(mei)個分(fen)(fen)子所(suo)(suo)含反(fan)應(ying)性(xing)基(ji)團(tuan)(tuan)的多(duo)(duo)(duo)少,可以(yi)分(fen)(fen)為(wei)單官(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)活性(xing)稀(xi)(xi)釋(shi)(shi)劑(ji)如(ru)甲基(ji)丙烯酸-β-羥乙(yi)酯(zhi)(HEMA)、雙官(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)活性(xing)稀(xi)(xi)釋(shi)(shi)劑(ji)如(ru)甲基(ji)丙烯酸-β-羥乙(yi)酯(zhi)(HEMA)和(he)多(duo)(duo)(duo)官(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)活性(xing)稀(xi)(xi)釋(shi)(shi)劑(ji)。每(mei)個分(fen)(fen)子中(zhong)含有(you)官(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)的數目(mu)稱為(wei)官(guan)能(neng)(neng)(neng)度,所(suo)(suo)以(yi)單、雙官(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)活性(xing)稀(xi)(xi)釋(shi)(shi)劑(ji)的官(guan)能(neng)(neng)(neng)度為(wei)1、2;多(duo)(duo)(duo)官(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)活性(xing)稀(xi)(xi)釋(shi)(shi)劑(ji)的官(guan)能(neng)(neng)(neng)度是3、4或更(geng)多(duo)(duo)(duo)。活性稀釋劑(ji)中含有可參與光固化(hua)反(fan)應(ying)(ying)的(de)官(guan)(guan)能團越多(duo)(duo),官(guan)(guan)能度(du)(du)越大,則光固化(hua)反(fan)應(ying)(ying)活性越髙,光固化(hua)速(su)率越快。這(zhe)是因為用含較多(duo)(duo)官(guan)(guan)能團的(de)單體(ti),除了增加反(fan)應(ying)(ying)活性外,還能賦予固化(hua)交(jiao)聯(lian)(lian)成膜;單官(guan)(guan)能團單體(ti)聚(ju)合(he)(he)后只能得到線形聚(ju)合(he)(he)物,而多(duo)(duo)官(guan)(guan)能團的(de)單體(ti)可得到高交(jiao)聯(lian)(lian)度(du)(du)網絡結構(gou)。
? ? ? ?從光固化活性(xing)看,多官(guan)能團(tuan)活(huo)(huo)性稀釋劑>雙官(guan)能團(tuan)活(huo)(huo)性稀釋劑>單官(guan)能團(tuan)活(huo)(huo)性稀釋劑。隨著活性稀釋(shi)劑官能(neng)度的(de)(de)(de)增加,除了增加光(guang)(guang)固化(hua)反應活性外,同時增加固化(hua)膜的(de)(de)(de)交(jiao)聯密度。單(dan)純的(de)(de)(de)單(dan)官能(neng)團單(dan)體光(guang)(guang)聚(ju)合后,只能(neng)得(de)到(dao)線(xian)形聚(ju)合物,不發生交(jiao)聯。當官能(neng)度大于2的活性稀釋劑(ji)存(cun)在時(shi),光固化后得到(dao)交聯(lian)聚合物網絡。官能度(du)(du)高(gao)(gao)的活(huo)性稀釋(shi)劑可得到高(gao)(gao)交(jiao)聯度(du)(du)的網(wang)狀結(jie)構,如二(er)季(ji)戊四(si)醇六丙烯酸(suan)酯DPHA為(wei)6官單(dan)體,具高(gao)(gao)反應速度(du)(du),交(jiao)聯密度(du)(du)大,具有(you)很好的硬(ying)度(du)(du)、耐(nai)磨(mo)性、耐(nai)化性、耐(nai)熱(re)性、耐(nai)刮擦性。交聯度的(de)高低對固(gu)化膜的(de)物力化學(xue)性能具有重要(yao)的(de)影響。值得注意(yi)的是,活性稀釋劑(ji)中隨著官能(neng)團的增(zeng)(zeng)多,其相(xiang)對分子(zi)質量也(ye)相(xiang)應增(zeng)(zeng)加,分子(zi)間相(xiang)互作(zuo)用(yong)增(zeng)(zeng)大,因而粘度也(ye)增(zeng)(zeng)大,這樣稀釋作(zuo)用(yong)就減少。
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? ? ? 活性(xing)稀釋劑自身的(de)化(hua)學結構(gou)對固化(hua)膜(mo)的(de)性(xing)能(neng)(neng)有如(ru)此明(ming)顯的(de)影響(xiang),因此在設計光固化(hua)涂料配方時需根據涂料性(xing)能(neng)(neng)要(yao)求,來選擇合適的(de)活性(xing)稀釋劑。左(zuo)表(biao)簡要(yao)列出了活性(xing)稀釋劑化(hua)學結構(gou)對固化(hua)膜(mo)性(xing)能(neng)(neng)的(de)影響(xiang)。
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? ? ? ?綜上,技術人員在設計光固化涂料配方(fang)選擇活(huo)性(xing)稀釋(shi)劑(ji)時,應(ying)考慮以(yi)下的因素。
? ? ? ?1、低毒性,低氣味、低揮發性、低刺(ci)激性;
? ? ? ?2、低粘(zhan)度,稀釋(shi)能力較強,有利于降(jiang)低體系粘(zhan)度。
? ? ? ?3、低色相,特別在無色體系、白(bai)色體系中;
? ? ? ?4、低固化(hua)收縮率,利于增(zeng)加(jia)對基材的(de)附著力;
? ? ? ?5、高反應(ying)(ying)性,具較(jiao)高反應(ying)(ying)速(su)度,利于(yu)提高光固化反應(ying)(ying)速(su)率;
? ? ? ?6、高溶解(jie)(jie)性,對光(guang)引(yin)發劑溶解(jie)(jie)性能好(hao)(hao),與樹脂相容性能好(hao)(hao);
? ? ? ?7、純度合適(shi),水分、溶劑、酸(suan)含(han)量、聚合物含(han)量低(di);
? ? ? ?8、玻璃化溫度Tg適合涂層性能的(de)要求;
? ? ? ?9、熱穩定性(xing)好,利于加(jia)工、運輸(shu)和貯存。
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