UV 涂层 配方：如何有效地选择 低聚物 树脂
快速回答： For UV monomer and resin selection, the key commercial question is not “which material is best in general” but “which package delivers the right balance of flow, cure, adhesion, and durability in the real application.”
低聚物在紫外线涂料中的作用
低聚物：低聚物，又称预聚物，用于光固化涂料。早年被译为低聚物。它们的突出特点是：分子量小、聚合基团特征明显、粘度高。低聚物是光固化涂料的主体和骨架（涂膜的许多物理和化学特性）。
紫外线固化反应的特点
紫外线固化是不饱和分子之间的加成聚合反应。根据引发剂的引发机理，可分为自由基聚合和阳离子聚合。不过，我们研究较多的聚合是自由基聚合（本讲座以自由基聚合为基础）。这种末端带有 C-C 交联的结构属于刚性交联。
聚合机制
自由基聚合具有以下特点：反应速度快；收缩率大；聚合度变化小；受聚合抑制剂影响大（0.01-0.1% 的抑制剂可使反应停止）。
对涂层最不利的影响是收缩。根据 W.J. Bailey 等人的研究，如果双键未聚合之间的时间较长，一旦聚合形成共价键，间距就会缩短，导致体积缩小。所有不饱和聚合双键的收缩率高达 11%。
紫外线涂料配方的复杂性
1.单体有多种类型
2.基本低聚物（树脂）的种类很多。目前，根据合成过程中的官能团将其分为：不饱和聚酯基 PE、环氧基 EA、聚氨酯基 PUA、聚酯基 PEA、氨基基、聚醚基、硅酮基、磷酸盐基和混合型。
UV 涂料中常用树脂的简要介绍，按其功能分类
硬质树脂-高 Tg
硬度高、耐化学性好、固化速度快，可用于大多数
1.标准双酚 A 型 EA；
2.高功能聚氨酯和小分子量 2fPUA；
3.高功能氨基丙烯酸酯；
4.甲基丙烯酸酯低聚物。
软树脂-小 Tg
柔韧性好、固化速度快、交联密度低。
1.改性环氧树脂--环氧大豆油丙烯酸酯等；
2.长链聚酯丙烯酸酯；
3.具有直链结构且质量分数超过 1200 的 PUA；
4.一些纯丙烯酸酯低聚物
极性树脂
含有活性氢或容易形成氢键、改变极性或表面张力的低聚物
1.丙烯酸磷酸酯
2.有机硅低聚物--尤其是
3. 丙烯酸羧酯低聚物
水性紫外线低聚物
乳液型、水分散型、水溶型
1. 聚氨酯型--主要类型；
2. 环氧丙烯酸酯类型；
聚酯丙烯酸酯类型。
非交联树脂在紫外线中的应用
填充效果、提高交联密度、增加附着力、改变柔韧性、增强润湿性和其他辅助效果
1. 长油醇酸树脂；
热塑性丙烯酸酯树脂；
醛酮树脂；
4. 石油树脂等。
设计 UV 涂层配方 如何选择树脂
在设计涂层配方之前，您应该清楚
1. 涂料工艺中的涂料类型--识别底漆、面漆和油漆；
了解涂层材料的基本特性--极性（表面张力）、结晶度、热塑性或热固性；
底漆树脂的选择
1.附着力要求：这是底漆树脂的一般特性。相对而言，目前较难附着的包括
A. 玻璃--选择甲基丙烯酸酯低聚物和非成膜树脂，以及一些特殊的极性树脂--巯基硅氧烷体系（但目前耐水性是配方的一个障碍）；
B.金属区分金属类型。在涂料工业中，提高金属附着力的基本方法是破坏交联。国际标准是磷化。最常见的紫外线方法是将磷酸盐与某些丙烯酸结合起来。
C.塑料（包括塑化纸和其他类型的涂料饰面），这是目前比较大的一个类别，也是特别复杂的一个类别，主要是因为塑料的结构复杂，结晶形态各异，表面张力也不同，这就给 BMC、PET、PP 等塑料的加工带来了相对较大的难度。没有一个统一的配方可以适用于所有塑料。一般来说，软质 PUA、纯丙烯酸和一些非成膜树脂及极性树脂的组合可以起到一定的效果。但在搭配相关树脂时应注意其耐化学腐蚀性和耐水性。
D.含油木制品：目前主要是一些硬檀木，如紫檀、红檀、绿茎桑、黄檀木等。木油的附着相对困难。市场上很少有纯 UV 可以封油。您可以先用聚氨酯进行密封，然后再涂上紫外线附着底漆。主要可以通过使用一些极性树脂或单体和填充树脂来实现粘合。
2.润湿：颜料和填料的润湿与底材的润湿是两个不同的功能，因为无法保证底材的表面张力与颜料和填料的表面张力完全相同。
A.颜料和填料的润湿可以保证涂料的贮存稳定性和漆膜的透明相容性，例如某些 PUA、PEA 和环氧大豆油丙烯酸酯就有这种效果；
B.氨基树脂和 PEA 等基质的润湿效果更好。
3.柔韧性：与可打磨性和层间附着力有关。
一般来说，标准 EA 和一些 PEA 以及一些单体可用于协调柔性，从而调整砂磨性和层间粘附性。
目前，市场上也有强调硬度的硬化底漆--要注意硬质树脂的固化和涂层的涂抹量，否则漆膜容易爆裂；
市场还需要所谓的柔性底漆--使用柔性更好的树脂，最好是聚酯基 PUA。聚醚基树脂柔韧性差，机械模量不足。
面漆树脂的选择
1. 饱满度和平整度
为此，必须选择相容性好的树脂和单体，提高与底漆的润湿性和流平性，适当提高交联度，并使用折射率较高的树脂。
一般使用高官能聚氨酯和氨基树脂，以标准 EA 为主要树脂。
2.韧性（硬度和耐磨性）：
这两种薄膜特性密切相关，但不一定完全相同。
硬度：除了传统木器的 80-120Unm 厚膜和一些厚喷涂涂层外，这种情况下的硬度很大一部分不是来自膜本身，而是来自其他方面。其中一些表面硬度应引起足够的重视，如基材、底漆、表面手感等。一个典型的例子是辊涂和薄喷，除了使用上述高级树脂外，还可以通过使用一些硅树脂或硅添加剂来改善。
耐磨性：一般来说，PUA 比其他树脂更好。氢键提供了一定的韧性，从而提高了耐磨性。但是，树脂无法解决薄涂层的耐磨性问题。
3.层间附着力
解决了润湿、流平和树脂极性匹配的问题，层间附着力也就迎刃而解了。在特殊情况下，可选用一些甲基丙烯酸酯树脂。
4.耐化学性
EA 和 PUA（聚酯）具有良好的耐化学性，而 PE 和聚醚的耐化学性较差
5、耐黄变
一般来说，目前认为脂肪族聚氨酯、纯聚醚丙烯酸酯、纯丙烯酸和氨基都具有很好的耐黄变性能。第一种是最常用的，但耐黄变性不是最好的。后两种类型因缺乏某些特性而不太常用，但氨基的总体耐黄变性能最好。
6.哑光型
目前，一些分子量稍低甚至很大的树脂也很有效，一些聚氨酯也很有效（目前市场上有一种硬度很好的双功能聚氨酯，具有很强的竞争力）。
A practical sourcing and formulation view of UV monomers and oligomers
Most successful UV formulations are built by choosing the backbone first and then tuning the reactive monomer package around the substrate, cure method, and end-use stress. That usually produces a more stable result than choosing materials by viscosity or price alone.
- Start from the final property target: hardness, flexibility, adhesion, and shrinkage rarely point to exactly the same raw-material package.
- Screen the reactive package as a whole: oligomer, monomer, and photoinitiator choices interact strongly in UV systems.
- Use viscosity as a tool, not the only decision rule: the easiest-processing material is not always the one that performs best after cure.
- Check the real substrate: plastic, metal, label film, gel systems, and coatings can reward very different polarity and cure-density balances.
推荐的产品参考
- CHLUMICRYL TMPTA: A standard reactive monomer benchmark when stronger crosslink density is required.
- CHLUMICRYL EO3-TMPTA: Helpful when viscosity and cure behavior need to be tuned around the base package.
- CHLUMIWE 3280: 油墨、涂料和困难基材润湿的强效润湿剂参考。
- CHLUMIWE 3071: 在广泛的应用筛选中，当需要有机硅润湿助剂时，此产品非常有用。
买家和配方师的常见问题解答
Can one UV monomer or resin solve every formulation problem?
Usually no. Commercially strong formulas depend on how several components work together to balance cure, adhesion, flow, and durability.
Why should monomers be screened together with oligomers?
Because monomers can change viscosity, cure rate, shrinkage, and substrate behavior enough to alter the final ranking of the same backbone resin.