用于光固化涂料的紫外线低聚物

光固化涂料所用的低聚物又称预聚物，它分子量小，具有聚合基团多、粘度大的特点，是光固化涂料成膜的主体。光固化是不饱和分子间的聚合反应，根据引发剂引发机理，有自由基聚合和阳离子聚合，比较常见的是自由基聚合，这种C-C聚合交联反应是一种刚性交联。自由基聚合反应迅速，收缩率大；聚合度变化小，阻聚影响大（0.01-0.1% 的阻聚剂可阻止反应）。光固化涂料固化后交联收缩率高，研究发现，双键未聚合时其间距较长，一旦聚合，生成共价键，间距缩短，引起体积缩小，所有不饱和聚合双键收缩率可达 11%。

光固化涂料配方非常复杂，具有以下性能。

首先，单体的种类很多，基础低聚物（树脂）的种类也很多。目前，按合成官能团来分，可分为不饱和聚酯类 PE、环氧类 EA、聚氨酯类 PUA、聚酯类 PEA、氨基类、聚醚类、有机硅类、磷酸酯类、混合类等。

其次，根据光固化涂料的功能，常用的树脂有以下几类。

1、硬质树脂--Tg 高、硬度高、化学性能好、固化速度最快。如标准双酚 A EA；高官能团 PUA 和小分子量 2fPUA；高官能团氨基丙烯酸酯；甲基丙烯酸酯低聚物等。

2、软树脂--Tg小，柔韧性好，固化速度慢，交联密度低。如改性环氧-环氧大豆油丙烯酸酯等；长链聚酯丙烯酸酯；平均分子量大于 1200 的直链结构 PUA；一些纯丙烯酸酯低聚物等。

3、极性树脂，是指含有活泼氢或易形成氢键、能改变极性或表面张力的低聚物。如丙烯酸磷酸酯；有机硅低聚物；丙烯酸羧酯低聚物等。

4、水性 UV 低聚物，常见的有乳液型、水分散型、水溶型。

5、非交联类树脂在光固化涂料配方中具有填充作用、提高交联密度、增加附着力、改变柔韧性、增强润湿性等作用。常见的这类树脂有长油醇酸树脂；热塑性丙烯酸酯树脂；醛酮树脂；石油树脂等。

第三，设计光固化（UV）涂料配方时树脂的选择。

在设计涂料配方前，应明确涂料类型，即底漆、面漆还是色漆；了解被涂物的基本性质，如极性大小（表面张力）、有无结晶、属于热塑性还是热固性等。具体说明如下

1、底漆树脂的选择。首先是附着力的要求，这是底漆树脂的通用性；润湿性，指的是颜填料的润湿性和底材的润湿性，这是两个不同的要求，因为底材和颜填料的表面张力不会完全一样；柔韧性，主要涉及打磨和层间附着力。

2、面漆树脂的选择。面漆的性能和树脂的选择如下所述。

涂膜的丰满度和平整度。要达到这一要求，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，并选择折射率较高的树脂。

韧性主要包括硬度和耐磨性。这两种特性有联系，但不一定完全相同，需要区别对待。

层间附着力。层间附着力的解决方案需要满足润湿性、流平性和树脂极性。

EA、PUA（聚酯）具有良好的耐化学品性，PE、聚醚则较差；一般来说，脂肪族 PUA、纯聚醚丙烯酸酯、纯 C、氨基类都具有良好的耐黄变性，配方中添加适当的抗黄变助剂也能有效增强面漆的耐黄变性。

哑光要求。一些分子量稍小或很大的树脂会有一定的哑光效果；一些聚氨酯树脂的哑光效果也不错。