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曾国屏，等：UV LED 固化水性 UV 涂料的研究进展

Caideng Yuan 等 [12] 以 异 佛 尔 酮 二 异 氰 酸 酯 润湿性好；漆膜柔韧性好，体积收缩率低，光泽度高，
（IPDI）、亚甲基二苯基二异氰酸酯（MDI）和多元醇为 丰满度高。 在木材、纸张、塑料、金属等基材涂装方面
单体，2,2-二甲基丙酸（DMPA）为亲水扩链剂，季戊四 有广泛的应用。 线型结构带来了树脂黏度较高的问
醇三丙烯酸酯（PETA）为封端剂，制备了以多不饱和键 题，而且漆膜的耐黄变性能差。
封端的聚氨酯丙烯酸酯低聚物。 研究了稀释剂和封端 水性聚酯丙烯酸酯用酸酐或多元酸与二元醇反
剂的组成和含量对聚合物膜的乳液稳定性、 热性能、 应制备带有羧基的端羟基聚酯，再用羟基与丙烯酸的
耐水性、附着力、硬度、光泽度等性能的影响。 制备了 羧基酯化，引入碳碳双键，然后用胺中和成盐，赋予聚
具有良好硬度和显著的耐水性产品。 合物水溶性。
[13]
为提高固化速度和漆膜性能，魏丹等 采用双重改 为解决聚酯丙烯酸酯黏度过大， 硬而脆等问题，
性的方式，合成了一种新型的具有高交联密度和优异涂 宁春花等 [17] 以季戊四醇和 2，2－ 二羟甲基丙酸为原
膜性能的 UV 固化水性聚氨酯丙烯酸酯。 研究中先把环 料，合成超支化聚酯多元醇，再与丁二酸酐反应后得
氧树脂和一种高双键含量的丙烯酸酯同时嵌入水性聚 到超支化聚酯多元酸，最后用甲基丙烯酸羟乙酯进行
氨酯链中， 再用另一种丙烯酸酯对水性聚氨酯链封端。 修饰， 合成一种新型 UV 固化超支化聚酯丙烯酸酯
得到的双重改性水性聚氨酯丙烯酸酯固化速度快，固化 (HPA)。 其含有大量的外部活性端基和内部空腔结构，
物交联密度高，漆膜力学性能良好，耐溶剂性好。 使 HPA 具有较低的黏度、良好的流动性和溶解度，其
[14]
岳鑫等 在聚氨酯预聚体末端引入季戊四醇三丙 涂膜具有附着性能好、固化速度快、柔韧性好等特点，
烯酸酯，合成了 UV 固化的水性聚氨酯丙烯酸酯树脂， 综合性能优良。
并研究得到最佳工艺参数：DMPA 的添加量在 6.0％～ 为提高水性聚酯丙烯酸酯涂料耐水性， 张勇等 [18]

8.0 % 范围时乳液粒径、稳定性和漆膜耐水性良好；三 以 1,6-己二醇和 3-巯基丙酸为原料， 合成了含硫醚
乙醇胺和三乙胺作为中和剂时， 乳液的稳定性好；预 键的高支化聚酯丙烯酸酯（HBAT）。 光聚合动力学研
聚物的双键含量在 0.873～1.558 mmol/g 时， 涂膜交联 究表明，HBAT 能显著降低丙烯酸酯在空气中自由基
密度适宜；当 Irgacure 2959 的添加量为 3 % 时，漆膜 光聚合的氧抑制。 水溶胀试验和热重分析表明，HBAT
固化效果好；当 R 值在 1.3～1.4 之间时，利于乳液稳 中的硫醚键能显著提高固化膜的耐水性和氧化稳定
定以及漆膜性能最佳。 性。 即在水性聚酯丙烯酸酯中引入硫醚键，能提高固
李京 采用溶液聚合法制备了可 UV 固化的水性 化速度，能提高漆膜耐水性、耐热性。
[15]
聚氨酯丙烯酸酯，用有机氟改性得到不同结构氟端基 2.1.4 水性聚丙烯酸酯
的无规共聚丙烯酸酯。 结果表明含氟单体用量为 6%
水性光固化聚丙烯酸酯就是在水性丙烯酸酯链
时乳液粒径适宜，稳定性好，漆膜耐水性好。
上引入碳碳双键使之具备光反应活性，所以，其兼具
[16]
高琼枝等 以异佛尔酮二异氰酸酯、超支化聚酯、
光敏树脂和丙烯酸树脂的特点，制备方法工艺相对简
丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇和纳米 SiO 2 为原料,制备了
单，成本较低，耐候性较好，对各种基材附着力较好。
UV 固化超支化聚氨酯丙烯酸酯-聚氨酯二丙烯酸酯/
但单纯的水性聚丙烯酸酯性能较差，耐水、耐酸碱性
SiO 2 分散体(HBPUA-PUDA/SiO 2)。 结果表明，随着纳米
能差，物理机械性能差。 所以使用时与其他树脂混拼，
SiO 2 的加入， 薄膜的固化速度逐渐加快。 TGA/FT-IR
或者对其改性， 使其具有特殊结构或引入有机硅、有
分 析表 明，HBPUA-PUDA/SiO 2 薄 膜 的分 解 温 度 比 纯
机氟、纳米材料等对其改性。在多重固化 UV 固化涂料
聚合物的分解温度高 15 ℃。 即通过赋予聚氨酯丙烯
体系中，常有丙烯酸聚丙烯酸酯的应用。
酸酯超支化结构能够提高其固化速度，引入纳米 SiO 2 [19]
张志丰等 合成了一种低 黏度 的水 性 光固 化聚
能提高固化速度和耐热性能。
丙烯酸酯树脂， 以丙烯酸酯为原料制备含羧基丙烯
2.1.3 水性聚酯丙烯酸酯 酸酯树脂， 然后将甲基丙烯酸缩水甘油酯与丙烯酸
水性聚酯丙烯酸酯是以醚键为主体的线型聚合 酯树脂进行接枝反应引入碳碳双键，最后脱除溶剂，
物，所制备的涂料对低表面能基材如玻璃、铝材（铝合 中和，加水进行分散，制备得到了水性光固化丙烯酸
金）等有良好的附着力，流平性好，固化速度快，颜料 酯聚树脂。

行业视点 INDUSTRY INSIGHT 27