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曾国屏，等：UV LED 固化水性 UV 涂料的研究进展

在上述光引发剂中引入亲水结构或是通过一定
2.2 水性光引发剂
的方式如乳化等， 使光引发剂能在水性 UV 体系中应
光引发剂是决定涂料固化程度和固化速度的重 用是当前研究的重点之一。 在水性光引发剂的研制过
要因素，从引发机理上区分，光引发剂主要有自由基 程中，使之能够与 UV LED 固化体系相匹配，还要兼
光引发剂和阳离子光引发剂两大类，而自由基光引发 顾高引发效率，低毒性，低气味，良好的溶解性，低迁
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剂从作用机理上又可分为裂解型和夺氢型两种，丙烯 移性等性能 。
酸涂料体系只能使用自由基光引发剂。 自由基研发体
系固化速度快，而阳离子光固化粘接力强，固化过程 3 UV LED 固化水性 UV 涂料的应用
不被氧气阻聚，反应不易终止，"后固化"能力强，适于
厚膜的光固化，但固化速度慢。 UV 固化涂料的水性化和 UV LED 固化技术是对
水性光引发剂是在传统光引发剂中引入非离子 传统 UV 固化涂料技术的改进，更加绿色、健康、环保，
型醚类、聚醚类以及包括季铵盐、磺酸盐、羧酸、硫代 也有利于 UV 固化涂料的推广应用。 UV 涂料固化速
硫酸盐等一系列水溶性基团，使之与水相溶。 主要类 度快、环保、性能优良，广泛应用于木器、塑料、金属的
型为芳酮类，包括二苯酮衍生物、硫杂蒽酮衍生物、烷 涂装及纸张罩光。 UV LED 是冷光源，水性 UV 烘烤温
基芳酮衍生物、苯偶酰衍生物等。 度一般也较低，相比传统 UV 涂料，可以在耐热性差的

本研究探讨的是在 UV LED 固化水性 UV 涂料中 基材上使用。
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使用的光引发剂 ，光引发剂的吸收波长适合 LED 的 UV 涂料在木器涂装领域的用量最大，水性 UV 涂
辐 射 的 主 波 长 。 UV LED 固 化 最 常 用 的 是 365 nm、 料兼顾水性涂料的环保易施工等优点和 UV 涂料漆膜
395 nm 、405 nm，395 nm 为 UV LED 固化常用波长, 性能好的优点， 在木器涂装的家具和地板上应用的
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部分在 365 nm。 UV 涂料技术发展很快。 沈明月等 对水性 UV 木器清
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易青等 通过测试，发现在 UV LED 光源的辐射 漆体系涂膜性能的影响因素作了探讨。 成锦江 介绍
波长为 395nm 时，使用硫杂蒽酮类引发剂 ITX 和酰基 了试验研究所使用的材料和方法，并对所得的结果作
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膦氧化物光引发剂 819 时低聚物的双键转化率高。 了系统深入的分析。 王鹏等 从 UV LED 固化技术的
传统 UV 体系中适合 UV LED 辐射光谱的光引发 技术特点出发， 以当前市场流通的水性 UV 固化树脂
剂主要有如下几类： 和光引发剂等为原料， 研制出了性能可媲美传统 UV
（1） 硫杂蒽酮类光引发剂必须与适当助引发剂活 涂料和溶剂型涂料的水性 UV 涂料， 并成功地在木质
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性胺配伍才能发挥高效光引发活性，4-二甲氨基苯甲 家具行业推广。 张兴桥 介绍了一种用不饱和丙烯酸
酸乙酯活性高，而且黄变不严重，是迄今最适合与硫 聚氨酯乳液、自交联型丙烯酸乳液和氮丙啶固化剂为
杂蒽配合使用的活性胺助引发剂。 硫杂蒽酮类引发剂 主要原料， 可同时参与紫外光固化和丙烯酸酯-氮丙
常与阳离子光引发剂二芳基碘鎓盐配合作用； 啶交联固化反应的水性木器清漆，解决了紫外光固化
（2） 酰基膦氧化物光引发剂是一类引发活性较高、 水性木器涂料在实际应用中，因异形结构导致涂装工
具有较长的吸收波长、综合性能较好的光引发剂。 热稳 件表面紫外光照不充分而影响漆膜性能的问题。 刘国
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定性优良，贮存稳定性好，适用于厚涂层的光固化； 杰 介绍了紫外光固化水性木器涂料的优点，讨论了
（3）苯偶酰类光引发剂光反应活性非常高，热稳 聚氨酯丙烯酸酯水性分散体紫外光固化动力学的影
定性好，主要吸收峰适合 UV LED 固化体系的辐射光 响因素，推导出了提高紫外光固化速度和反应度的可
谱，但是易黄变，分解有异味产生； 行方法。
（4）安息香醚类光引发剂自由基产率高、活性高， UV 涂料在塑胶领域的产量在近年来增长较快，主
但耐黄变差，热稳定性差； 要是 3C 产品（计算机、通信和消费类电子产品）、电动
（5）其他 如肟 酯 类、茂 钛结 构 、三嗪 类 化 合 物 在 车部件（挡风板、外壳）和汽车部件（如汽车车灯反光
365～405 nm 光谱有较强的吸收，可用于 UV LED 固化 罩、灯罩、车内各种塑料件、保险杆、轮毂等）的涂装应
体系； 用。 涂料在塑胶制品上应用时容易出现附着力不佳和

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