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水性UV涂料主要是由預(yù)聚物(水基光固化樹脂)、光引發(fā)劑、顏料、胺類物質(zhì)、水、助溶劑和其它添加劑等配制而成。其干燥固化結(jié)合了UV光固化和水性涂料滲透蒸發(fā)二種干燥形式,具體說主要有兩種干燥方式:水性體系的預(yù)揮發(fā)干燥和紫外光固化。
1.預(yù)揮發(fā)干燥機(jī)理
預(yù)干燥是光固化之前必須有的一道工序,不進(jìn)行預(yù)干燥將導(dǎo)致光固化的最終結(jié)果不理想。在水性UV涂料的制造過程中,水基光固化樹脂通過添加一種堿或者酸使其變成羧酸鹽才能溶于水,其中通過加氨水使其成鹽的反應(yīng)可示為:R-COOH NH→R-COO NH(水溶性)反過來輸紙,在預(yù)干燥過程中發(fā)生的反應(yīng)是:
R-COO NH→R-COOH(水不溶) NH↑
2.光固化成膜機(jī)理
UV固化水性材料的固化是指在紫外光的照射下,光引發(fā)劑吸收紫外光的輻射能后分裂成自由基,引發(fā)預(yù)聚物發(fā)生聚合、交聯(lián)接枝反應(yīng),在很短的時(shí)間內(nèi)固化成三維的網(wǎng)狀高分子聚合物,得到硬化膜發(fā)展史,實(shí)質(zhì)是通過形成化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)化學(xué)干燥。其固化過程一般可分為四個(gè)階段:
?、俟馀c光引發(fā)劑之間相互作用,它可能包括對(duì)光的吸收和光引發(fā)劑之間的相互作用;
?、诠庖l(fā)劑分子發(fā)生重排,形成自由基中間體;
③自由基與齊聚物中的不飽和基團(tuán)作用引發(fā)鏈或聚合反應(yīng);
?、芫酆戏磻?yīng)繼續(xù),液態(tài)的組分轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w聚合物。