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水性UV涂料是研究較多的一類新型綠色材料，其相關(guān)機(jī)理如下。
1光固化
涂料在光輻射下進(jìn)行的反應(yīng)是典型的光化學(xué)反應(yīng)與鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)。不同的光引發(fā)劑匹配不同波長的光，而大多數(shù)光引發(fā)劑只對(duì)波長為100~400nm 的光較為敏感。在光照下，一部分波長與光引發(fā)劑相匹配的光被光引發(fā)劑分子以“一個(gè)分子只吸收一個(gè)光子”的方式吸收，之后分子從吸收的光子中獲得能量，導(dǎo)致分子內(nèi)原子的外層電子分布發(fā)生變化，分子從普通穩(wěn)態(tài)激發(fā)，進(jìn)入不穩(wěn)定的活躍狀態(tài)。處于不穩(wěn)定活躍狀態(tài)的光引發(fā)劑分子通過自身弱鍵均裂或者在外加試劑(如助引發(fā)劑)的作用下裂解，產(chǎn)生能夠引發(fā)低聚物樹脂分子的不飽和鍵斷開的活性中間體物質(zhì)，并與低聚物單體結(jié)合，之后與其余低聚物單體發(fā)生鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)而交聯(lián)成膜。
2水性化
主要利用鹽易溶于水的原理，在聚合物的分子鏈上引入一定數(shù)量易與水親和的極性基團(tuán)，同時(shí)為了獲得穩(wěn)定的水性體系而加入少量醇或醚醇，經(jīng)過與有機(jī)胺、低分子酸等發(fā)生酸堿中和反應(yīng)制成鹽，即可得到溶于水的樹脂粒子。
水性UV涂料的特點(diǎn)
1材料本身
水性UV涂料以廉價(jià)、無毒的水作為稀釋劑來調(diào)節(jié)黏度，一方面可以實(shí)現(xiàn)薄層涂布，另一方面使無活性稀釋劑、零 VOC 排放、零刺激性等涂料配方變成可能，降低了成本，保護(hù)了環(huán)境�；钚韵♂寗⿻�(huì)引起固化收縮，用其制備的涂料尤其不適合涂覆在塑料等非吸收性表面，以水做稀釋劑不但解決了這一問題，而且可以增強(qiáng)對(duì)基材或底漆的黏附力。一般認(rèn)為相對(duì)分子質(zhì)量與漆膜的韌性和硬度成正比。油性光固化涂料中主要成膜低聚物的相對(duì)分子質(zhì)量較低，而參與成膜且調(diào)節(jié)黏度的活性稀釋劑的相對(duì)分子質(zhì)量也不高，因此很難兼顧高硬度和高韌性，而水性UV涂料可以使用相對(duì)分子質(zhì)量大的低聚物，克服了這一缺點(diǎn)。
2施工過程中的人機(jī)適用性
傳統(tǒng)的溶劑型涂料需要烘烤或者加熱數(shù)小時(shí)甚至數(shù)十小時(shí)才能干透，而光固化涂料不僅不用烘烤，節(jié)約了能源，而且固化速率非常快，最快的甚至只需 0.05 ~ 1.00 s，這就給連續(xù)快速施工帶來了便利。不易燃的水代替了易燃、有刺激性的有機(jī)溶劑，提高了施工的安全性。因涂料易溶于水，故涂裝的器皿和工具也容易清洗。
3水性UV涂料的缺點(diǎn)
(1)因體系中有水，故涂裝固化前需進(jìn)行預(yù)除水。一方面多了一道施工工序，影響效率；另一方面，將1mol水蒸發(fā)需要40.6kJ熱量，在節(jié)能低耗方面還需改善。
(2)大部分基材的表面張力為20.0~50.0mN/m ，其中鋼鐵的表面張力為36.0~50.0mN/m。水的表面張力是72.7mN/m。套用朱定一等提出的計(jì)算固體表面張力的關(guān)系式，算得水在鋼鐵表面的濕潤角為68.13°~108.40°，因此水不易浸潤基材，容易導(dǎo)致涂布不均勻。
(3)光照死角的存在會(huì)延長完全固化的時(shí)間。
(4)水性體系的穩(wěn)定性以及所得涂層的防霉、防凍、耐水、耐候等性能需要提高。
