單體在UV配方中是很重要的組成部分,能夠賦予或改善漆膜不同的性能,合理使用各種單體也是配方設計的重要環節。我們先着重介紹常用的單官能單體及其性能。
單官能團單體的每個分子僅含一個可參與光固化反應的基團,因此一般具有以下特點:
· 轉化率高
· 體積收縮小
· 固化速度慢
· 交聯密度低
· 黏度低
常見的單官能團的活性稀釋劑
單官能團單體按結構上的不同一般可分為丙烯酸烷基酯,(甲基)丙烯酸羟基酯,帶有環狀結構或苯環的(甲基)丙烯酸酯和乙烯基單體等。
丙烯酸烷基酯
丙烯酸月桂酯(LA)
低黏度,低揮發,有疏水性脂肪族長主鍊,低Tg,有較好的增塑效果。
丙烯酸丁酯(BA)
低黏度,稀釋效果好,但氣味大、揮發性大,易燃,現在應用很少。
丙烯酸異癸酯(IDA)
低黏度,稀釋能力佳,低Tg,有較好的增塑效果,揮發性較小。
丙烯酸異辛酯(2-EHA)
低黏度,稀釋效果好,低Tg,增塑效果佳,因有氣味、揮發性稍大,影響其使用。
丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯(EOEOEA)
低黏度,極強的稀釋能力,流平性佳,低揮發,低Tg,有較好的增塑效果。
(甲基)丙烯酸羟基酯
丙烯酸羟乙酯(HEA)
高沸點,低黏度,低Tg,反應活性适中,帶有羟基,有利于提高對極性基材的附着力,是早期常用的活性稀釋劑,對皮膚刺激性較大,目前較少使用。由于HEA和HPA分子帶有丙烯酰氧基,并含有可與異氰酸酯基反應的羟基,因此也可用于制備聚氨酯丙烯酸酯。
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)
高沸點,低黏度,在雙鍵的碳上多了一個甲基,所以反應活性下降,而揮發性低、皮膚刺激性低,氣味較輕,價格相對低廉,因此這種單體至今在國内光固化行業中還在普遍使用。
己内酯丙烯酸酯(CA)
含羟基官能團,低氣味,具有高柔韌性,優異的耐水解、耐化學腐蝕性和很好的化學相容性。
帶環狀結構或苯環的(甲基)丙烯酸酯
2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PHEA)
高沸點,黏度較低,低皮膚刺激,低Tg,帶有酚的氣味,其稀釋性強、反應活性高、黏附性強、收縮率低、柔韌性好,适用于油墨、金屬塗料、塑膠塗料以及黏合劑等UV固化産品的配方體系。
丙烯酸異冰片酯(IBOA)
帶有雙環狀異冰片基,其揮發性低,毒性較小,不易燃,高Tg。IBOA的固化收縮率很低(8.2%),附着力好,且有着良好的柔韌性和出色的耐水性,被廣泛用于塗料、膠黏劑和樹脂合成領域。不足之處是其帶有一定的異味,可能會引起個别使用者的不适。
甲基丙烯酸異冰片酯(IBOMA)
與IBOA相比,由于帶甲基,所以反應速度低,而硬度和耐磨性更佳,同時刺激性低, 高Tg,低收縮,稀釋力佳,耐水性優異,在樹脂合成及塗料領域中有着很好的應用前景。
丙烯酸四氫呋喃酯(THFA)
高沸點,黏度低,稀釋能力強,低Tg,含有極性的四氫呋喃環,能夠提供優異的附着力,在膠粘劑配方中可考慮使用。
乙氧化四氫呋喃丙烯酸酯(THF(EO)A)
該單體具有丙烯酸四氫呋喃酯(THFA)的優異附着力和良好的固化速度,同時消除了特有的皮膚刺激性和氣味,是一款性能優異的環保型單體。
環三羟甲基丙烷丙烯酸酯(CTFA)
低氣味,柔韌性佳,耐黃變,固化速度快,對塑膠及金屬有良好的附着力,應用于塗料、油墨、膠黏劑等。
乙烯基單體
苯乙烯(St)
最早與不飽和聚酯配合作為第一代光固化塗料應用于木器塗料,黏度低,稀釋能力強,但是氣味大,固化速率較慢,目前在光固化産品中很少使用到St。
N- 乙烯基吡咯烷酮(NVP)
低黏度,稀釋能力強,反應活性高,可陽離子固化,低皮膚刺激性,曾一度廣泛使用,但因懷疑是緻癌物質而限制了它的應用。目前較少使用,一般用量不超過10-20%,因NVP及其聚合物都是水溶性的,加入量大會影響塗料的耐水性。
4- 羟丁基乙烯基醚(HBVE)
可用于陽離子光固化體系,高轉化率,可提升陽離子UV固化速率,降低氧阻聚,有着優異的稀釋能力和附着力,亦可作為氟碳樹脂合成的中間體。
其他類别單體
2-羧乙基丙烯酸酯(CEA)
CEA的特點是帶有羧基,可用于增加黏附力;具有中等的黏度,固化速度快,成膜玻璃化溫度低。
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