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高光強——對付氧阻聚的秘密武器

閱讀:1311        發(fā)布時間:2019-7-23

絕大多數(shù)UV光固化工藝是在空氣環(huán)境中按自由基聚合機理進行的,氧分子對自由基聚合有不容忽視的阻聚作用,在空氣中,當要固化具有大表面/體積比的材料時,氧阻聚可以說是一個BOSS級的“敵人”。

   氧分子的阻聚作用體現(xiàn)在兩個方面:

其一,氧可以做猝滅劑,使帶有自由基的光引發(fā)劑猝滅,氧分子被激發(fā)至活潑的單線態(tài),光引發(fā)劑從激發(fā)態(tài)回到基態(tài),阻礙活性自由基的產(chǎn)生。

其二,氧分子本質(zhì)上是雙自由基,因此對光引發(fā)過程中產(chǎn)生的活性自由基有較強的加成活性,形成對乙烯基單體無加成活性的過氧自由基,對聚合過程的阻礙作用顯著。相對體系中較易消耗的原溶解的氧分子而言,自外界不斷擴散至涂層內(nèi)部的氧才是阻礙聚合的主要原因。氧阻聚易發(fā)生在涂層的淺表面或整個較薄涂層內(nèi),因為氧分子在這些區(qū)域環(huán)境中的擴散更容易些。

   因此,抗氧阻聚性能較差的光固化配方在UV固化后,仍會發(fā)生涂層表面不干爽、發(fā)黏、不耐刮傷、容易磨損等問題,甚至出現(xiàn)內(nèi)部固化但表層不固化的情況。

   對付氧阻聚,可以通過物理或者化學方法,比如增加自由基的濃度,我們手頭有幾個“武器”可以選用:

1.選用高強度紫外光,這樣使單位面積上的光引發(fā)劑將同時大量分解,瞬間產(chǎn)生大量活性自由基,活性自由基可對單體加成,也可與氧分子反應。引發(fā)聚合的速率增加了,涂層粘度將迅速增加,外界氧分子向高粘度體系的擴散將大大受阻。  

2.提高光引發(fā)劑的用量,但當光引發(fā)劑過量時,涂層表面含有過量的光引發(fā)劑阻礙了涂層底部光引發(fā)劑對光的吸收,因此增加過量的光引發(fā)劑可能會適得其反。

3.使用化學品與過氧自由基反應,例如叔胺、硫醇、磷類化合物等。

4.減少涂層表面與氧氣的接觸,如固化室中使用惰性氣體(如氮氣);或涂料中添加一些蠟,固化時蠟會遷移表面阻礙氧進入涂層內(nèi)部;或使用阻擋膜。

   在配方不變的情況下,高光強是比較稱手的克服氧阻聚的“武器”。

   所以,遇上氧阻聚這個“大BOSS”時不要慌,拿起我們的秘密武器——高光強,來獲得的固化效果吧!

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