水性UV涂料的应用与研究进展

第４９卷第１０期　２０１１年１０月　上海涂料　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ　Ｖｏ１．４９Ｎｏ．１０　０ｅｔ．２０１１　水性Ｕ　Ｖ涂料的应用与研究进展　苟小青顾斌沈雪峰　（中海油常州涂料４ｅ￣ｘ－研究院，２１３０１６）　摘要：水性ｕＶ涂料是一种环保、高效的新型光固化涂料，已成为目前的研究热点之一。简述　了水性ＵＶ涂料的特点，详细介绍了各类低聚物最新的合成方法与性能特点，分析了水性光引发剂、　助剂的使用特点。对近几年水性ｕＶ涂料的主要应用领域进行了总结，并分析了水性ｕＶ涂料最新的　研究进展与发展趋势。　关键词：水性ｕＶ涂料；聚氨酯丙烯酸酯；木器涂料；流平剂　中图分类号：ＴＱ　６３０．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—１６９６（２０１　１）１０—００２２—０６　０引言　紫外光（ｕＶ）固化涂料是一种高效、节能、环保　的新型涂料［１　］，传统ｕＶ涂料采用活性稀释剂调节　流变，造成涂料具有强烈的刺激性气味，并对涂膜的　的低聚物，而不用低相对分子质量的活性稀释剂，　从而克服了光固化涂料高硬度和高柔韧性不能兼顾　的矛盾。　水性ｕＶ涂料施工时一般需经过干燥除水和固化　２个阶段，相对于传统ｕＶ涂料需要增加一道预烘除　水的生产线，所以干燥除水是控制水性ｕＶ涂料流水　线速度的瓶颈部分。除水过程中，如果温度太低会延　长预烘时间，影响生产效率，并且有可能造成水分残　物理性能产生不良影响。水性ｕＶ固化涂料基本不使　用活性稀释剂，避免了由之引起的固化收缩，成为　ｕＶ固化涂料发展的新方向。　留而延长固化时间并影响漆膜性能；而温度太高则　１水性ＵＶ涂料的特点　相对于传统ｕＶ涂料，水性ｕＶ涂料具有以下优　点：水易于获得，廉价并且环保，实现了低ＶＯＣ、零　ＶＯＣ；涂料喷涂、预烘及固化过程中无刺激性气味，　可能造成漆膜表面产生缩孔等缺陷，影响外观。　此外，水性ｕＶ涂料目前还存在贮存稳定性不　佳，漆膜耐水性、耐溶剂性不理想，不易涂布基材、　易引起涂布不均等缺陷需加以改进。　对施工者及终端用户无身体伤害；适用于各种涂装　设备，喷涂特别安全；可避免活性稀释剂引起的固　２水性ＵＶ涂料的组成　与传统ＵＶ涂料不同，水性ｕＶ涂料的主要成分　包括低聚物（或低聚物的水分散体）、引发剂、助剂　及填料等。　２．１低聚物　化体积收缩，增强了对底材或底漆的附着力；涂装　设备和容器用水性清洗液清洗，方便环保；水性光　固化涂料的低聚物是高相对分子质量的水性分散　体，其黏度与相对分子质量无关，只与固含量有关，　因而在水性光固化涂料中可以使用高相对分子质量　［收稿日期］２０１１－０８—０１　【作者简介］苟小青，主要从事ｕＶ涂料的研发与应用。　低聚物是水性ｕＶ涂料的主体，是决定水性ｕｖ　第１０期　苟小青，等：水性ｕｖ涂料的应用与研究进展　２３　涂料性能最主要的因素［４］。与传统溶剂型低聚物相　同，水性ｕＶ涂料的低聚物也必须含有可光聚合的不　饱和基团，如乙烯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基　等，区别在于水性ｕＶ低聚物中引人了亲水基团，如　羧基、羟基、氨基、季铵基、醚基、酰胺基等。　水性低聚物按化学结构与组成可分为聚氨酯丙　烯酸酯（ＰＵＡ）、环氧丙烯酸酯（ＥＡ）、聚酯丙烯酸酯　如图１ａ所示：３步法中第１步合成两端为异氰　酸酯基团的低聚物，第２步用二羟甲基丙酸ＤＭＰＡ扩　链，第３步用羟基丙烯酸酯类单体封端，完毕后加人　三乙胺中和，然后加水乳化。３步法最常见于合成阴　离子型水溶性ＰＵＡ。　乳液型ＰＵＡ通常采用两步法合成，如图１ｂ所　示：第１步投入二元醇、ＤＭＰＡ和二异氰酸酯单体，　（ＰＥＡ）、丙烯酸酯化聚丙烯酸酯等。　２．１．１聚氨酯丙烯酸酯（ＰＵＡ）　ＰＵＡ是目前研究最多的一类水性ｕＶ低聚物，其　固化膜具有优异的机械耐磨性与柔韧性、较高的扩　张强度与抗冲击性、优良的耐高温性与耐化学品性，　漆膜光泽高、附着力佳。它一般由二异氰酸酯、多元　醇、含亲水基团二元醇、（甲基）丙烯酸羟乙酯通过　二步法或三步法反应得到［５　］，如图１所示。　ＯＣＮ—ＮＣＯ＋Ｈ０—０Ｈ　第１步ｌ　Ｔ　０ＣＮ—ＮＨＣＯＯ　ｎ　一ＯＯＣＮＨ－－ＮＣ０　第ｚ步ｉ（二　酸）　０ｃＮ—ＮＨｃ００—］——ｒ　～ｏｏｃＮＨ—ＮＣｏ　Ｃ００Ｈ　Ｃ００Ｈ　第３步ｌ丙烯酸酯　ｃＨ２　ｃＨ　ｒ　￣ｒ　Ｈｃ　ｃＨ２　ＵＤｏＨ　０Ｏ０Ｈ　Ｉ氨水　Ｈ２Ｃ＝ＣＨ—　—　—～ｃＨ　ｃＨ２　Ｃｏｏ　Ｃ　ｏ０　ａ一３步法合成水ｌ陛ＰＵＡ　ＯＣＮ—ＮＣ０＋ＨＯ—ＯＨ＋ＤＭＰＡ　第１步　ｏＣＮ—ＮＨｃ∞—］——下Ｍ￣～ｏｏＣＮＨ—ＮＣｏ　ＣＯＯＨ　ＣＯＯＨ　第２步Ｉ丙烯酸酯　＋　ｃＨ２　ｃＨ—Ｗｗｒ—ｗＷｒ　—～Ｈｃ　ｃＨ２　Ｃ００Ｈ　ＣＯＯＨ　Ｉ氨水　’　Ｈ２ｃ　ＣＨ—Ｔ—Ｔ—～ｃＨ　ｃＨ２　ＣＯ（　ＣＯ０　ｂ一２步法合成水性ＰＵＡ　图１水性ＰＵＡ的合成　Ｆｉｇｕｒｅ　１　Ｔｈｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ　ＰＵＡ　生成带羧基的异氰酸酯齐聚物，第２步加入羟基丙烯　酸酯类单体封端，两步合成完毕后，中和加水乳化制　成乳液。　ＰＵＡ中的亲水基团含量是决定乳液或分散体稳　定性的主要因素之一。韩仕甸等人［８］以甲苯一２，４一　二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯二醇、二羟甲基丙酸、　丙烯酸一Ｂ一羟乙酯为原料，采用３步法合成了一种聚　酯型ＰＵＡ，中和后制得一种稳定的自乳化乳液。研究　表明：亲水基团一ＣＯ０一含量在０．２６　０．９１　ｍｍｏｌ／ｇ时　乳液稳定分散，外观泛蓝光并接近透明；乳液粒径　随一ＣＯ０一含量的增加而减小，乳液黏度随一ＣＯ０一含　量增加而增大；中和度提高，分子链亲水性增强，乳　液粒径下降，乳液的分散性、稳定性均得到提高；同　时固化膜吸水率随一ＣＯ０一含量增加而增大。　魏燕彦等人［９］重点研究了乳液型、水溶型ＰＵＡ　体系的干燥和固化规律，研究发现：乳液体系的干　燥过程分为３个阶段：第１阶段，体系黏度较小，水　分直接从空气和水的界面上蒸发，蒸发速度快；第　２阶段，乳液粒子堆积并开始变形，水分从粒子的间　隙中蒸发，蒸发速度下降；第３阶段，水分从涂膜内　部迁移至表面离开涂膜，直到干燥与吸附的水分相　平衡，此阶段时间最长。而水溶性体系的干燥过程只　有乳液体系的第１阶段和第３阶段，还有相当量的水　分需要在第３阶段缓慢地扩散至表面，延长了干燥　时间，所以影响了整个干燥速度。乳液体系中大部分　水分已经在前２个阶段较快地蒸发掉，大大地缩短了　水分扩散阶段的时间，所以总的干燥时间要比水溶　液体系缩短。树脂亲水基团越多，干燥时间越长；采　用２　ｋＷ父４红外辐射，可以将乳液的干燥时间降至　３０　ｓ左右。对固化过程各阶段凝胶测试结果表明：凝　胶含量在ｕＶ固化前５　ｓ增长很快，１０　ｓ后趋于平缓；　光引发剂用量大于３％时，固化１０　ｓ后凝胶含量达到　上海涂料　第４９卷　９０％。　针对普通水性ＰＵＡ双键含量和相对分子质量　较低，导致同化后漆膜耐水性、耐溶剂性和机械性　能欠佳的问题，魏丹等人＿１。。用季戊四醇三丙烯酸　酯（ＰＥＴＡ）接枝封端水性聚氨酯，使双键含量达到　４．８０　ＭＥＱ／ｇ，提高了体系的交联度，固化后漆膜耐水　性达７２　ｈ，耐醇性达８　ｈ，７５０　ｇ／５００　ｒ磨耗仅为０．０２１　ｇ。　水性ＰＵＡ涂料表面张力较大，不加助剂时在普　通塑料件上较难充分铺展流平，而助剂的使用不可　避免地会带来一些副作用。针对这一问题，潘学梅　等人［１¨用自制的含氟二醇与异佛尔酮二异氰酸酯　（ＩＰＤＩ）、聚四氢呋喃醚二醇（ＰＴＨＦ一１０００）、二羟甲　基丙酸（ＤＭＰＡ）等共聚制备了一ＮＣＯ封端的聚氨酯　预聚物，再用季戊四醇三丙烯酸酯（ＰＥＴＲＡ）封端，　制得含氟聚氨酯丙烯酸酯。实验结果表明：氟含量　越高，树脂疏水性越强，乳液粒径逐渐增大，固化后　漆膜表而张力降低，对水的接触角增大。与不含氟树　脂的漆膜相比，含氟漆膜在ＡＢＳ板上流平佳，表面　光滑，附着力０级，１００％无脱落，耐水性、耐醇性均　提高。　Ａｈｎａ　Ｂ　Ｕ等人［１　］用氨丙基三乙氧基硅烷　（ＡＰＴＥＳ）部分代替丙烯酸一２一羟乙酯（ＨＥＡ）封端，　制备出含有机硅的ＰＵＡ分散体。随ＡＰＴＥＳ含量增加，　漆膜凝胶转化率、　均降低，水接触角增大，耐溶剂　性、耐水性、耐黄变性均提高，ＡＰＴＥＳ含量≥３％时，　漆膜热分解温度提高３０　４ＯｃＩＣ，耐高温性大大提高。　２．１．２环氧丙烯酸酯（ＥＡ）　ＥＡ一般先通过环氧树脂的环氧基团与丙烯酸单　体反应引入双键，使其具有ｕｖ固化活性；再利用树　脂中的羟基与马来酸酐反应引入羧基，最后用碱中　和具有亲水性，如图２所示。　庄宏清等人　】　先用双酚Ａ环氧树脂和丙烯酸反　应生成环氧丙烯酸酯中间体，再与马来酸酐反应引　入羧基和不饱和基团。结果表明：双酚Ａ环氧树脂　与丙烯酸的最佳反应温度为１　ＩＯ￣Ｃ，与马来酸酐的最　佳反应温度为８０￣Ｃ，反应时间均为５　ｈ，用０．５％三乙　胺作催化剂，对羟基苯甲醚作阻聚剂。合成的树脂具　有水性特征，漆膜固化时间４０　Ｓ，６０ｏ光泽９Ｏ，在木　板及铝板基材上的附着力均达到０级。　ｌ　ｌ＼ｏ／　Ｒ－ｉ　ｃＨ　一Ｏ＿ｉ＿ｃ肛ｃＨ２　ＯＨ　Ｏ　Ｏ　ｌｌ　Ｒ—ＣＨ—ＣＨ广。一Ｃ－－ＣＨ￣ＣＨ２＋　ＯＨ　　ｌ。０ｌ　。　ｌＣＨ２：ＣＨ—ｅ—Ｏ—ＣＨ２－－ＣＨ－－Ｒ　Ｏ”　】ｌ　图２水性环氧丙烯酸酯（ＥＡ）两步合成工艺路线　Ｆｉｇｕｒｅ　２　Ｔｈｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ　ＥＡ　ｂｙ　ｔｗｏ　ｓｔｅｐｓ　针对普通环氧丙烯酸酯黏度大、漆膜脆性高、　柔韧性不佳的缺陷，陈尊等人ｌ】　用环氧稀释剂己　二醇缩水甘油醚降低树脂黏度：先用双酚Ａ型环氧　树脂与丙烯酸反应，用Ｎ，Ｎ一二甲基苄胺（ＤＭＢＡ）　催化，于８５～９５℃反应４　ｈ；降温至６５℃，加入马　来酸酐反应１．５　ｈ，制得环氧丙烯酸酯。加入环氧稀　释剂降低黏度，　树脂：ｍ稀释剂＝２：１时，降黏率为　９９．７６％，１００％固含量树脂黏度由１００　０００　ｍＰａ・Ｓ　以上降至３　４７０　ｍＰａ・ｓ。　２．１＿３聚酯丙烯酸酯类（ＰＥＡ）　部分使用偏苯三甲酸酐或均苯四甲酸酐与二元　醇反应，制得带有羧基的端羟基聚酯，再与丙烯酸反　应，制得带羧基的聚酯丙烯酸酯树脂，经氨或有机胺　中和成羧酸铵盐，制得水性聚酯丙烯酸酯低聚物。　Ｌｏｕｔｚ等人ｎ　］用不同多元醇和多元酸合成了一　种聚酯丙烯酸酯，其相对分子质量在６４０　３　０００之　间，含６％一７％的亲水性基团，树脂有较好的水溶性，　漆膜耐水性与耐溶剂性佳。苏琳等人＿１　用酸酐与羟　基、环氧基与羧基的交替开环聚合形成超支化聚酯　大分子，其末端含羟基和羧基，与甲基丙烯酸缩水　甘油酯（ＧＭＡ）反应后中和，即可制得可ｕｖ固化的　水性超支化聚酯。研究表明：超支化聚酯的水溶性　随末端羧基含量的增多而增大，光固化速度与末端　的丙烯酰基团官能度有关。水作为溶剂引入１０％后，　可将树脂黏度从６　５００　ｍＰａ・ｓ降低到３　２００　ｍＰａ・ｓ。　第１０期　苟小青，等：水性ｕＶ涂料的应用与研究进展　２．１．４丙烯酸酯化聚丙烯酸酯　一类，优点是其副作用较少。适合水性ｕＶ体系的氟碳　类流平剂有：ＥＦＫＡ３０３４、３５７０、３７７２（３７７２使用前　般第１步合成一种带羧基的丙烯酸大分子，第　２步用甲基丙烯酸缩水甘油酯（ＧＭＡ）等与部分羧基　反应引入双键使其具有光固化活性；加胺中和剩余　羧基，使低聚物具有亲水性。　２．２光引发剂　需用１０％胺类预中和）。针对两大类流平剂各自的特　点，建议在配方中配合使用，在促进涂料对底材的润　湿、渗透，避免和解决缩孔、凹穴等表面缺陷方面产　生良好的协同效应。　水性ｕＶ体系要求光引发剂在水相介质中稳定分　对于水分散与水溶液体系，流平剂在加水分散　散，且与水性低聚物有良好的相容性，同时保持自身　有较高的光活性与引发效率，并且低挥发、无毒、无　味、无色等。　在水分散与水溶液体系中，光引发剂应具有一　定水溶性。针对这一要求，近几年研发人员开发了　数种引发剂，已商业化生产的有：Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ　２９５９、　Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ　ＢＴＣ、Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ　ＢＰＯ、Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ　ＡＢＰ、　Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ　ＱＴＣ等…ｏ　上述水溶性引发剂同样适用于乳液体系中，同　时传统溶剂型光引发剂１１７３、１８４等也可使用，方法　是先将光引发剂与溶剂型大分子物理混合（１８４需先　用乙二醇丁醚１：１溶解），再加人乳化剂与水分散乳　化，光引发剂与溶剂型大分子组成油相体系，被同时　含疏水与亲水基团的乳化剂稳定包裹在水相中，不　会析出分离。　２．３助剂　水的表面张力较大（７２　ｄｖｎｅｓ・ｃｍ－　），导致了水性涂　料在一般表面张力较低的塑料器件（３５－．４５　ｄｙｎｅｓ・ｃｍ－　）、　铁板（４６　ｄｙｎｅｓ・ｃｍ　）等基材上难以充分润湿铺展，　容易产生缩边、凹坑、橘皮等弊病，这时亟需加入流　平剂与润湿剂降低体系的表面张力。　流平剂是一种低表面张力、低　的表面活性剂，　极少加入量（１％ｏ～１％）即可大大降低体系的表面张　力，使漆膜均匀铺展在基材表面；同时流平剂较低　的　使其较易上浮并富集在漆膜表面，使漆膜手感　光滑，光泽度高。　常用的流平剂一般有有机硅类和氟碳改性类两　大系列，前者自身表面张力较低，能提供较为优异的　流平性与基材润湿性，副作用是大量使用时有可能　在漆膜表面形成缩孔等缺陷。适合水性ｕＶ体系的有　机硅类流平剂有：ＥＦＫＡ３０３５、３０８５、３５８０等；氟碳　改性类流平剂对漆膜流平作用总体上略差于有机硅　之前或之后加入，其流平效果差别不大。乳液体系　中，流平剂在加水乳化前与树脂混合，有可能使一部　分流平剂在相反转过程中被包裹在油相中，从而减　弱了其流平润湿效果；如果改为加水乳化后期（乳　液相反转以后）加人流平剂，再继续对乳液分散搅拌　２０～３０　ｍｉｎ，可使助剂更为均匀地分散在体系中，通　常这种加入方法流平效果最为理想。　与流平剂类似，润湿剂也是一种低表面张力的　聚合物，其　较高，相对分子质量更大，喷涂后容易　沉降并富集在基材表面，使漆膜更容易润湿基材，并　提高其对基材的附着力。适用于水性ｕＶ体系的润湿　剂有Ｔｅｇｏ　Ｗｅｔ　２４５、２６０、２７０、２８０等。　３水性Ｕｖ涂料的应用　３．１木器涂料　水性光固化涂料在木器和木材涂饰领域有较高　的应用价值，采用低固含量清漆，有优异的木纹展现　性，可增加木质美感。德国Ｖｉａｎｏｖａ　Ｒｅｓｉｎｓ公司生产　的水性ｕＶ涂料已成功用于木器涂装。ＢＡＳＦ公司提　供了一种水性ｕＶ家具漆的配方，如表１所示。　刘国杰等人［１　］认为：与传统水性木器涂料相比，　ｕＶ固化水性木器涂料有ＶＯＣ更低和固化速度更快　的优势，并获得高硬度与柔韧性的兼容；乳化型分　散体的ｕＶ固化速度快，但涂膜较软，自乳化的聚氨　酯丙烯酸酯（ＰＵＡ）水分散体性能优于乳化型分散体，　也优于丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等分散体，并研究发　现水性木器涂料ＵＶ固化过程中不受氧抑制。　刘红波等人［１８　用Ｓａｒｔｏｍｅｒ公司的水性ＰＵＡ制成　一种高耐磨性的木地板亚光涂料，ＰＵＡ树脂、水、纳　米氧化铝、二氧化硅分别为５Ｏ、５０、３、５份，最终漆膜　６０。光泽７３，摆杆硬度０．６０，７５０　ｇ／５００　ｒ磨耗仅０．０１６　ｇ。　上海涂料　第４９卷　张强等人［　研制成一种脂肪族ＰＵ／ＰＡ水性ｕＶ　色漆，以Ｉｒｇａｃｕｒｅ８１９ＤＷ、Ｄａｒｏｃｕｒ２９５９复配作光引发　控，为图案化功能性涂料的制备提供了一种新的技术　途径，并在外观装饰、图案加工、防伪薄膜技术等方　剂，１道１２０　Ｗ／ｃｍ镓灯后，加１道１２０　Ｗ／ｃｍ镓灯／汞　灯，固化效果理想。　表１　ＢＡＳＦ水性ｕｖ家具底，面漆（白）配方　Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ　ＵＶ　ｐｒｉｍｅｒ　ａｎｄ　ｔｏｐｃｏａｔ（ｗｈｉｔｅ）ｆｏｒ　ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ　ｇｉｖｅｎ　ｂｙ　ＢＡＳＦ　底漆（白）　质　白）　质　Ｌａｒｏｍｅｒ　ＵＡ　９０６４　４２．２　Ｌａｒｏｍｅｒ　ＵＡ　９０６４　４４．５　ＤＳＸ１５５０　０＿３５　ＤＳＸ　１５５０　０．３５　Ｅｆｋａ２５８０　０－３５　Ｅｉｋａ２５８０　０．３５　Ｅｆｋａ６２２Ｏ　１．４　Ｅｆｋａ６２２０　１．４　Ａｃｅｍａｔｔ　ＴＳ　１０ｏ　０．７　Ａｃｅｍａｔｔ　ＴＳ　１００　０．７　滑石粉　３．５　滑石粉　３．６　ＢｌａｎｃｆｉｘＮ　１３．６　ＢｌａｎｃｆｉｘＮ　１４　Ｌｕｃｏｎｙｌ　ＮＧ　Ｗｈｉｔｅ　００２２　６．８　Ｌｕｃｏｎｙｌ　ＮＧ　Ｗｈｉｔｅ　０ｏ２２　７．３　Ｉｒｇａｃｕｒｅ　８１９　ＤＷ　Ｏ．３５　Ｉｒｇａｃｕｒｅ　２１００　０．４　乙二醇丁醚）　，　１‰　１．６　乙二醇丁醚）　…　．７　Ｅｆｋａ　３５８０　０－３５　Ｅｆｋａ　３５８０　０．５　Ｉ．Ａｉ／＇ｏｍ￣ｒＬＲ　８９８２　６．８　Ａｑｕａｃｅｒ　５９３　２；１　水　２２　水　２３．１　总计　１００　总计　１ｏｏ　３．２纸张上光油　水性ｕＶ涂料在纸张上光油上开发应用较早，用　水稀释避免了溶剂及活性稀释剂对人体接触的伤害，　实现了低ＶＯＣ，同时易于纸张的回收再加工，实现了　绿色环保的目标，因此具有广阔的市场前景。目前我　国陕西方正油墨化工公司、福建洪洋集团公司等都　有商业化产品可供使用。　张恒等人［２０］用自制的环氧丙烯酸酯树脂研制了　一种水性ＵＶ纸张上光油，配方包括６２％　７０％的ＥＡ　预聚体、１％光引发剂２９５９、２．５％～３％的助溶剂乙醇　等，ｕＶ固化４￣６　Ｓ后，漆膜６０。光泽９１　９４，铅笔硬　度３Ｈ。　３．３其他　姚伯龙等人ｌ２　］通过在水性ｕＶ体系中加入功能　性烯类添加剂，固化后漆膜表面得到了不同的图案，　并分析推测出该涂层表面的图案可能是基于水性活　性聚合物与功能性添加剂间的特殊作用力经组装而　得的规整有序的排列结构而形成。不同的聚合物有　序结构呈现不同的图案，并且重复性好，实现图案可　面有应用前景；同时，基于结构与图案间的对应关系，　该制备技术也可为新结构材料获取、分子设计、分子　器件和相关技术、电子信息材料制造等方面提供新的　思路。　隔热涂料的开发是目前涂料行业的研究热点之　一。杜郑帅等人＿２　］利用先超声波分散再球磨分散的　方式，在水性ＵＶ体系中加入了自制的隔热纳米粉　体，制成一种纳米透明隔热涂料。研究发现：隔热粉　体适宜用量为４．２％，涂层厚度８　ｍ，涂层玻璃的可　见光透过率达８０％，涂层玻璃比空白玻璃在平衡时　的温度降低１０￣Ｃ以上，具有良好的隔热效果，并有　很好的硬度、耐磨性、耐水性等。　４水性ＵＶ涂料的最新进展　４．１特殊功能基团的引入　低聚物合成过程中引入硅氧烷、氟类等功能基　团［１１－１２］可以提高漆膜的耐热性，降低漆膜表面张　力，使其更好地在基材表面润湿展布，进而提高漆膜　与基材之间的附着力等；同时由于这类功能基团具　有疏水性，对漆膜的耐水性与耐溶剂性有较大改善。　４．２双重固化体系　ｕＶ固化涂料在有色体系与厚涂层中较难固化，　同时在立体复杂器件上由于紫外光辐照不完全引起　局部固化困难。针对水性ｕＶ涂料的这些局限性，研　发人员开发了多重固化体系，例如印刷电路板、光刻　胶、阻焊油墨领域中的光固化／热固化、光固化，缩　聚等，极大地拓宽了水性ｕＶ涂料的应用领域。　４．３超支化体系　部分水性ＵＶ树脂由于羧基含量较多，相对分子　质量较传统ｕＶ低聚物大，导致乳液（分散体）体系黏　度较大，施工固含量较低，影响了漆膜最终的丰满度、　光泽、耐水性等。超支化体系的大量反应型官能团提　高了固化交联密度，有利于改善涂膜耐水性［１６，：　；　同时分子间不易缠绕的特点赋予低聚物相对分子质　量大而体系黏度低的特点，有利于改善涂膜流平性，　并且能有效地提高固含量与漆膜的光泽度和丰满度。　第１０期　苟小青，等：水性ｕｖ涂料的应用与研究进展　５结语　随着人们对环境保护的日益重视，一些使用传　统涂料的领域会由于更严格的环保法规而倾向于使　高分子材料科学与工程，２００８（３）：７１—７４　１Ｏ魏丹，等．多重交联紫外光固化水性聚氨酯涂料［Ｊ］．涂料工业，　２００８（５）：４—７　１１潘学梅，邓瑾妮，武元鹏，等．可光固化水性含氟聚氨酯丙烯酸酯　用低ＶＯＣ、快速固化的水性ｕＶ涂料。在科研人员不　的合成及其性能的研究［Ａ］．第３届塑料涂料及涂装技术研讨会　断的深入研究和努力开发下，水性ｕＶ涂料的性能将　论文集［ｃ］，２００９：１５０—１５３　不断提升，其应用领域也将进一步拓展。　１２　Ａｈｎａ　Ｂ　Ｕ，Ｌｅｅ　Ｓ　Ｋ，Ｌｅｅ　Ｓ　Ｋ，ｅｔ　ａ１．ＵＶ　Ｃｕｒａｂｌｅ　Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓ　ｆｒｏｍ　Ｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎａｔｅ　ａｎｄ　Ｏｒｇａｎｏｓｉｌａｎｅ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　参考文献　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ，２００８（６２）：２５８—２６４　１金养智．水ｌ陛光固化涂料［Ｊ］．涂料工业，２００６（６）：５４—５７　１３庄宏清，肖华．ｕＶ固化水性环氧树脂的合成研究［Ｊ］．热回性树脂，　２　Ｏｄｅｂｅｒｇ　Ｊ，Ｒａｓｓｉｎｇ　Ｊ，Ｊｏｎｓｓｏｎ　Ｊ　Ｅ，ｅｔ　ａ１．Ｗａｔｅｒ—Ｂａｓｅｄ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　２００８（５）：１４—１８　Ｃｕｒａｂｌｅ　Ｌａｔｅｘｅｓ［Ｊ］．Ｊ．Ａｐｐ１．Ｐｏｌｙｍ．ｓｃｉ．，１９９６，６２（２）：４３５—４４５　１４陈尊，侯有军，曾幸荣，等．高固低黏水性紫外光固化环氧丙烯酸　３　Ｄｅｃｋｅｒ　Ｃ，Ｍａｓｓｏｎ　Ｆ，Ｓｃｈｗａｌｍ　Ｒ．Ｄｕａｌ－Ｃｕｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ　酯的合成及性能［Ｊ］．化工新型材料，２０１０（２）：１０４—１０８　Ｕｒｅｔｈａｎｅ—Ａｃｒｙｌａｔｅ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｂｙ　ＵＶ　ａｎｄ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ［Ｊ］．　１５　Ｌｏｕｔｚ　Ｊ　Ｍ，Ｐｅｅｔｅｒｓ　Ｓ，Ｌｉｎｄｅｋｅｎｓ　Ｌ．Ｅｕｒ．Ｃｏａｔ．Ｊ．．１９９９（９）：６－９　Ｍａｅｒｏｍｏｌ　ＭａｔｅｒＥｎｇ．，２００３，２８８（１）：１７—２８　１６苏琳，姜浩，罗凯，等．ｕＶ固化水性高支化聚酯［Ｊ］．热固性树脂，　４李树英，等．紫外光固化水性树脂的研究与应用［Ｊ］．高分子通报，　２００４，１９（２）：１７—２０　２００７（７）：４Ｓ一４９　１７刘国杰．ｕＶ固化水性木器涂料的性能及影响因素［Ｊ］．中国涂料，　５　Ｋｉｍ　Ｊ　Ｗ，Ｓｕｈ　Ｋ　Ｄ．Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｆｏｒ　Ａｑｕｅｏｕｓ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｏｆ　２０１０（６）：１８—２３　Ｕｒｅｔｈａｎｅ　Ａｃｒｙｌａｔｅ　Ｃａｔｉｏｎｏｍｅｒ［Ｊ］．Ｍａｃｒｏｍｏ１．Ｓｃｉ．Ｃｈｅｍ．，１９９８，Ａ３５　１８刘红渡．耐磨紫外光固化水性木器涂料的研究［Ｊ］．中国涂料，　（９）：１　５８７—１　６０１　２００９，２４（６）：２１—２３　６　Ｈｓｉｅｈ　Ｋ　Ｈ，Ｋｕｏ　Ｃ　Ｈ，Ｄａｉ　Ｃ　Ａ，ｅｔ　ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　Ｋｉｎｅｔｉｃ　Ｓｔｕｄｉｅｓ　１９张强，曹培钧．脂肪族木器漆ＰＵ／ＰＡ有色水性ｕｖ配方设计与性能　ｏｆｕＶ—Ｃｕｒａｂｌｅ　Ｕｒｅｔｈａｎｅ　Ａｃｒｙｌａｔｅｓ［Ｊ］．Ｊ．Ａｐｐ１．Ｐｏｌｙｍ．ｓｃｉ．，２００４，９１　调节［Ｊ］．涂料技术与文摘，２０１０（５）：１５—１７　（５）：３　１６２—３　１６６　２０张恒，杨卓如．ｕＶ固化纸张水性上光油的研究［Ｊ］．合成材料老化　７　Ｋｉｍ　Ｊ　Ｗ，Ｓｕｂ　Ｋ　Ｄ．Ｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　Ｕｒｅｔｈａｎｅ　Ａｃｒｙｌａｔｅ　Ａｎｉｏｎｏｍｅｒ　与应用，２００６（３）：３５—３６　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｄｉｍｅｔｈｙｌ０ｌｐｒｏｐｉｏｎｉｃ　Ａｃｉｄ：Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　２１姚伯龙，杨同华，罗凯，等．水性ｕＶ图案化功能涂膜技术研究［Ｊ］．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｔａｔｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　涂料工业，２００７（１１）：１－３　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９８，６９（６）：１　０７９—１　０８８　２２杜郑帅，罗侃，焦钰，等．水性紫外光固化纳米透明隔热涂料的研　８韩仕句，金养智．紫外光固化水性聚酯型聚氨酯丙烯酸酯的合成及　制［Ｊ］．化工新型材料，２０１０（１）：５８—６０　性能［Ｊ］．北京化工大学学报，２００１，２８（４）：１９—２２　２３苏正林，罗凯，王跃川．水性超支化聚酯的光固化性能［Ｊ］．辐射　９魏燕彦．水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的干燥与固化过程［Ｊ］．　固化通讯，２００４（３）：１８—１９　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ　ＵＶ－Ｃｕｒａｂｌｅ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　ＧＯＵ　Ｘｉａｏ－ｑｉｎｇ，ＧＵ　Ｂｉｎ，ＳＨＥＮ　Ｘｕｅ－ｆｅｎｇ　（ＣＮＯＯＣ　Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｐａｉｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，２１３０１６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｗａｔｅｒｂＯＩＴｌｅ　ＵＶ—ｃｕｒａｂｌｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｃｏｍｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｃｕｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅｉｒ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｉｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ—ｆｉｒｅｎｄｌｙ　ａｎｄ　ｈｉｇｈｌｙ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ＵＶ—ｃｕｒａｂｌｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ　ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ　ａｎｄ　ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　ｗｅｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｆｅｌｄ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ　ＵＶ－ｃｕｒａｂｌｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｅｎｄｅｎｃｙ　ｏｆ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｚｅｄ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ　ＵＶ－ｃｕｒａｂｌｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ；ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ａｃｒｙｌａｔｅ；ｗｏｏｄ　ｃｏａｔｉｎｇｓ；ｌｅｖｅｌｉｎｇ　ａｇｅｎｔ