离型纸用UV固化有机硅涂层的研制(4)
本课题旨在研究一种涂覆在离型纸表面的有机硅涂层的研制，其机理就是紫外光固化。离型纸最核心的部分就是纸上面的涂层，涂层的性能直接关系到离型纸的性能。目前国生产离型纸的厂家规模较小，都是采用传统的热固化方式。热固化，就是在普通离型原纸上淋膜或涂上一层中间层（防渗层），待干燥后再涂上一层含有溶剂的有机硅树脂，然后将涂布好的纸通过逐级升温的烘箱中进行固化，制得离型纸。传统的热固化有很多缺点：固化时有大量毒性溶剂挥发，对环境污染严重；溶剂的挥发对涂层的性能有一定的影响；能源浪费严重，固化效率低；固化装置占据大量空间，给生产带来不便。此外，生产文护的成本也比较高。然而，采用紫外光固化的方式制得涂层，具有固化时间极短，同基材有良好的附着力。
综合紫外光固化制的涂膜方式的优异性，再加上，目前国内离型纸用涂层的紫外光固化研究还很少。因此，本课题正是基于寻找一种既能在实验室阶段有较好的实验结果，同时又希望在工业上得到广泛推广的紫外光固化的离型纸涂层，解决目前国内高档离型纸依赖于进口这一问题。因此，希望通过紫外光固化的方法制备高性能离型纸，尽量早日解决上述问题。
1.5 紫外光固化
1.5.1 紫外光固化机理简介
紫外光固化(UV固化)技术是辐射固化技术的一种，是一种快速发展的“绿色”新技术。有诸多优点：如节能、无污染、高效、性能优异、固化设备体积小、投资少等[4]。目前，紫外光固化技术主要应用于涂料行业，在皮革涂饰剂中的应用尚无前例。将紫外光固化技术应用于皮革涂饰剂的优点在于可以使涂饰薄膜具有优异的光泽度和手感，另外可以提高薄膜的交联程度，从而改善涂层的强度、耐水性、耐溶剂性和粘着力等性能，而且避免了使用甲醛交联剂。
紫外光固化涂料(UVCC)大多数采用自由基光聚合和阳离子光聚合两种光固化机理。按光固化机理分类，光固化涂料大体可分为自由基聚合型、自由基加成聚合型、离子聚合型、配位聚合型及酸固化等类型，其中研究较多的为自由基聚合型和阳离子聚合型。光固化技术的原理，主要是通过紫外光激发光引发剂引起基体树脂聚合，从而达到固化目的。
图 1.1 UV固化皮革涂层制备过程
1.5.2 紫外光胶粘剂的组成
紫外光固化涂层体系一般由四种组分组成即预聚物、稀释单体、光引发剂以及各类添加剂[5]。紫外光固化主要是由光引发剂接受紫外光的能量，形成激发态分子，产生活性中心（一般为自由基或者阳离子），引发不饱和双键或者环氧。基团进行聚合交联反应，完成固化过程。
（1） 预聚物
预聚体是构成胶黏剂的主要成分，胶黏剂固化后的粘结强度、硬度、柔韧性、光学性能和耐老化等基本性能都是有预聚物的性质决定的。另外，预聚物的结构对UV固化的速度也有很大影响。
预聚物通常分为自由基固化型预聚物和阳离子型预聚物。
对于自由基固化型预聚物体系，常用的主要有环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等。
目前，紫外光固化涂料预聚体所采用的主要有环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸酯，而环氧丙烯酸酯是使用量最大[6]。应用范围最广的一种预聚体。环氧丙烯酸酯(EA，epoxy acrylate)是由环氧树脂和(甲基)丙烯酸在催化剂作用下开环酯化制得，它具有固化速度快、附着力强、耐化学品的优异性能。伴随着高新技术的发展和环保要求的提高，EA自身粘度高、不耐高温断裂韧性差和使用稀释单体易造成环境污染的缺点，日益引起人们的关注，因此对EA进行改性以提高其使用性能和对EA进行水性化改造以减少稀释单体的使用具有重要的现实意义。环氧丙烯酸酯具有工艺性能好，粘结强度高、体积收缩率小、耐介质性能良好、电绝缘性能好等特点，是UV固化预聚物的重要品种。但其固化物较脆、耐冲击性能较差、撕裂强度低，需加增稠剂改性。
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