水性UV固化技術(shù)是UV固化技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)新的重要分支，已在木器涂裝和印刷領(lǐng)域得到應(yīng)用,百川小編在本文闡述了實(shí)踐中需要注意的4個(gè)問(wèn)題，有助于改善該技術(shù)的應(yīng)用效果。 

1·影響因素

1.1 樹(shù)脂

水性UV固化樹(shù)脂就是將現(xiàn)有UV樹(shù)脂中加入可乳化基團(tuán)，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是樹(shù)脂分子中既有可進(jìn)行自由基光固化的不飽和基團(tuán)如丙烯酸酯，又有可在水中乳化或相容的基團(tuán)，而樹(shù)脂主體可以是聚酯、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丙烯酸酯等類(lèi)型。雙鍵類(lèi)型及其含量是影響固化速度和交聯(lián)密度的決定因素。各種雙鍵官能團(tuán)的反應(yīng)活性一般按以下順序升高：乙烯基醚<烯丙基<甲基丙烯酰基<丙烯?；?。因此一般以引入丙烯?；鶠橹?，使樹(shù)脂具有較快的固化速度。不同結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂主鏈也對(duì)固化速度和成膜性能具有不同影響，這與UV固化技術(shù)的普遍規(guī)律一致。

值得一提的是可乳化單體，如乙氧基化(15)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(15EO-TMPTA)具有良好的水油平衡性能，能有效提高水性UV配方的穩(wěn)定性，提高固化速度和成膜交聯(lián)密度，是較好的交聯(lián)劑組分。

1.2 顏料

在有色配方中，顏料與光引發(fā)劑競(jìng)爭(zhēng)吸收紫外光，這將會(huì)影響光引發(fā)劑對(duì)于光的利用率，并進(jìn)而影響能夠生成的自由基的濃度，降低自由基引發(fā)速度和交聯(lián)固化速度。不同顏料對(duì)不同波長(zhǎng)的光線有不同的吸收率和透過(guò)率，顏料的吸收率越小，光透過(guò)率越大，對(duì)光能的損失越少。炭黑的紫外線吸收能力較高，固化得最慢，白色顏料反光性強(qiáng)，也妨礙了固化。一般而言，對(duì)紫外光的吸收順序?yàn)椋汉谏?gt;紫色>藍(lán)色>青色>綠色>黃色>紅色。 當(dāng)顏料的用量過(guò)大時(shí)，漆膜表層的固化受到的影響不大，但是深層得到的光能量很少，漆膜深層的固化受到較大影響，易產(chǎn)生“皺皮”現(xiàn)象，并難以附著。

特別需要注意的是顏料在水性體系中的潤(rùn)濕分散性不同于油性體系，因此，選擇顏料的型號(hào)和相應(yīng)的潤(rùn)濕分散劑是配制水性UV涂料的關(guān)鍵點(diǎn)之一，這方面水性涂料積累的經(jīng)驗(yàn)更具有參考價(jià)值。

1.3 光引發(fā)劑

光引發(fā)劑的作用是在其吸收紫外光能后處于激發(fā)態(tài)，不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)產(chǎn)生自由基，從而引發(fā)不飽和C=C 鍵聚合，使體系交聯(lián)固化成一整體。根據(jù)光源發(fā)射的主波長(zhǎng)和顏料(涂料配方)的最大透過(guò)的波長(zhǎng)窗口區(qū)，選擇有效吸光波長(zhǎng)符合上述范圍的光引發(fā)劑，將會(huì)產(chǎn)生最有效的能量利用效率和最佳固化速率。

光引發(fā)劑必須具有與水性UV固化體系一定的相容性和低的水蒸氣揮發(fā)度，以使光引發(fā)劑得以保留。否則，在干燥的過(guò)程中，光引發(fā)劑會(huì)隨著水蒸氣一起揮發(fā)掉，降低固化效率，如1173 的相對(duì)分子質(zhì)量較小，容易揮發(fā)，不適合在水性UV 涂料配方中使用。具有不同的吸收波長(zhǎng)的光引發(fā)劑，他們的配合使用可以充分吸收汞燈發(fā)射的各種波長(zhǎng)的紫外線，提高紫外光輻射能量的利用率，提高漆膜的固化速率。配方中復(fù)合光引發(fā)劑的含量要適量，過(guò)低含量不利于同顏料的吸收競(jìng)爭(zhēng)甚至不能足夠克服氧阻聚效應(yīng)，不能產(chǎn)生足夠自由基，交聯(lián)度不足，直觀表現(xiàn)為漆膜發(fā)粘;過(guò)高含量時(shí)，光引發(fā)劑自身產(chǎn)生光過(guò)濾作用，光線不能順利地進(jìn)入涂層內(nèi)部，不利于深層固化，過(guò)多非固化游離分子也會(huì)使固化膜性能降低。

關(guān)于光引發(fā)劑的溶解性，膠束相容原理是水性UV涂料配制的基礎(chǔ)之一，例如光引發(fā)劑184、2959、907 等都可以膠束相容的形式穩(wěn)定在有機(jī)相中，而不是溶解于水相。在光引發(fā)劑分子中加入水溶性聚醚基團(tuán)、水溶性陽(yáng)離子、陰離子端是提高光引發(fā)劑在配方中相容性的好辦法[3]，但水溶性光引發(fā)劑的制造有一定難度，增加了使用成本，要視產(chǎn)品附加值和配方形式選擇。另外，將光引發(fā)劑連接到樹(shù)脂側(cè)鏈也是改善光引發(fā)劑使用效果的優(yōu)選方式，這兩方面都有大量的學(xué)術(shù)研究報(bào)道。

1.4 預(yù)干燥

光固化前的預(yù)干燥程度對(duì)固化膜性能的影響很大，干燥不完全時(shí)，減緩光固化速度，這是因?yàn)?，盡管水對(duì)抑制氧的阻聚作用有一定的效果，但是這只能使墨膜表面迅速固化，即只是表干，而不能達(dá)到實(shí)干，由于膜內(nèi)含有的水難以逸出，使固化膜難以成為均勻、連續(xù)相，表現(xiàn)為發(fā)白不透明。水的存在，使膜溫度較低，不利于提高凝膠轉(zhuǎn)化率，膜附著性不好。所以配方水含量的控制不只是配方穩(wěn)定性的要求，還要考慮烘干效率。

2·市場(chǎng)與展望

從材料研究到配方和應(yīng)用研究，歐洲市場(chǎng)走在了前面，水性UV 產(chǎn)品也在木器涂裝領(lǐng)域得到應(yīng)用和認(rèn)可，在紙張和塑料上的應(yīng)用還不夠普及，印刷方面，水性UV涂料早已進(jìn)入中國(guó)印刷市場(chǎng)，但使用量還是比較少。隨著用戶(hù)對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，水性UV涂料將是UV領(lǐng)域未來(lái)的一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)，在木器涂裝、食品包裝印刷領(lǐng)域大有作為。