輻射固化市場近年來有了長足的發(fā)展，輻射固化已經(jīng)應(yīng)用在很多領(lǐng)域，比如光電子、涂料、油墨等行業(yè)，以取代傳統(tǒng)的熱處理的溶劑型涂料、油墨和膠黏劑。本文的重點(diǎn)是輻射固化產(chǎn)品中的紫外光(UV)固化涂料，它是輻射固化技術(shù)最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

UV固化涂料技術(shù)最重要的優(yōu)勢在于更高的生產(chǎn)效率和更低的能耗，快速的固化速度，室溫環(huán)境下的操作，盡可能低的VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)，高質(zhì)量的最終產(chǎn)品。對于其最終應(yīng)用領(lǐng)域而言，在美國最大的應(yīng)用領(lǐng)域是印刷，包括印刷油墨和套印油墨，其次是工業(yè)涂料、光電子和膠黏劑。在歐洲最大的應(yīng)用領(lǐng)域是木器涂料和家具涂料，然后是印刷油墨。在日本，最大的應(yīng)用領(lǐng)域是電子和光纖，其次是印刷油墨和膠黏劑。

早在20世紀(jì)70年代初，我國就開始了對UV固化涂料的研究。上海、北京建立了幾條家具UV固化涂料生產(chǎn)線，但因原材料缺乏、光源和固化設(shè)備不配套而下馬。UV固化涂料在我國真正的發(fā)展始于20世紀(jì)90年代，二十多年來，這一領(lǐng)域中的研究與產(chǎn)品品種得到了長足的發(fā)展，已形成了產(chǎn)業(yè)規(guī)模。1993年，我國正式成立了輻射固化分會，在亞洲是僅次于日本擁有此協(xié)會的國家，現(xiàn)已有會員單位200多個(gè)。我國已成為僅次于美國和日本的UV固化產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用大國。

在過去的幾年中，我國UV固化涂料在光纖涂層、CD涂層/DVD黏合劑、信用卡、木材、飲料罐、食品包裝、雜志封面、醫(yī)療器械和汽車行業(yè)中均獲得十分迅速的發(fā)展。但對UV固化防腐涂料的研究還很少，只有王德鋒等人報(bào)道了UV固化防腐涂料的研制。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年生產(chǎn)的鋼鐵有30%遭受腐蝕，其中10%的鋼鐵將變成廢鐵。金屬腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失在英國每年達(dá)幾億英磅，在美國約占國民生產(chǎn)總值的4.2%，在我國約占國民生產(chǎn)總值的4%，超過了火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震造成損失的總和。UV固化技術(shù)由于其環(huán)保、低能耗、固化速度快等特點(diǎn)，將其應(yīng)用到金屬防腐領(lǐng)域，具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義，能大大提高耐腐蝕產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、降低成本、改善對環(huán)境的污染等。2·UV固化涂料在金屬防腐蝕應(yīng)用中存在的問題

在目前市場上，使用在金屬防腐方面的UV固化涂料還較少，但在輕防腐重裝飾的部分領(lǐng)域，如金屬標(biāo)牌裝飾、易拉罐加工、金屬飾板制造、鋁合金門窗保護(hù)及鋼管臨時(shí)涂裝保護(hù)等方面，UV固化涂料有較廣泛的應(yīng)用。

UV固化涂料在金屬防腐蝕應(yīng)用中面臨的首要問題就是附著力問題。一般UV固化涂料的涂層對金屬的附著力不佳，若未添加特殊功能的附著力促進(jìn)劑，常規(guī)UV固化涂料很難獲得較理想的附著力。其次是涂層的固化問題。這是由于防腐涂料體系中加有較多的顏填料，它們具有強(qiáng)烈的吸光和反射作用，很多對光引發(fā)劑有效的紫外射線被屏蔽掉，導(dǎo)致體系固化速率大大降低，甚至不固化，要達(dá)到高遮蓋力較難。本文將著重對以上兩點(diǎn)進(jìn)行分析，提出合理的解決方案，希望以此促進(jìn)UV固化涂料在金屬防腐蝕領(lǐng)域的應(yīng)用研究。

2.1UV固化涂料在金屬基材上的附著力問題

涂料附著力形成機(jī)理一般是由以下理論表述：第一，潤濕性和表面能;第二，界面熱力學(xué);第三，接觸角和臨界表面張力。也可以簡單地表述為當(dāng)不相似的兩種材料達(dá)到“緊密”接觸時(shí)，在空氣中的兩個(gè)自由表面消失，形成新的界面。界面相互作用的性質(zhì)決定了涂料和底材之間成鍵的強(qiáng)度，這種相互作用的程度基本由一相被另一相的潤濕性決定，使用液體涂料時(shí)，液相的流動(dòng)性也有很大幫助，因此潤濕可被看作涂料和底材的密切接觸。為了保持涂層與底材的附著力，除了保證初步的潤濕外，在涂膜形成后的完全潤濕和固化后仍保持鍵合情況不變是很重要的。

UV固化涂料與傳統(tǒng)的熱固化或自干涂料相比，具有固化快、污染少、節(jié)能及適合流水線生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但是其對金屬基材的附著較為困難。這是因?yàn)椋阂环矫鎁V固化涂料的固化速度快，而且丙烯酸酯類單體聚合時(shí)體積收縮過大，使得固化時(shí)漆膜產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力來不及釋放;另一方面金屬基材與涂料之間物理化學(xué)作用的形成較為困難，沒有非金屬基材容易。通常情況下，通過添加各種助劑來改善涂膜與基材之間的附著力，但對于比較特殊的金屬基材來說，則需要綜合考慮影響附著力的各種因素。

2.1.1主體樹脂的選擇

隨著UV固化產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，光活性齊聚物的種類也層出不窮，主要有：

不飽和聚酯(unsaturated poly ester，UPE)：這是最早用于光固化材料的低聚物，由于其光固化速度慢，表干性能差，涂層不夠柔軟，聚酯主鏈上大量酯基耐酸堿性差，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。

環(huán)氧丙烯酸酯(epoxy acrylate，EA)：這是目前應(yīng)用最廣泛、用量最大的光固化低聚物，按結(jié)構(gòu)類型不同，可分為雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧化油丙烯酸酯和改性環(huán)氧丙烯酸酯。