紫外光固化(UV)樹脂是一種分子量相對較低的感光性樹脂,具有可進行光固化反應的基團,如各類不飽和雙鍵或環氧基等。
它是光固化產品(UV涂料、UV油墨、UV膠粘劑等)的主體組成,它的性能基本上決定了固化后材料的主要性能。目前國內光固化樹脂主要有環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂、氨基丙烯酸樹脂和光成像堿溶性樹脂。
1、聚氨酯丙烯酸樹脂這也是目前應用廣泛,用量大的光固化樹脂。聚氨酯丙烯酸樹脂由于具有較佳的綜合性能,如固化膜有優異的耐磨性和柔韌性、良好的耐化學藥品性、抗沖擊性和電性能、對塑料等基材有較好的附著力等,因此廣泛地用于光固化紙張、木器、塑料和金屬涂料和光固化油墨、光固化膠粘劑。2、聚酯丙烯酸樹脂也是較常用的光固化樹脂。由于樹脂具有低氣味、低刺激性、較好的柔韌性和顏料潤濕性,常配合環氧丙烯酸樹脂和聚氨酯丙烯酸樹脂用于光固化色漆和光固化油墨中。3、氨基丙烯酸樹脂由于樹脂固化后具有耐熱性和耐候性好,良好的耐化學藥品性,硬度高等特點,常配合環氧丙烯酸樹脂和聚氨酯丙烯酸樹脂用于光固化涂料和油墨中。4、光成像堿溶性樹脂是專用于光成像液態抗蝕油墨和光成像液態阻焊油墨的樹脂,含有羧基,可以用堿水顯影成像,固化膜有優異的電性能、耐化學藥品性和耐熱性。主要品種有馬來酸酐共聚物、酸酐改性的環氧丙烯酸樹脂。UV固化樹脂主要由三個部分組成:(1)光活性預聚體,分子量一般在1000~10000之間,預聚體的合成是光敏技術的核心技術;(2)活性稀釋劑,即帶有不飽和雙鍵的簡單化合物,最常用的是丙烯酸酯類化合物,主要對樹脂體系起改善綜合性能、提高固化速度、增強流變性等作用;(3)光敏劑;常用的有安息香醚類,二苯甲酮、某些疊氮化合物等,用量一般不超過5%。其作用是在UV激發下產生自由基,從而引發不飽和基團的聚合.上述三組分形成UV固化樹脂體系,在紫外光作用下發生化學反應,形成交聯狀的固化產物。此外,,根據需要在樹脂體系中還可以加入增塑劑、熱穩定劑、流平劑等,由于體系中無惰性溶劑,因此對環境不產生污染。基質樹脂是光敏涂料中最重要的成分之一。涂層最終的性能,如硬度、柔韌性、耐久性及黏附性等,在很大程度上與樹脂有關。目前報道較多的基質樹脂是含雙鍵預聚物。紫外固化的環氧丙烯酸酯是附著力、耐化學性、強度均較優良且用量較大的光敏預聚物之一,適用于多種類型的光固化涂料。雙酚A環氧丙烯酸酯基質樹脂價格低廉、光活性高,但成膜后脆性較大。光固化樹脂應是帶有可聚合基團的聚合物,該聚合物是制備光固化樹脂基復合材料的基礎。不飽和聚酯是由不飽和二元酸(或酸酐)與飽和二元酸(或酸酐)相混后與二元醇反應生成的線型聚酯。用活潑的乙烯基單體與線形樹脂中的不飽和乙烯基單體共聚,可交聯固化成體型結構。但該縮聚反應溫度高、時間長,其應用受到一定的限制。第二代光固化齊聚物是丙烯酸酯體系。這類聚合物在一些預聚物的末端通過丙烯酸酯化引入雙鍵作為交聯反應的官能團,反應活性高,品種多。常用的丙烯酸酯有聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯及三聚氰胺丙烯酸酯等。迄今為止,國內外對光固化涂料的研制工作大都是針對此類體系進行的,特別是聚氨酯丙烯酸酯。(1)聚氨酯丙烯酸酯用異氰酸酯改性的丙烯酸酯,如甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸羥乙酯,與順丁烯二酸酐反應后,用HDI改性制得聚氨酯丙烯酸酯樹脂。該樹脂耐磨性好,隨分子質量的增大和分子中含有的光反應性基團的增加,其固化速度加快。聚氨酯丙烯酸酯反應活性高、固化速率快,具有優異的附著性、柔韌性、抗化學品性、彈性和耐磨性等,常用于PVC、木地板、木器罩光、印刷油墨以及黏結劑等高要求的領域聚氨酯丙烯酸酯的缺點是價格相對較高。(2)環氧丙烯酸酯環氧丙烯酸酯是由丙烯酸或甲基丙烯酸與環氧樹脂(主要是雙酚A型環氧樹脂)反應而得。環氧樹脂是一種用途很廣的原材料,其中有多種極性基團和活性很大的環氧基,對表面活性高的材料有很強的粘接性,且固化時基本上無低分子揮發物產生,膠層體積收縮率小,其性能優于不飽和聚酯樹脂,所得環氧丙烯酸酯既保持了環氧樹脂的優良特性,又具有很強的光活性,廣泛用于輻射固化涂料。由于雙酚A型環氧樹脂的黏度較高,影響涂料的施工黏度和流變性,因此需對其進行改性。(3)環氧丙烯酸酯的改性多集中于酸或酸酐改性目前的改性方法主要有:引入柔性長鏈,克服環氧樹脂的脆性;引入不飽和鍵,提高光固化速率;增加齊聚體的相對分子質量,減小固化時的收縮率等。