20年专注抗紫外线、抗黄变

 
化学论坛分类:
化学论坛分类: 全部
  • 1
    谈谈裂解型光引发剂的结构及特点(二)
           本文继续简述裂解型光引发剂类别中,各种不同光引发剂的结构及特点。       四、α-羟烷基苯酮。       α-羟烷基苯酮总体具有很高的光引发活性,是目前应用开发最为成功的一类光引发剂。其主要品种有以下几种结构。       结构最为简单的是2-羟基-2-甲基-1苯基-1丙酮(HMPP),商品名有 Darocur1173。常温下呈无色 液体或微黄,最大吸收波长为331mm,是目前国内光固化行业应用最为广泛的光引发剂之一;               另一个产品是1-羟基-环已基苯酮(HCPK),商品名 Irgacure184,产品呈无色粉状结晶,熔点在45~49℃、最大吸收波长为333nm,也具有相当高的光引发活性,同样是国内行业界最常采用的光引发剂之一。这两个光引发剂以其卓越的光引发性能、优良的热稳定性能及其他综合平衡性能而受到用户欢迎。此外,它们作为光引发剂应用在丙烯酸脂体系中,光解时不产生易导致黄变的取代苄基自由基结构,故基本不会导致固化涂层黄变。       HCPK的光化学作用机理如下图:              与苯偶姻醚、DMPA、DEAP及酰基膦氧化物光引发剂相比,α-羟烷基苯酮类光引发剂的激发三线态寿命比较长,容易被苯乙烯等作用较强的单体所猝灭。因此,在不饱和聚酯、苯乙烯体系中,HMPP的光引发效率反而不如苯偶姻醚等传统光引发剂。       五、α-胺烷基苯酮。       α-胺烷基苯酮是一类较新的高活性光引发剂,一般在其苯环对位有强推电子基团,如甲巯基、吗啉基等。该系列光引发剂中最重要的是2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(MMMP,Irgacure907,最大吸收波长为307mm)和2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮(BDMP,Irgacure369,最大吸收波长为324nm)。与前面几类光引发剂相比,尽管这类光引发剂的光化学动力学参数并不总是对它的光引发活性有利,但它们在大多数光固化体系中仍具有很高的光引发效率,最大吸收波长有增加或吸光度增加,而且经常与硫杂蒽酮光敏剂配合,吸光能力进一步加强。由于这两方面特点,a-胺烷基苯酮光引发剂应用于颜料着色体系时能表现出优异的光引发性能。这两个光引发剂也常常被推荐用在附加值较高的光固化油墨配方中。      六、酰基膦氧化物。      芳酰基膦氧化物和芳酰基膦酸酯是一类活性较高、综合性能较好的光引发剂,具有较长的吸收波长为350~380nm,特别适合用于颜料着色体系、层压复合等透光性较差的体系光固化,而且光解产物吸收波长蓝移,具有光漂白效果,故也可用于较厚涂层的固化。同时也说明,这类光引发剂对日光或其他短波可见光敏感,调制配方或贮运时都应注意适当避光。        双苯甲酰基苯基氧化膦是一种比较新型的高效光引发剂,简称BAPO1,原Ciba公司商品名称为 Irgacure 819。产品为黄色粉末,熔点约130℃,最大吸收波长为405nm,在多数丙烯酸酯或低聚物中溶解度不高,HDDA中溶解度只有9% ,一般与其他光引发剂配合使用较多,实际用量往往较低。为改善BAPO1的相容性问题,在膦氧化合物的磷原子上引人长链烷基,即得BAPO2,产品熔点下降,与树脂体系的相容性大为改善。
  • 2
    什么是MS胶?谈谈MS胶及其广泛的应用
           MS胶的全称为硅烷改性聚醚胶,主要是以MS聚合物为基础聚合物,辅以填料、增塑剂及其他功能性助剂而成的单组份或双组份弹性密封胶。       MS胶在装配及建筑领域中的应用具有明显优势。在装配过程中,MS胶可以简化操作过程,缩短工期,提高生产效率,无需底涂,对各种基材有良好的附着力;除了能替代一些热熔胶、改性热熔胶以及特殊的机械紧固方式外,MS胶对操作人员的健康也无影响;MS胶的应用可以降低能耗,室温条件下即可喷胶。如下图是几种密封胶的综合性能对比。       具体分物性差别描述如下:       一、对基材粘接的广泛性。由于MS基础聚合物的低表面能和高渗透力,使MS胶对多数无机、金属和塑料基材均具有良好的湿润能力,并对基材产生良好粘附性。       二、具有不错的表面可涂饰性。普通的硅酮密封胶表面能低,表面基本不能刷漆上色,只能根据用户需求调配成用户所需的颜色;而硅烷改性聚醚胶可刷漆上色,具有较好的可涂饰性。        三、健康环保。传统的密封胶因含有溶剂,会释放出甲醛、VOC等有害物质。MS胶不含甲醛和异氰酸酯,无溶剂、无毒、无味、VOC释放远远低于国家标准,是环保的胶类产品。        四、耐候性好。MS胶的分子结构决定了其不错的耐候性,长期暴露在户外依然可以保持良好的弹性,胶体本身不会产生气泡,不会产生龟裂,粘接强度持久如一,具备良好的触变性和挤出性,适应室外、室内、潮湿、低温等多种作业环境。抗黄变剂BETTERSOL 1513是户外使用的MS胶中常用的一款添加剂,它能有效提升产品的耐候抗黄变性能。       随着人们对MS胶优点的认识不断加深,其在装修行业、冷藏车、集装箱、电梯工业等领域的应用也在不断扩展。以下列举MS胶常见的应用。       一、室内装修基本以硅酮胶为主,占比达到60%,尤其以玻璃胶居多。MS胶由于具有粘接材料广泛、环保、耐候等优异特点广受欢迎,在日本市场应用占比达到了45%。其次,在欧洲、美国、中国分别占比为30%、23%、2%。在国内,随着人们对绿色生活的向往和对环保装修的追求,MS胶具有广阔的发展空间。        二、工业使用 。适用于金属和塑料的弹性粘合;车辆制造、顶棚粘接、集装箱、火车车厢;一般金属结构、空调通风设备的粘接应用。       二、民用场合的使用。       金枪塑钢泥、防霉胶,适用于厨房、卫生间等密湿环境易发霉部位的接缝密封;金枪免钉胶,适用于厨房、卫浴、镜子、相框、灯具等各种装饰件与墙体水泥基面、瓷砖石材间的粘接固定。       三、建筑领域应用。       性能优异的MS胶在建筑内外饰领域已得到了成熟的应用,如下图。
  • 3
    谈谈裂解型光引发剂的结构及特点(一)
          以前的文章中也简要介绍过光引发剂与紫外线吸收剂的区别及相似之处,本文先从裂解型光引发剂开始,介绍下各种光引发剂的结构及特点。      裂解型光引发剂也即为I型光引发剂,是指引发剂分子吸收光能后能跃迁至激发单线态,经系间窜跃到激发三线态。在其激发单线态或三线态是,分子结构呈不稳定状态,其中的弱键会发生均裂,产生初级活性自由基,从而对乙烯基类单体进行引发聚合。此类光引发剂的结构多以芳基烷基酮类化合物为主,比较有代表性的包括苯偶姻衍生物、苯偶酰缩酮衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氧化物、酯化肟酮化合物、芳基过氧酯化合物、卤代甲基芳酮、有机含硫化合物、苯甲酰甲酸酯等。以下分别对各类不同结构的光引发剂举例说明。       一、苯偶姻( benzoin)及其衍生物。       主要包括苯偶姻醚衍生物,常见结构如下。       苯偶姻俗名安息香,为较早商业化的主流光引发剂,在20世纪七八十年代广泛使用,且以苯偶姻异丙醚应用较多。这类光引发剂在300~400nm有较强吸收,最大吸收波长一般都在320nm以上。苯偶姻醚光反应较快,很少受配方中其他组分的影响,适合于那些猝灭性很强的单体的光引发聚合,如苯乙烯等。       作为一种开发较早的光引发剂,苯偶姻类光引发剂在早期主流的不饱和聚酯-苯乙烯固化体系中曾占据重要地位,目前使用较少,只在一些对黄变、贮存稳定性要求较低的场合使用。随着新型光引发剂的不断研发,后来发展的α-羟烷基芳酮(如 Darocur1173)比苯偶姻醚具有更高的热稳定性和引发活性,苯偶姻类化合物作为常规光引发剂的低成本优势也渐渐失去。       二、苯偶酰衍生物。       又称为二苯基乙二酮,光解虽可产生两分子苯甲酰自由基,但效率低,溶解性不好。其最有价值的衍生物是α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮,即 DMPA,又称α,α 二甲基苯偶酰缩酮,DMBK,也就是市场上常见的 Irgacure 651光引发剂。其结构式如下。      DMPA光引发剂应为无色结晶,熔点64~67℃,紫外线吸收峰值为337mm,在许多常用      溶剂中溶解性良好,具有较高的抗猝灭和光引发活性,在不饱和聚酯-苯乙烯体系、丙烯酸酯        体系、硅氧烷体系及颜料着色体系中有广泛应用,产品热稳定性能也非常优良。产品的黄变性能比较严重,用在清漆体系中难以接受,但在一些颜料着色光固化体系中,常与光敏剂组合使用。       三、二烷氧基苯乙酮类。       α,α-二烷氧基苯乙酮可看作苯甲酰甲醛的缩醛衍生物,主要包括以下几种结构式。       α,α-二乙氧基苯乙酮 (DEAP) 的光引发效率较高 ,已商品化。结构中存在与羰基和烷氧基相邻的C—C弱键,光解效率相对较高。因DEAP的光解产物中不存在长寿命的取代苄基自由基结构,故其引发固化后的涂层基本不出现黄变现象。DEAP分子结构中α-C上的H具有相当的活性,容易在热条件下离去而产生自由基,这会影响其热贮存稳定性。       DEAP的光引发活性在早期研发的几类光引发剂中较高,在均相可聚合体系,如丙烯酸酯中,DEAP的光引发活性与DMPA相当;但在胶束体系中,DEAP表现出比DMPA更高的光引发活性,这可能与DEAP的液体状态有关。但总体比较而言,DEAP光引发剂的引发效率不如α-羟烷基苯酮系列光引发剂。
  • 4
    简述水性木器漆的主要成膜物类型及应用选择
           如同油性木器漆一样,成膜物的选择也是生产出高质量水性木器漆首要条件。总结一下,目前市场上用于水性木器漆的成膜物主要有如下几大类别。       一、固体丙烯酸树脂接枝型产品。       国内市场上曾经大量出现,但其性能不好,容易粉化。但其生产容易,可以加以适当改性,应用于对涂料性能要求不高的产品,如木制工艺品、临时性的装饰、低档的木门窗等,还是有一定使用价值的。       二、丙烯酸乳液。       由丙烯酸、单体通过适当的乳液合成工艺,合成可以满足木器漆性能要求的乳液产品,再调以适当的助剂而得到的水性木器漆产品。这类水性木器漆价格低廉,性价比高;产品性能跨度大,不同的乳液合成工艺得到的产品,性能显著不同。性能突出的,漆膜硬度可达2H以上,干燥速度快,打磨性能尤其突出,耐水、耐老化、耐溶剂。丙烯酸类乳液产品,基本上可以满足当前各种类型的木器涂装需要,如家装、各种家具、户外木、藤器等。但是此类产品单独使用时性能比较单一,与其它树脂拼用则是不错的选择。       三、是丙烯酸与聚氨酯共聚乳液型。      这类产品具有良好的耐水性、耐磨性,硬度高,但生产比较复杂,质量较难控制。产品成本上比纯粹的聚氨酯型产品要低,性能上又克服了丙烯酸乳液的低温脆、高温粘的缺点,是一类非常具有市场前景的水性木器漆产品。       四、分散体类型。       主要包括水性环氧、水性醇酸、水性聚氨酯、水性聚酯、水性UV树脂等。这类水性木器漆的性能接近溶剂型产品,但成本较高,含有一定量的溶剂,干燥性能也不如纯粹的丙烯酸乳液,往往需要烘干设备;水性UV漆还要在后期进行光固化。这类产品的光泽、硬度、丰满度往往比较理想。       那么水性木器漆配方中的乳液树脂如何选择呢?       水性漆不需要有机溶剂,无论是生产还是应用,都是以水为分散介质,水性漆的组成主要就是成膜物、颜填料,再辅以一些功能性助剂,如流平剂、消泡剂、多功能炔二醇表面活性剂等。水性木器漆的主要性能取决于成膜物,象硬度、韧性、抗老化、抗黄变等。因此水性树脂的性能直接决定了水性漆的功能与应用,对水性树脂的选择也就成了水性木器漆产品生产的关键。       水性木器漆一般需要漆膜具有较高的硬度,良好的抗划伤性,这就需要成膜物具有较高的玻璃化温度。但玻璃化温度高的乳液树脂,在常温下又难以成膜,这是水性漆当下需解决的技术障碍。一般情况下,工程师会通过添加成膜助剂来解决水性漆硬度与成膜这对矛盾。但成膜助剂的添加又会带来新的问题,如漆膜实干时间延长、后续漆膜的变化、环保标准的下降等。合理的解决方案是采用玻璃化温度较高,同时又具有较低的成膜温度,在常温下具有良好成膜性的乳液树脂作为主要成膜物。无论是单组分的内交联乳液,还是含羟基的外交联的乳液,玻璃化温度Tg在50℃以上,与**成膜温度(MFT)之差在20℃以上,这样的树脂作为主要成膜物,水性木器漆在硬度与韧性、成膜性之间可以达到比较理想的平衡。      水性木器漆表观效果也是重要的指标,它需要水性漆在施工时,表干不能太快,方便流平,避免出现颗粒,但实干时间又希望尽量的缩短,以提高效率。乳液树脂玻璃化温度高,粒径均匀,就会在漆膜干燥过程中形成比较完善的毛细管,达到水分子尽快释放,加快水性漆涂膜的实干速度。木器采用封闭型涂装时,都需要漆膜具有良好的丰满度,丰满度取决于水性漆施工时的上漆量与涂膜的透明度,除需要乳液树脂成膜具有良好的透明度外,高固含、低粘度也是漆膜丰满度的必要条件。对水性漆的生产过程,需要相当的高速分散的工艺,也需要适量添加适当的粉体材料等,乳液树脂必须具有良好的钙离子稳定性与机械为稳定性,可以在其中高速分散粉料的乳液树脂,则更加有利于水性漆的生产。      在水性木器漆的实际生产与应用中,考虑到成本等方面的原因,单一乳液树脂往往不会取得综合的效果,合理方法是选取一种或两种乳液树脂作为主要材料,适当拼用其它品种的乳液树脂,如以丙烯酸乳液为主体,拼入水性聚氨酯、水性醇酸、水性丙烯酸分散体等,除对表观效果、干燥速度等进行调整外,也使水性木器漆具有更好的性价比。