摘要：

紫外光(UV)固化粉末涂料综合了传统粉末涂料和辐射固化技术诸多优点，是涂料工业的前瞻性产品。本文介绍了紫外光固化粉末涂料的配制、固化机理、涂装工艺及潜在应用，并对其最新研究进展进行了综述。

关键词：

粉末涂料；辐射固化涂料；紫外光固化

在上个世纪的最后20年里，粉末涂料的产量飞速增长。世界粉末涂料市场1995年的总产量为479,000t，年总体平均增长率为11%。粉末涂料最大优点是对环境的友好性(无VOC排放)、良好的经济性、高的户外耐久性及其它性能。但是, 粉末涂料也存在不足：一方面是所用热固化树脂的固化温度较高(180～220℃)，固化时间长（10～30min)，这限制其只能用于金属等耐热基，并且相对能耗大、费时。另一方面, 热固化粉末涂料的熔融流平和固化开始阶段有一定重叠，以致稍微掌握不好，涂层就会出现平整度上的缺陷，如缩孔、桔皮等问题。

紫外光固化液态涂料是上世纪60年代开发的一种环保节能型涂料。由于它具有无或低VOC排放、节省能源(耗能仅为热固化涂料的1/5 ～1/10)、固化速度快(0.1～10s)、生产效率高、适合流水线生产、固化温度低、适合涂覆热敏基材等优点，发展非常迅速。但紫外光固化液态涂料的不足之处是涂料配制过程中必须加入活性单体稀释剂以调节涂料的粘度，活性单体稀释剂会部分渗入基材，对环境可能仍有一定的污染。

紫外光固化粉末涂料(简称UV固化粉末涂料)是一项将传统粉末涂料和UV固化技术相结合的新技术。UV固化粉末涂料的最大特征是工艺上分为两个明显的阶段，涂层在熔融流平阶段不会发生树脂的早期固化，从而为涂层充分流平和驱除气泡操作提供了充裕的时间，这样就从根本上克服了热固化粉末涂料的顽疾，也消除了UV固化液态涂料的不足。采用UV固化技术可以明显降低加热和固化过程的温度 (120～140℃), 提高生产效率，不但更加节省资源、能源、人力、时间和空间, 而且避免了对基材的过分加热，开辟粉末涂料更广阔的应用领域，如用于木材、塑料、纸张、热敏合金和含有热敏零件的金属元件等方面。

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UV固化粉末涂料原材料的选取

UV固化粉末涂料配方由光固化树脂、光引发剂、助固化剂、颜料、填料、助剂(包括流平剂、消泡剂、消光剂、增光剂、改性剂、促进剂等)等组成。其中，主体树脂、光引发剂的选择尤为重要。

树脂是UV固化粉末涂料的主要成膜物质，是决定涂料性质和涂膜性能的主要成分。配制能实现低温UV固化的粉末涂料，一方面要求树脂能赋予粉末良好的储存稳定性，也就是说粉末必须在高达40℃条件下能储存3～6个月而不结块；另一方面所用原材料必须在较低温度(如100℃或更低)下具有较低的熔融粘度以保证涂料在光固化之前和光固化过程中具有良好的流动和流平性质，随后在120℃以下发生光固化反应。这就要求所选用树脂的Tg应在50～70℃( 至少在40℃以上 )，平均分子量为1000～4000，并且分子量分布要窄。要得到这样的树脂并非易事，Tg高于50℃的树脂熔化难以控制，因为CC双键在80℃即可开始聚合，而80℃以下则其粘度太高而难以处理。如果在合成过程中使用溶剂的话,则难以驱除溶剂使其在粉末中的含量低于0.3%以防粉末结块。因此,常规的热固性树脂不符合UV粉末涂料的要求。降低树脂熔融温度的常用方法是合成半结晶树脂、加入结晶化合物或无定形低聚物。通过高分子结构设计,合成树枝状及超支化半结晶聚合物,制备低温固化UV粉末树脂也是一种可行的方法,最近备受关注。

在UV固化粉末涂料配方中，尽量避免使用固化剂，从而避免在涂层熔融流平阶段发生提前固化。但为了提高涂膜的性能，有时也会加入少量助固化剂，但加入量与热固化粉末涂料相比要少得多。

光引发剂是UV固化粉末涂料配方中必不可少的组分。根据光引发机理的不同，UV固化粉末涂料中使用的光引发剂主要有自由基光引发....