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1.4.2 光引发剂
水性光固化涂料用光引发剂应当具有与水性光固化涂料分散性好，高度相容，不仅要在湿体系中要相容，更关键的是要在固化前干膜中分散均匀，具有较低的水蒸汽挥发度(随水蒸发而一起挥发的程度)，在介质中引发效率高、光活性高、无、无毒、无色等特点。光引发剂可以分为水溶性和水分散性两大类，目前传统光固化涂料所用光引发剂大多数为油溶性的，在水中不溶或者溶解度很小，而现在的水性光引发剂是在原来油溶性光引发剂结构中引入阳离子、阴离子或亲水性的非离子基，使其变成水溶性；或者将油溶性光引发剂变成稳定的水分散体或水乳液。[12]
1.4.3 助剂
助剂可以改善涂料与涂膜性能，增加紫外光敏感性，降低施工难度，是涂料中不可缺少的组分。常用的助剂主要有光敏助剂和阻聚剂，还有流平剂、消泡剂、促进剂和分散剂等。应尽量选用能参与固化反应的助剂(即活性助剂)。[13]加入的目的是改善涂膜性能，减少涂膜病态。UV固化水性材料的助剂主要有稳定剂、流平剂、消泡剂、润湿剂、增稠剂和分散剂等。[14]
1.5 UV固化成膜机理
水性UV光固化材料的固化成膜是指在在UV辐照下，光引发剂产生活性自由基或阳离子，引发预聚物发生聚合、交联接枝反应，短时间内固化成立体网状大分子从而使液态材料交联固化成网状固化膜，待自由基失去活性，链增长终止，光油完全固化。根据光引发剂引发单体聚合的不同机理，可以将紫外光固化体系主要分为自由基紫外光固化体系和阳离子紫外光固化体系。自由基光固化体系是光固化中应用最广的体系，具有固化速度快，成本相对低廉的优点。UV自由基固化基本原理如图1-2[15]:
图 1-2 UV自由基固化基本原理图
1.6 UV固化水性涂料的发展趋势
随着世界各国对环境保护的重视，环保立法日益完善，执行日益严格，推动了水性光固化材料的开发和应用。水性光固化涂料的优良性能也引起了人们的兴趣和重视。目前水性光固化涂料已在纸张上光油、木器清漆、丝印油墨、电沉积光致抗蚀剂等领域获得实用，正在开发用于水显影型光成像阻焊剂、凹印油墨、柔印油墨、UV喷墨油墨、皮革涂料、织物涂料等。[16] UV固化水性油墨的研制和开发，为丝网印刷领域提供了新的机遇。它使丝网印刷减少了多达40%的点高度，从而很可观的提高了印刷图象的视觉效果。UV固化水性油墨另一个潜在的市场:它是唯一已知用于纺织的UV印刷油墨。[17]尽管还存在一些问题，UV固化水性光油仍然拥有广大的市场和开发空间。
1.7 本论文的研究背景、研究意义和研究内容
1.7.1 本论文的研究背景和研究意义
紫外光（UV）固化技术及其涂料近年来得到了迅速的发展和应用，但在传统油性UV固化体系中惯用的溶剂型稀释剂对人的皮肤和眼睛有较强烈的刺激作用，影响操作者的身体健康，并限制了其在食品卫生行业中的应用。而水性UV固化涂料结合了传统的UV固化技术和水性涂料技术的优点，特别是对环境无污染小、对人体健康无影响、不易燃烧、安全性好，近十年来得到快速的发展，并已成为涂料发展的一个主要方向。[18] 大量的研究和应用实践证明，PUA作为预聚物制备的UV固化材料具有以下特点：[19]
1）PUA具有氨酯键，其特点是高聚物分子链间能形成多种的氢键，使得聚氨酯膜具有优异的机械耐磨性和柔韧性，断裂伸长率高；
2）涂膜具有优良的耐化学性能和耐高低温性能；