高光强——对付氧阻聚的秘密武器

埃赛力达特种光源（原贺利氏特种光源）

2019/07/19 16:38

绝大多数UV光固化工艺是在空气环境中按自由基聚合机理进行的，氧分子对自由基聚合有不容忽视的阻聚作用，在空气中，当要固化具有大表面/体积比的材料时，氧阻聚可以说是一个BOSS级的“敌人”。

氧分子的阻聚作用体现在两个方面：其一，氧可以做猝灭剂，使带有自由基的光引发剂猝灭，氧分子被激发至活泼的单线态，光引发剂从激发态回到基态，阻碍活性自由基的产生。其二，氧分子本质上是双自由基，因此对光引发过程中产生的活性自由基有较强的加成活性，形成对乙烯基单体无加成活性的过氧自由基，对聚合过程的阻碍作用最显著。相对体系中较易消耗的原溶解的氧分子而言，自外界不断扩散至涂层内部的氧才是阻碍聚合的主要原因。氧阻聚最易发生在涂层的浅表面或整个较薄涂层内，因为氧分子在这些区域环境中的扩散更容易些。

因此，抗氧阻聚性能较差的光固化配方在UV固化后，仍会发生涂层表面不干爽、发黏、不耐刮伤、容易磨损等问题，甚至出现内部固化但表层不固化的情况。

对付氧阻聚，可以通过物理或者化学方法，比如增加自由基的浓度，我们手头有几个“武器”可以选用：

1.选用高强度紫外光，这样使单位面积上的光引发剂将同时大量分解，瞬间产生大量活性自由基，活性自由基可对单体加成，也可与氧分子反应。引发聚合的绝对速率增加了，涂层粘度将迅速增加，外界氧分子向高粘度体系的扩散将大大受阻。

2.提高光引发剂的用量，但当光引发剂过量时，涂层表面含有过量的光引发剂阻碍了涂层底部光引发剂对光的吸收，因此增加过量的光引发剂可能会适得其反。

3.使用化学品与过氧自由基反应，例如叔胺、硫醇、磷类化合物等。

4.减少涂层表面与氧气的接触，如固化室中使用惰性气体（如氮气）；或涂料中添加一些蜡，固化时蜡会迁移表面阻碍氧进入涂层内部；或使用阻挡膜。

在配方不变的情况下，高光强是比较称手的克服氧阻聚的“武器”。

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