辐射固化是一项创新和快速发展的技术，用于诸如平面艺术(包括套印清漆和油墨)，涂料(包括木材和一般工业涂料)，粘合剂和电子产品等市场。该技术的主要特点是在几秒钟或更短的时间内立即固化，从而实现高产量。除了高生产率，该工艺的其他好处包括节省空间，减少废物和低温处理。此外，辐射固化还具有低排放、低能耗等生态效益。

近年来，辐射固化涂料配方的发展迅速，性能有了显著提高。辐射固化涂料可应用于大量材料，并在各种基材上表现出良好的粘附性能(表现出较高的表面硬度和光泽度)。在实现更环保的产品方面，无溶剂配方的开发得到了广泛的推动。这种快速发展对辐射固化组合物提出了许多新的挑战和要求。在许多情况下，添加剂的使用有助于克服技术问题，改善或微调最终涂层的性能。

添加剂改善涂料

添加功能在本质上是非常特定的，并提供具有一系列性能的涂层。例如，润湿和分散添加剂可以增强颜料的均匀分布，流变添加剂可以改善涂料配方的流动行为，消泡剂可以防止气泡的夹杂。最终的表面性能，如光滑性、重涂性、易清洗性和平整性，都受到表面活性添加剂的强烈影响。这些添加剂偏向涂层/空气界面，并调整表面性能。这些添加剂对涂层的性能和性能取决于它们的化学成分和结构。

辐射固化系统的新添加剂

为了应对辐射固化技术面临的新挑战，需要具有令人满意性能的新型添加剂。要求可能从防滑/防滑到高防滑，或从抗粘附(易于清洁的特性)到良好的粘附性能(提高重涂性)。对于辐射固化涂料的快速硬化，表面活性添加剂需要有效地定向于涂层/空气界面。

在本文中，我们介绍了一系列用于辐射固化系统的可交联表面活性添加剂，这些添加剂被设计用于在满足最终用户特定需求的广泛范围内精确地定制表面性能。在开发添加剂时，需要考虑几个重要的参数。

化学成分

表面活性添加剂的重要组成部分是聚二甲基硅氧烷。聚二甲基硅氧烷与几乎所有的有机材料都不相容，并且有很强的倾向于分离到涂层/空气界面。由于纯聚二甲基硅氧烷在应用涂料中显示出许多缺点，它们必须用粘合剂兼容的部分进行有机改性，以提高它们与广泛的聚合物粘合剂配方的兼容性。聚硅氧烷的平衡混合和不同的改性决定了所得到的添加剂在不同涂层体系中的相容性和有效性。

聚合物体系结构

表面活性添加剂的结构是非常重要的。它强烈地影响其有效性和分离行为。常见的聚合物结构有线性aba结构共聚物或分枝梳状共聚物。随着高分子技术等新技术的应用，其他结构如ab型嵌段共聚物2022世界杯八强水位分析成为可能。高支化或超支化聚合物在分离行为方面也具有优势。此外，与它们的线性对应物相比，它们具有大量可以功能化的端基。

使用化学和技术的多功能工具箱，设计了四种不同的添加剂，并根据具体应用进行了性能调整(图1)2022世界杯八强水位分析。

添加剂A (BYK-UV 3535)是一种无硅氧烷添加剂。它基于一种亲水聚醚，具有超支化结构，增强了涂层/空气界面的偏析。对于聚硅氧烷类添加剂，添加剂B、C和D(分别为BYK-UV 3576、BYK-UV 3575和BYK-UV 3505)中聚硅氧烷的含量由低到高。聚硅氧烷基添加剂的活性不仅取决于它们的分子量，还取决于它们的分子结构。添加剂B和C具有相似的分子结构，可以用线性ABA结构表征，主要区别是它们的硅氧烷含量。ABA结构可以在分子两端功能化。

添加剂D基于聚硅氧烷大分子技术，这意味着它只能在分子的一端功能化。添加剂D具有可以用AB结构表征的分子结构。B、C和D添加剂的聚硅氧烷部分首先用合适的聚醚/聚酯基团进行修饰，以使它们在各种配方中兼容，然后将它们的端基与许多紫外线反应基团功能化。多达4个uv反应基团确保了添加剂与粘合剂基体的交联，防止了迁移，并使添加剂永久固定在表面，保证了持久的效果。当目标是滑动和易于清洁/防涂鸦效果时，这是特别可取的。

值得补充的是，新添加剂的生产选择了温和的工艺技术。这比传统的丙烯酸技术有优势，并导致制造无色无味的产品。2022世界杯八强水位分析应用结果表明使用添加剂可以达到的性能如下所述。

兼容性

基于聚硅氧烷的添加剂，特别是含有较高聚硅氧烷含量的添加剂，用于强烈降低表面张力或提供防滑和抗损伤以及易于清洗的涂层性能。这些添加剂的缺点是它们经常与涂料配方不相容，并引起浑浊。在高剂量下，它们通常会导致与基材的粘附问题。新添加剂的结构和组成的精心设计，特别是在添加剂C和D的情况下，导致添加剂与涂层体系的相容性非常好，而没有性能损失。为了实现这一目标，添加剂被加入脂肪族聚氨酯丙烯酸酯配方(0.3%用量)中，并与市售的高滑移添加剂作为基准进行了比较。目测浊度(1 =清晰;5 =非常浑浊)。结果如图2所示。

通过仔细调整修饰物的极性，并将它们安排在聚合物体系结构的核心内，实现了改进的相容性。

表面张力的影响

影响最终涂层质量的一个重要参数是表面张力——更具体地说，所涉及的材料的表面张力差异或应用涂层内部的差异，这些差异可能来自溶剂或水蒸发，粘合剂的交联(单体/寡聚物组合)或外部来源，如灰尘颗粒。在涂层的应用或干燥时，这可能导致基材润湿性差，形成凹坑，形成Bénard细胞或不好的流平。这些缺陷降低了涂层的光学外观及其保护基材的能力。使用新的添加剂，表面张力可以适当地调整到所需的值。为了实现这一点，添加剂以四种不同的浓度掺入100%聚酯-丙烯酸酯体系。用KRUSS处理器张力计采用du Noüy环法测量液体涂层配方的表面张力。图3显示了液体配方的表面张力随四种添加剂添加量的变化情况。

添加剂A不含聚硅氧烷，在整个剂量范围内不影响表面张力。含聚硅氧烷添加剂的效果随着聚硅氧烷含量的增加而增加。添加剂D基于聚硅氧烷大分子技术，含有最多的聚硅氧烷，非常有效，在0.1%的极低剂量下就已经显著降低了表面张力。所有产品消除了表面张力差异，提高了所获得涂层的流平性。

地表滑移效应

在许多情况下，应用要求涂料具有改善的表面滑移性能。当然，高表面滑移的表面更耐划伤和损伤，更耐堵塞，更不容易脏。可能还需要将表面滑移调整到特定的水平。例如，杂志套印清漆的表面滑度不宜过高;否则杂志不容易堆放。对于拼花地板，可取的是尽量减少表面滑移，防止人摔倒。为此，将用于测量表面张力的相同聚酯丙烯酸酯配方应用于玻璃基板，并用汞灯(120w /cm，带速5米/分钟)固化。测量了水平移动滑块所需的力，给出了用于评估表面滑动的摩擦系数值。从摩擦系数的降低，与控制相比，滑动增加以百分比计算。负值表示防滑效果。 Results are depicted in Figure 4.

正如预期的那样，聚硅氧烷基表面添加剂表现出了表面滑移的增加，并且性能取决于聚硅氧烷的含量。添加剂B的聚硅氧烷含量较低，对表面滑移的影响不大。使用添加剂C时，表面滑移的增加取决于用量。在低剂量时，它的表现与添加剂B相似，在较高剂量时，它会急剧增加表面滑移。以聚硅氧烷大分子技术为基础的添加剂D是一种非常有效的添加剂。在0.1%的低剂量下，它使表面滑移增加了约70%。这是由于高硅含量和高流动性的结构，可以很容易地定向到涂层/空气界面。相比之下，不含聚硅氧烷的添加剂A对表面张力没有影响，导致与对照相比表面滑移减少。在较高的剂量下，它会产生防滑效果。这可以用它的极性聚醚结构来解释。

涂层表面能及其易清洗性能的影响

关于可重涂性和易清洗性的一个重要特征是固化涂层的表面能，更具体地说，是表面能的极性和色散部分。高极性部分通常意味着提高可重涂性，而低极性部分防止涂层污染。用接触角测角仪测定了添加量为0.3%的固化涂料的表面能。通过测量已知表面能的不同液体的接触角，应用Owens, Wendt, Rabel和Kaelble方法计算了固化涂层的表面能及其极性和弥散部分。结果如图5所示。

无聚硅氧烷添加剂A使表面能的极性部分略有增加，色散部分有所降低。这一结果与图4中观察到的防滑效果一致。此外，添加了添加剂A的聚酯丙烯酸酯涂料的重涂性能得到了改善。为了达到这一目的，在含添加剂a的聚酯丙烯酸酯涂层上涂上水性聚氨酯丙烯酸酯分散体。横切测试清楚地表明，与不含添加剂的涂层相比，涂层间的附着力有所改善。

聚硅氧烷基添加剂使总表面能明显降低。这种减少完全是以极性部分为代价的。以聚硅氧烷含量最高的添加剂C和D为例，总表面的极性部分显著减少。表面能极性部分较低的值与图4所示的滑移值一致，表明可以获得易于清洗的性质。事实上，使用这两种添加剂，涂层表现出良好的易清洁性能(标记测试)和拒油性。必须指出的是，在非常活跃的添加剂D的情况下，在0.3%的低剂量下已经获得了易于清洁的性能。

带版本

在某些应用中，特别是在家具涂料中，胶带释放是可取的。应该能够轻松地从表面上去除胶带和各种贴纸，而不会留下痕迹或损坏后者。聚硅氧烷类添加剂一般适用于提高释放效果。图6显示了对四种添加剂的评价(1 =好;5 =坏)。聚硅氧烷含量与胶带释放量的关系是可以观察到的。聚硅氧烷含量最高的添加剂D的脱带效果最好。聚硅氧烷含量越低，效果越差。添加剂A不含聚硅氧烷，没有任何释放作用。

结论

开发了一系列新的辐射固化添加剂，在各种配方(无溶剂、溶剂和水性)中具有更好的兼容性，并且覆盖了广泛的滑移范围。多功能化学和模块化分子方法使调整添加剂性能成为可能——从防滑/防滑到高滑移，从可重涂性到胶带释放和易清洗，并改善水平。此外，新添加剂无色无味，在广泛的配方中具有更好的兼容性，并且在EB和uv固化体系中可交联。

本文最初发表于Radtech报告， 2013年第3期。