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光敏树脂的成分介绍

更新时间: 2019-10-21 11:00:46  查看次数: 1342    

稀释剂

稀释剂(diluent)又称活性稀释剂,是一种含有可参与反应官能团的有机小分子。它可以溶解和稀释低聚物,降低反应体系的粘度同时还可以参加光固化反应,影响反应速度和光固化产物的其他性能。从稀释剂的分子结构而言,用于自由基型光敏树脂的活性稀释剂为含有碳碳双键的单体,通常为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基等。丙烯酰氧基的双键电子云密度高,其活性最高因此光敏树脂的稀释剂以丙烯酸酯类单体为主。阳离子型光敏树脂的稀释剂通常为含有乙烯基醚或环氧基基团的单体。


根据每个分子含有的可参与反应的基团数的多少,稀释剂分为单官能团稀释剂、双官能团稀释剂、多官能团稀释剂。将分子中仅含一个可参与反应的活性基团的稀释剂叫单官能团稀释剂。单官能团稀释剂粘度低,稀释性好,但是,其挥发性大、毒性较大、光固化速度低,这些缺点限制了它在光敏树脂中的应用。


双官能团稀释剂中每个分子含有两个可参与反应的基团,其在固化过程中形成交联网络,可以提高固化产物的力学性能和耐溶剂性。通常双官能团稀释剂的粘度随分子量的增加而增加,但双官能团稀释剂仍然具有较好的稀释性。常见的双官能团稀释剂有:二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇类二丙烯酸酯(DPCGA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)。


多官能团稀释剂中每个分子含有三个或三个以上的反应基团,固化后交联密度大,膜硬度高但脆性较大。常见的多官能团稀释剂有三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(DTMPTTA)。为改善多官能团稀释剂粘度大、收缩率大、毒性大的缺点,科研人员研发了烷氧基化丙烯酸酯多官能团稀释剂。


从光固化反应速度来看多官能团稀释剂速度最快,其次为双官能团稀释剂,单官能团稀释剂反应速度最慢。表1-1为稀释剂官能度和分子量对固化膜性能的影响规律。


随稀释剂中官能度的增加,单体的分子量往往也会相应的增加,粘度会升高。从粘度的角度来看:多官能团稀释剂>双官能团稀释剂>单官能团稀释剂。从稀释效果的角度来看:单官能团稀释剂>双官能团稀释剂>多官能团稀释剂。对稀释剂的选择要根据所需的粘度、固化速度、物理力学性能综合来考虑。可两种或者多种稀释剂搭配使用来获得最佳性能。


添加剂

颜料是一种微细粉末状的有色物质,具有适当的遮盖力,着色力及光稳定的特点。通常白色颜料有二氧化钛(钛白粉)、氧化锌(锌白)、锌钡白(立德粉)等,他们都为无机颜料。黑色的颜料有炭黑(色素炭黑)、石墨、氧化铁黑等。彩色颜料根据颜色的不同可分为红色、黄色、兰色等多种,光固化所用的彩色颜料主要为有机颜料。


填料又称体积颜料,化学稳定性好,便宜,来源广泛,能均匀分布在树脂中。填料主要是降低成本,但对树脂的力学性能和收缩率有影响。常见的填料有二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝等。


助剂是光敏树脂在生产、应用、运输储存等过程中为完善树脂性能而使用的添加剂。通常有抑制气泡生成的消泡剂、提高流动性的流平剂、提高悬浮稳定性的分散剂、降低光泽的消光剂、阻止聚合的阻聚剂等。