[发明专利]在载体上制备交联的有机涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机涂层组合物的新型聚合和/或交联方法.特别地，其涉及在短波紫外线(UV-C)辐射下在载体上制备交联的有机涂层.这些涂层特别适合在胶粘剂、保护清漆、粘合剂、生漆(laques)、油墨和油漆的领域中应用。

背景技术

在胶粘剂、保护清漆、粘合剂、生漆、油墨和油漆的领域中被广泛使用的表面处理技术之一是被称作“UV固化”的技术.

这项技术被广泛采用，因为其赋予了材料以新的表面性质，同时保持基础材料(基底)的初始性质并保证物理连续性.

“UV固化”技术代表了一种表面处理技术，该技术使用电磁辐射(UV辐射)，通过形成交联的聚合物网络引起有机材料(基础材料或基底)表面的化学和物理变化。

这项技术被广泛使用，特别是用于能够通过UV辐射硬化(交联)的转化产品，例如胶粘剂、保护清漆、粘合剂、生漆、油墨和油漆.这是因为，与基于有机和水性溶剂的传统产品相比，这些产品表现出技术层面上的优势(迅速交联和较少的材料收缩)。

实际上，正是UV辐射的光能导致能够通过自由基分裂形成活性前驱体(protagonistes)，并因此引发和继续交联和/或聚合。

通过UV辐射交联的大多数产品是自由基体系.除了基础化学成分如预聚物、反应性稀释剂和添加剂之外，该制剂还包含光引发剂(photoamorceur)或光起动剂(photoinitiateur)。这种光引发剂在UV辐射的作用下产生引发自由基聚合反应的自由基。

通常，在波长100至400纳米的UV辐射下进行辐射。常用的UV灯被称作高压汞蒸气UV灯。它们是引起汞原子的激发然后在它们恢复到基态时发出辐射的电弧灯.高压UV灯在大于2巴的内部压力和大约80-240W/cm的电弧功率下工作，这体现为考虑了通过大约2-10W/cm的UV-C功率的UV-C低转化程度.

电弧高压汞蒸气灯包括燃烧器(产生光)、反射器和端子。燃烧器由在两个末端均密封的充满起始气体和痕量汞的中空石英管构成.金属电极穿过密封管的末端并形成用于电弧的小空气隙。在操作过程中，在电极上施加电压峰以便在起始气体中产生火花并使汞气化.一旦在气体中引发这种火花，则电流在较低电压下通过气体以产生光功率.

还有第二种类型的高压汞蒸气灯，其使用包括微波源代替高压源的系统来替代电极.通过位于反射器后方的磁控管产生微波，并提供使汞电离所必须的能量.这些灯具有与前述灯相同的外观，但没有电极并具有较窄的管直径.

这些UV灯产生的光的散射谱不限于短波紫外辐射(UV-C)区域，而是延伸到可见光区域(多色谱发射).实际上，大量的能量通过热的生成而流失。

用于聚合的现有UV技术尽管起作用，但由于所用灯的性质而具有许多缺点：

-这些灯发出的热是显著的(灯下的温度为大约900℃)，

-臭氧的生成是显著的，并且

-该技术的实施是复杂的，特别是在电源系统(大约380V)方面和在这些灯的冷却系统方面，它们相当大且笨重，因此需要高投资成本和相对高的运行成本.

发明内容

因此，本发明的一个目的是开发出一种新的有机涂层组合物的聚合和/或交联方法，其不再具有上述缺点。

为了实现该目的，本发明人已经证实，完全令人惊讶和出乎意料地，通过使用至少一个在短波紫外线(UV-C)区域内发射准单色光的低压灯可以使得在短波紫外线型辐射下可交联和/或可聚合的有机涂层组合物在载体上聚合，即使在工业速率的连续涂布或覆盖(高达600米/分钟，甚至更高)下也是如此。短波紫外线覆盖200至280纳米的光谱区域.

这是十分显著的，因为低压灯已知具有大约如下的电弧功率：

-对于标准低压汞蒸气灯来说的UV-C辐射的0.5W/cm(输入电功率：大约60W)，和

-对于低压汞齐灯来说的UV-C辐射的2W/cm(输入电功率：大约300W).

但是，在常规实践中，对于连续涂布或覆盖应用来说使用具有高电弧功率的中压或高压汞蒸气灯，该电弧功率对于高压蒸气灯来说为大约80至240W/cm(大约14000W的输入电功率).

此外，低压蒸气灯由于它们在UV-C区域内的低辐射功率而主要用在水消毒领域中.该技术是通过使水穿过包括一系列水下作业灯的通道来使要处理的水暴露在UV-C辐射源下.在任何情况下，考虑到它们的技术特性，这些低压蒸气灯仅用在要求低UV-C辐射功率的水处理领域中.