[发明专利]用于UV-EB辐射固化的改性g-C3N4活化剂

说明书

本发明提供一种用于UV‑EB辐射固化的改性g‑C₃N₄活化剂。UV‑EB辐射固化体系先经UV(紫外光)辐射固化，再经EB(电子束)辐射固化。该改性g‑C₃N₄活化剂由g‑C₃N₄经过酸碱双重活化改性法制得，其在UV辐射固化过程和EB辐射固化过程中分别作为固化体系中的光引发剂和活性稳定剂。本发明首创提出g‑C₃N₄的酸碱双重活化改性法，并将改性g‑C₃N₄活化剂成功应用于UV‑EB辐射固化体系中，显著降低能耗、提高生产效率、节约成本，且固化涂层具有优异的综合使用性能。

技术领域

本发明涉及UV-EB辐射固化技术领域，特别涉及一种用于UV-EB辐射固化的改性g-C₃N₄活化剂及其制备方法。

背景技术

目前辐射固化技术广泛应用于涂料、油墨、印刷制版、牙齿修复以及光碟制造等领域。与传统固化技术相比，辐射固化技术具有环境友好、节能、时间短、固化快等优点。特别是近些年来消除污染、保护环境的呼声越来越高，辐射固化技术越发显示出强大的生命力。

UV辐射固化是通过UV光照射使体系固化，其固化速度较快，但是UV能耗较大，对于形状复杂工件存在辐射“盲区”，不能有效固化，并且UV固化厚度仅限于20～40μm，存在深层固化不彻底的问题。

EB辐射固化是通过用高能量的电子束照射体系，引发体系内活性基团进行反应而固化干燥。其在常温下进行，不需加热，能固化到体系深部，但是固化小号的能量远高于UV，且UV固化体系中的光引发剂在EB辐射固化过程中无效，这间接降低生产效率，提高了成本。

类石墨型氮化碳(g-C₃N₄)的结构类似于石墨烯，具有周期性片层结构，其片层沿着c轴方向堆垛，碳、氮元素经杂化形成的C₆N₇或者C₃N₃环。g-C₃N₄是氮化碳材料中最稳定的同素异形体，宏观上表现为良好的化学稳定性以及热稳定性，因其独特的半导体电子结构和高度缩合，具有良好的物化性质。

研究表明，通过单一的酸活化、碱处理都可以提高g-C₃N₄的催化活性，通过单一的酸活化、碱处理酸活化后的g-C₃N₄具有改善UV辐射固化和EB辐射固化效果的潜质，但其仍然不具备独立作为光引发剂的性能，所以不能有效的解决上述问题。含有三嗪环结构的g-C₃N₄表面会产生许多酸性基团。根据酸碱反应原理，这些酸性基团很容易受到碱性环境的影响，这就有望使g-C₃N₄的结构进一步发生变化，从而改善其催化活性。

基于以上原因，有必要找到一种能够有效提高g-C₃N₄的光活性的改性方法，

使改性后的g-C₃N₄能够有效应用于UV-EB辐射固化，解决上述问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种用于UV-EB辐射固化的改性g-C₃N₄活化剂及其制备方法。

本发明的一种用于UV-EB辐射固化的改性g-C₃N₄活化剂为淡黄色粉末固体，具有微孔结构，尺寸在0.1-5微米，耐热温度在400℃-700℃，比表面积在12-45，具有很高的光活性，比如光催化性能为纯g-C₃N₄的5.2-10.5倍。