生物質原材料的范圍繼續(xù)擴大

　　就更為可持續(xù)發(fā)展的原材料來說，植物油是使用最廣泛的生物材料，并且在醇酸樹脂和相關涂料中使用了幾十年。最新的研究重點是關注更多種類的植物油以及將這些原材料轉化為具有特定性能的更高官能度體系的化學方法。

　　同時，還探討了涂料應用中蛋白質和酶的使用情況。另一種生產可再生原材料的可行方法是植物糖(葡萄糖、果糖等)的發(fā)酵。目前，已經研發(fā)出可直接替代現(xiàn)有石化化合物的生物質原材料以及具有新型結構和官能團的可再生原材料。前者在價格上占優(yōu)勢，而對于后者來說，若具有性能優(yōu)勢，則能為傳統(tǒng)原油材料帶來更高溢價。

　　因為輻射固化具有很多優(yōu)勢，所以人們廣泛關注的是通過研發(fā)用于配制UV固化涂料、電子束固化涂料以及LED固化涂料的可再生原材料，以增強技術的可持續(xù)發(fā)展能力。

　　Allnex公司承諾致力于研發(fā)可再生原材料，使配方設計師能在涂料市場上朝著可持續(xù)發(fā)展的道路前進。最近，該公司發(fā)現(xiàn)了配制LED固化涂料所需的高性能生物質樹脂替代品。

表1 新型生物基可UV/EB/LED固化樹脂的特性

表2 參照丙烯酸酯低聚物的說明

　　經過大量的深入研究，已推出一種含60%可再生材料的新型低黏度、高活性的樹脂。在UV LED配方中適當加入這種樹脂時，配制的涂料和油墨兼具優(yōu)異的硬度與柔韌度，且收縮率達到最低。

　　生物質樹脂綜合了多種有價值的性能

　　新型樹脂(“Ebecryl 5849”)是一種低黏度聚酯二丙烯酸酯，在UV或EB輻射固化時活性很高。它是采用植物分子合成。新型生物質樹脂的主要性能見表1。這種液態(tài)樹脂在25 °C時呈現(xiàn)牛頓型低黏度(≈ 7 mPa · s)，無需添加任何稀釋劑，在使用和加工過程中具有很大優(yōu)勢。

　　在標準條件下制備純樹脂涂料涂膜，玻璃化轉變溫度和抗張強度都較高。這是在室溫條件下，呈脆性玻璃態(tài)涂料的特性。值得注意的是該樹脂反應活性太高，而這通常也是生物質體系的一大難題。

　　試驗過程總結

　　為完整性起見，下面給出了樣品制備和某些物理試驗的各項條件。測試了游離膜(厚度80 μm)的玻璃化轉變溫度和抗張強度性能(表1)。涂膜制備方法如下： 采用5 %(質量分數) 的HDMAP (2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙酮)作為光引發(fā)劑，在紫外線傳送帶上安裝120 W/cm的中壓汞燈，以20 m/min (6x)的帶速進行固化。分析方法及條件見參考文獻^[1]。

　　進行差示掃描光熱測量試驗(表3)，試驗條件如下：0.2 %(質量分數)的 “Irgacure TPO-L”作為光引發(fā)劑(BASF提供)，溫度 25 °C，測試儀器：，Mettler 823e差示掃描量熱儀，其上配置汞氙燈，作為紫外輻射源(Hamamatsu “Lightningcure LC8”， UVA的強度≈ 15 mW cm-2);樣品質量：3～4 mg，在紫外線照射前或期間采用干燥氮氣吹掃：50 ml min-1;紫外線照射時間：4 min。