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在雙固化涂料體系中,暗反應(Dark Cure) 指的是涂料經初始固化(通常為 UV 光固化)后,在無光照(或低光照)條件下繼續進行的固化反應,其核心是利用體系中殘留的活性物種(如自由基、陽離子)或輔助固化機制(如熱固化、氧化固化),完成未反應基團的交聯,從而提升涂層的完全固化度。
暗反應的產生背景
雙固化涂料的設計初衷是解決單一固化方式的局限性:
例如,UV 固化雖高效,但對陰影區、復雜結構件的深孔 / 縫隙等光照不到的區域難以固化;
此時,體系中引入的第二種固化機制(如熱固化、氧化固化)可在 “暗處”(無光照區域)啟動反應,彌補 UV 固化的不足。
暗反應正是第二種固化機制在無光照條件下的具體體現。
暗反應的主要類型與機制
根據雙固化體系的組合方式,暗反應可分為以下幾類:
1. UV - 熱雙固化體系中的暗反應(最常見)
初始固化:UV 光照引發光聚合(如丙烯酸酯雙鍵的自由基聚合),快速形成表層固化膜。
暗反應機制:體系中同時含熱引發劑(如過氧化物、胺類)或熱固性基團(如環氧基、異氰酸酯基),在 UV 固化后,通過加熱(或常溫下緩慢反應)使未反應的基團繼續交聯:
例:UV 固化后殘留的丙烯酸酯自由基在熱引發下進一步聚合;
例:UV 光陽離子引發劑(如碘鎓鹽)在光照后仍能保持活性,在暗處繼續催化環氧基開環聚合(陽離子聚合的 “后固化效應”)。
2. UV - 氧化雙固化體系中的暗反應
初始固化:UV 光照引發丙烯酸酯等基團快速聚合,形成初步網絡。
暗反應機制:體系中引入干性油(如亞麻籽油改性樹脂)或含不飽和雙鍵的聚合物,在 UV 固化后,通過空氣中的氧氣引發氧化交聯(類似傳統醇酸樹脂的 “氣干” 過程),尤其在光照不足的區域補充固化。
3. UV - 濕氣固化體系中的暗反應
初始固化:UV 光照固化丙烯酸酯等基團,形成表層結構。
暗反應機制:體系中含異氰酸酯基團,在暗處通過吸收空氣中的水分,發生水解并與羥基、胺基等反應,完成二次交聯,提升涂層的致密性和附著力(尤其適用于多孔基材,如木材、混凝土)。
暗反應的核心作用
彌補光照盲區:解決 UV 固化中陰影區、深孔、復雜結構件的固化不完全問題,避免涂層發軟、粘手。
提升固化度:即使在光照區域,UV 固化可能存在未完全反應的基團(如表層固化過快導致內部氧氣阻聚),暗反應可進一步消耗活性基團,提高交聯密度,增強涂層硬度、耐化學性和附著力。
適應復雜工況:無需持續光照,適合大面積、異形件或離線固化場景(如 UV 固化后存放過程中完成暗反應)。
總結
雙固化涂料的暗反應是相對于 UV 光固化(“明反應”)而言的二次固化過程,通過熱、氧、濕氣等非光照條件下的化學反應,彌補 UV 固化的局限性,最終實現涂層的完全固化和性能優化。這一機制使得雙固化涂料在工業涂裝、電子封裝、汽車修補等復雜場景中具有不可替代的優勢。