UV涂料活性稀释剂概述
活性稀释剂（reactive diluent）通常称单体（monomer）或功能性单体（functional monomer）或反应性溶剂，它是一种含有可聚合官能团的有机小分子，既能溶解或分散成膜物质，又能在涂料成膜过程中参与成膜反应，形成不挥发组分而留在涂膜中的一类化合物；用于高固体分和无溶剂涂料体系中。可分为：端二(或三、四)丙烯酸酯类，用于光固化涂料；缩水甘油类，用于无溶剂环氧涂料；高羟值聚酯、聚醚类，用于高固体分涂料。
在光固化涂料的各种组分中活性稀释剂是一个重要的组成，它不仅溶解和稀释低聚物，调节体系的粘度，而且参与光固化过程，影响涂料的光固化速率和干膜的各种性能如耐磨性、硬度、柔韧性等。
因此光固化涂料配方设计中选择合适的活性稀释剂尤为重要。
按固化机理分型，活性稀释剂可分为自由基型和阳离子型两类。从化学结构上分析，自由基光固化用的活性稀释剂是具有C＝C不饱和双键的单体，如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、烯丙基，其光固化活性依次为：
丙烯酰氧基＞甲基丙烯酰氧基＞乙烯基＞烯丙基
故一般而言，自由基光固化体系活性稀释剂主要为丙烯酸酯类单体。而阳离子光固化体系用的活性稀释剂为具有：
乙烯基醚“CH2═CH—O—”
或
环氧基的单体
环氧类属于阳离子型活性稀释剂，其固化反应机理是阳离子聚合反应。乙烯基醚类既可参与自由基聚合，也可进行阳离子聚合，因此可作为两种光固化体系的活性稀释剂。
活性稀释剂按其每个分子所含反应性基团的多少，可以分为单官能团活性稀释剂如甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)、双官能团活性稀释剂如甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)和多官能团活性稀释剂。每个分子中含有官能团的数目称为官能度，所以单、双官能团活性稀释剂的官能度为1、2，多官能团活性稀释剂的官能度是3、4或更多。
活性稀释剂中含有可参与光固化反应的官能团越多，官能度越大，则光固化反应活性越髙，光固化速率越快。这是因为用含较多官能团的单体，除了增加反应活性外，还能赋予固化交联成膜；单官能团单体聚合后只能得到线形聚合物，而多官能团的单体可得到高交联度网络结构。
光固化活性稀释剂的主要品种：
| 名称 | 官能团 | 举例 | 光固化类型 |
| 丙烯酸酯 | CH2═CH—COO— | 三缩丙二醇二丙烯酸酯 TPGDA | 自由基 |
| 甲基丙烯酸酯 | CH2═C(CH3)—COO— | 甲基丙烯酸β-羟乙酯 HEMA | 自由基 |
| 乙烯基类 | CH2═CH— | 苯乙烯 St | 自由基 |
| 乙烯基醚类 | CH2═CH—O— | 三乙二醇二乙烯基醚 DVE-3 | 自由基，阳离子 |
| 环氧类 | 环氧基 | 苯基缩水甘油醚 PGE | 阳离子 |
从光固化活性看：
多官能团活性稀释剂＞双官能团活性稀释剂＞单官能团活性稀释剂
随着活性稀释剂官能度的增加，除了增加光固化反应活性外，同时增加固化膜的交联密度。单纯的单官能团单体光聚合后，只能得到线形聚合物，不发生交联。
当官能度＞2的活性稀释剂存在时，光固化后得到交联聚合物网络。
官能度高的活性稀释剂可得到高交联度的网状结构。如二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA，为6官单体，具高反应速度，交联密度大，具有很好的硬度、耐磨性、耐化性、耐热性、耐刮擦性。
交联度的高低对固化膜的物理力学性能和化学性能产生极大的影响。
活性稀释剂自身的化学结构对固化膜的性能有很大影响，因此在设计光固化涂料配方时，要根据涂料性能要求，选择合适的活性稀释剂。下表列出了活性稀释剂化学结构对固化膜性能的影响：
| 活性稀释剂化学结构 | 固化膜性能特点 |
| 链烷 | 耐高温，疏水性，耐候性，抗黄变，耐化学品，促进附着力 |
| 酯 | 耐高温，耐黄变，抗紫外，耐溶剂，良好附着力，遇碱易水解 |
| 芳香环 | 耐高温，耐化学品，提供硬度/附着力/疏水性，易黄变 |
| 酯环 | 耐高温，耐候性，不黄变，耐化学品，提供附着力/疏水性 |
| 醚 | 固化快，耐碱/链烷烃，对环氧/聚氨酯溶解力好，氧化后易黄变 |
活性稀释剂中随着官能团的增多，其相对分子质量也相应增加，分子间相互作用增大，因而粘度也增大，这样稀释作用就减少。
从活性稀释剂的粘度看：
多官能团活性稀释剂＞双官能团活性稀释剂＞单官能团活性稀释剂
从活性稀释剂的稀释作用看：
单官能团活性稀释剂＞双官能团活性稀释剂＞多官能团活性稀释剂
下表为常用活性稀释剂对体系粘度和固化速率的影响（条件：活性稀释剂:低聚物=30:70）：
| 活性稀释剂 | 官能度，f | 体系粘度，mPa?s | 固化速率，s |
| 2-EHA | 1 | 1180 | 12.5 |
| NVP | 1 | 1400 | 75 |
| POEA | 1 | 5000 | 110 |
| IBOA | 1 | 13000 | 75 |
| HDDA | 2 | 2088 | 200 |
| TEGDA | 2 | 4050 | 125 |
| TPGDA | 2 | 7550 | 100 |
| TMPTMA | 3 | 10400 | 15 |
| PETA | 3 | 25000 | 110 |
| TMPTA | 3 | 25400 | 200 |
| OTA-480 | 3 | 46250 | 125 |
设计光固化涂料配方，选择活性稀释剂时，应考虑以下因素：
①低毒性：低气味、低挥发性、低刺激性。
②低粘度：稀释能力较强，有利于降低体系粘度。
③低色相：特别在无色体系、白色体系必须加以考虑。
④低固化收缩率：低收缩性，利于增加对基材的附着力。
⑤高反应性：具较高反应速度，利于提高光固化反应速率。
⑥高溶解性：对光引发剂溶解性好，与树脂相容。
⑦高纯度：水分、溶剂、酸含量、聚合物含量低。
⑧玻璃化温度合适：玻璃化温度Tg适合涂层性能的要求。
⑨热稳定：热稳定性好，利于加工、运输和贮存。
⑩性价比高。
应根据光固化涂料涂装需要的粘度、固化速率、基材的附着性能、涂层所要求的物理机械性能(如光泽、硬度、柔韧性、耐冲击性、拉伸强度、耐磨性、耐化学品性、耐黄变性等)，综合进行选择。
单一的活性稀释剂不能满足上述要求时，大多数要选择两种或多种不同官能度的活性稀释剂搭配，以获得综合性能最佳的涂料配方。
下表为部分活性稀释剂的固化收缩率和表面张力：
| 活性稀释剂 | 化学名称 | 相对分子量 | 官能度 | 收缩率 | 表面张力，mN/m |
| IOBA | 丙烯酸异冰片酯 | 208 | 1 | 8.2% | 32 |
| EB 114 | 乙氧基化丙烯酸氧苯酯 | 236 | 1 | 6.8% | 39 |
| ODA | 丙烯酸十八烷基酯 | 200 | 1 | 8.3% | 30 |
| TCDA | 三环癸基二甲醇二丙烯酸酯 | 304 | 2 | 5.9% | 40 |
| EB 145 | 丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯 | 328 | 2 | 9.0% | 31 |
| DPGDA | 二丙二醇二丙烯酸酯 | 242 | 2 | 13.0% | 35 |
| TPGDA | 三丙二醇二丙烯酸酯 | 300 | 2 | 18.1% | 34 |
| HDDA | 己二醇二丙烯酸酯 | 226 | 2 | 19.0% | 36 |
| EB 160 | 乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 428 | 3 | 14.1% | 39 |
| OTA 480 | 丙氧基化甘油三丙烯酸酯 | 480 | 3 | 15.1% | 36 |
| TMPTA | 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 296 | 3 | 25.1% | 38 |
| EB 40 | 烷氧基化季戊四醇四丙烯酸酯 | 571 | 4 | 8.7% | 40 |
| EB 140 | 二羟甲基丙烷四丙烯酸酯 | 438 | 4 | 10.0% | 38 |
光固化活性稀释剂新技术、新产品也在快速迭代中。例如，有报道郑耀臣利用新戊二醇二缩水甘油醚（NGE）与二元酸反应，再与丙烯酸单体作用，合成了一种新型光敏活性稀释剂，制成光固化涂料，对其紫外光固化涂料进行拉伸试验，得到涂膜的拉伸强度为l2.97MPa、弹性模量为92.44MPa、断裂伸长率为17.58%；制成的光固化涂料具有良好的贮存稳定性、高的邵氏A硬度值（>95.0）和小的固化体积收缩率（约7.4%）。