活性稀釋劑（reactive diluent）通常稱單體（monomer）或功能性單體（functional monomer）或反應(yīng)性溶劑，它是一種含有可聚合官能團(tuán)的有機(jī)小分子，既能溶解或分散成膜物質(zhì)，又能在涂料成膜過程中參與成膜反應(yīng)，形成不揮發(fā)組分而留在涂膜中的一類化合物；用于高固體分和無溶劑涂料體系中?？煞譃椋?/span>端二(或三、四)丙烯酸酯類，用于光固化涂料；縮水甘油類，用于無溶劑環(huán)氧涂料；高羥值聚酯、聚醚類，用于高固體分涂料。
在光固化涂料的各種組分中活性稀釋劑是一個重要的組成，它不僅溶解和稀釋低聚物，調(diào)節(jié)體系的粘度，而且參與光固化過程，影響涂料的光固化速率和干膜的各種性能如耐磨性、硬度、柔韌性等。
因此光固化涂料配方設(shè)計(jì)中選擇合適的活性稀釋劑尤為重要。
按固化機(jī)理分型，活性稀釋劑可分為自由基型和陽離子型兩類。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上分析，自由基光固化用的活性稀釋劑是具有C＝C不飽和雙鍵的單體，如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、烯丙基，其光固化活性依次為：
丙烯酰氧基＞甲基丙烯酰氧基＞乙烯基＞烯丙基
故一般而言，自由基光固化體系活性稀釋劑主要為丙烯酸酯類單體。而陽離子光固化體系用的活性稀釋劑為具有：
乙烯基醚“CH2═CH—O—”
或
環(huán)氧基的單體
環(huán)氧類屬于陽離子型活性稀釋劑，其固化反應(yīng)機(jī)理是陽離子聚合反應(yīng)。乙烯基醚類既可參與自由基聚合，也可進(jìn)行陽離子聚合，因此可作為兩種光固化體系的活性稀釋劑。
活性稀釋劑按其每個分子所含反應(yīng)性基團(tuán)的多少，可以分為單官能團(tuán)活性稀釋劑如甲基丙烯酸-β-羥乙酯(HEMA)、雙官能團(tuán)活性稀釋劑如甲基丙烯酸-β-羥乙酯(HEMA)和多官能團(tuán)活性稀釋劑。每個分子中含有官能團(tuán)的數(shù)目稱為官能度，所以單、雙官能團(tuán)活性稀釋劑的官能度為1、2，多官能團(tuán)活性稀釋劑的官能度是3、4或更多。
活性稀釋劑中含有可參與光固化反應(yīng)的官能團(tuán)越多，官能度越大，則光固化反應(yīng)活性越髙，光固化速率越快。這是因?yàn)橛煤^多官能團(tuán)的單體，除了增加反應(yīng)活性外，還能賦予固化交聯(lián)成膜；單官能團(tuán)單體聚合后只能得到線形聚合物，而多官能團(tuán)的單體可得到高交聯(lián)度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
光固化活性稀釋劑的主要品種：
| 名稱 | 官能團(tuán) | 舉例 | 光固化類型 |
| 丙烯酸酯 | CH2═CH—COO— | 三縮丙二醇二丙烯酸酯 TPGDA | 自由基 |
| 甲基丙烯酸酯 | CH2═C(CH3)—COO— | 甲基丙烯酸β-羥乙酯 HEMA | 自由基 |
| 乙烯基類 | CH2═CH— | 苯乙烯 St | 自由基 |
| 乙烯基醚類 | CH2═CH—O— | 三乙二醇二乙烯基醚 DVE-3 | 自由基，陽離子 |
| 環(huán)氧類 | 環(huán)氧基 | 苯基縮水甘油醚 PGE | 陽離子 |
從光固化活性看：
多官能團(tuán)活性稀釋劑＞雙官能團(tuán)活性稀釋劑＞單官能團(tuán)活性稀釋劑
隨著活性稀釋劑官能度的增加，除了增加光固化反應(yīng)活性外，同時增加固化膜的交聯(lián)密度。單純的單官能團(tuán)單體光聚合后，只能得到線形聚合物，不發(fā)生交聯(lián)。
當(dāng)官能度＞2的活性稀釋劑存在時，光固化后得到交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)。
官能度高的活性稀釋劑可得到高交聯(lián)度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。如二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA，為6官單體，具高反應(yīng)速度，交聯(lián)密度大，具有很好的硬度、耐磨性、耐化性、耐熱性、耐刮擦性。
交聯(lián)度的高低對固化膜的物理力學(xué)性能和化學(xué)性能產(chǎn)生極大的影響。
活性稀釋劑自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)對固化膜的性能有很大影響，因此在設(shè)計(jì)光固化涂料配方時，要根據(jù)涂料性能要求，選擇合適的活性稀釋劑。下表列出了活性稀釋劑化學(xué)結(jié)構(gòu)對固化膜性能的影響：
| 活性稀釋劑化學(xué)結(jié)構(gòu) | 固化膜性能特點(diǎn) |
| 鏈烷 | 耐高溫，疏水性，耐候性，抗黃變，耐化學(xué)品，促進(jìn)附著力 |
| 酯 | 耐高溫，耐黃變，抗紫外，耐溶劑，良好附著力，遇堿易水解 |
| 芳香環(huán) | 耐高溫，耐化學(xué)品，提供硬度/附著力/疏水性，易黃變 |
| 酯環(huán) | 耐高溫，耐候性，不黃變，耐化學(xué)品，提供附著力/疏水性 |
| 醚 | 固化快，耐堿/鏈烷烴，對環(huán)氧/聚氨酯溶解力好，氧化后易黃變 |
活性稀釋劑中隨著官能團(tuán)的增多，其相對分子質(zhì)量也相應(yīng)增加，分子間相互作用增大，因而粘度也增大，這樣稀釋作用就減少。
從活性稀釋劑的粘度看：
多官能團(tuán)活性稀釋劑＞雙官能團(tuán)活性稀釋劑＞單官能團(tuán)活性稀釋劑
從活性稀釋劑的稀釋作用看：
單官能團(tuán)活性稀釋劑＞雙官能團(tuán)活性稀釋劑＞多官能團(tuán)活性稀釋劑
下表為常用活性稀釋劑對體系粘度和固化速率的影響（條件：活性稀釋劑:低聚物=30:70）：
| 活性稀釋劑 | 官能度，f | 體系粘度，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 |
設(shè)計(jì)光固化涂料配方，選擇活性稀釋劑時，應(yīng)考慮以下因素：
①低毒性：低氣味、低揮發(fā)性、低刺激性。
②低粘度：稀釋能力較強(qiáng)，有利于降低體系粘度。
③低色相：特別在無色體系、白色體系必須加以考慮。
④低固化收縮率：低收縮性，利于增加對基材的附著力。
⑤高反應(yīng)性：具較高反應(yīng)速度，利于提高光固化反應(yīng)速率。
⑥高溶解性：對光引發(fā)劑溶解性好，與樹脂相容。
⑦高純度：水分、溶劑、酸含量、聚合物含量低。
⑧玻璃化溫度合適：玻璃化溫度Tg適合涂層性能的要求。
⑨熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定性好，利于加工、運(yùn)輸和貯存。
⑩性價比高。
應(yīng)根據(jù)光固化涂料涂裝需要的粘度、固化速率、基材的附著性能、涂層所要求的物理機(jī)械性能(如光澤、硬度、柔韌性、耐沖擊性、拉伸強(qiáng)度、耐磨性、耐化學(xué)品性、耐黃變性等)，綜合進(jìn)行選擇。
單一的活性稀釋劑不能滿足上述要求時，大多數(shù)要選擇兩種或多種不同官能度的活性稀釋劑搭配，以獲得綜合性能最佳的涂料配方。
下表為部分活性稀釋劑的固化收縮率和表面張力：
| 活性稀釋劑 | 化學(xué)名稱 | 相對分子量 | 官能度 | 收縮率 | 表面張力，mN/m |
| IOBA | 丙烯酸異冰片酯 | 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 | 三環(huán)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 | 乙氧基化三羥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 | 三羥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 | 二羥甲基丙烷四丙烯酸酯 | 438 | 4 | 10.0% | 38 |
光固化活性稀釋劑新技術(shù)、新產(chǎn)品也在快速迭代中。例如，有報(bào)道鄭耀臣利用新戊二醇二縮水甘油醚（NGE）與二元酸反應(yīng)，再與丙烯酸單體作用，合成了一種新型光敏活性稀釋劑，制成光固化涂料，對其紫外光固化涂料進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，得到涂膜的拉伸強(qiáng)度為l2.97MPa、彈性模量為92.44MPa、斷裂伸長率為17.58%；制成的光固化涂料具有良好的貯存穩(wěn)定性、高的邵氏A硬度值（>95.0）和小的固化體積收縮率（約7.4%）。
揚(yáng)州市立達(dá)樹脂有限公司 版權(quán)所有(C) 2015 技術(shù)支持：揚(yáng)州宏瑞科技 備案序號：蘇ICP備14030910號-1
