随着经济和社会的不断发展，对高性能、多功能性和低环境影响的涂料需求激增。光固化技术利用紫外线（UV）[1]、[2]或电子束（EB）[4]、[5] [6] [7]引发自由基（或阳离子）聚合，快速将预聚物和单体交联成致密网络。这种方法具有高效、低能耗和良好的环境效益[8] [9]。高可见光透射率的UV固化涂料广泛应用于电子设备、高端家具、光学元件、建筑玻璃和可再生能源模块，使其成为涂料科学与工程领域的核心研究方向。
透明光固化涂料的配方设计和固化动力学共同决定了其光学和机械性能。典型配方包含可交联的预聚物/寡聚物[10] [11] [12]、活性稀释单体[13] [14]、光引发剂[15] [16]以及添加剂包[17]等，必要时还会加入功能性纳米填料[18] [19] [20]。要实现低雾度的同时获得高透射率，需要最小化分子级别的光学不均匀性[21]，例如改善树脂与活性稀释剂之间的折射率匹配[22] [23]、抑制网络微相分离以及减轻体积收缩[24] [25]。在固化过程中，多个因素直接影响涂料性能，包括自由基生成速率、氧气抑制、光路径中的光衰减以及转化与交联密度之间的耦合。这些因素共同影响透明度、附着力、抗刮擦性和抗裂性[26]。
随着新兴应用的发展，设计目标已从单纯追求“高透射率”转向多个性能和功能的协调优化。理想的涂料应兼具高表面硬度和优异的耐磨/抗刮擦性，同时具备足够的韧性和抗裂性以适应弯曲或冲击[27]。引入可逆键或动态网络可以实现自修复[28] [29] [30]，延长使用寿命并降低维护成本。在环境耐久性方面[18]，涂料应能在长时间暴露于紫外线、热氧化条件、潮湿环境和化学介质中保持性能，同时尽量减少吸水率和热收缩，以维持尺寸稳定性和外观。在特定领域，还需要具备持久的抗菌/防污性能而不牺牲透明度[31] [32] [33] [34]；在建筑和交通领域，还需要阻燃[35] [36] [37] [38]和抑烟[39]性能。符合绿色化学趋势的生物基原料和填料[40] [41]在透明UV固化系统中展现出广阔的应用前景。
本文从三个战略方向——化学结构、杂化和复合工程——出发，阐明了高性能透明UV固化涂料的设计方法和结构-性质关系，如图1所示。从化学结构的角度来看，通过控制环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的功能性和软硬段比例，并结合特殊活性稀释剂，可以实现高转化率、低收缩率和低雾度[42] [43] [44]。引入硅氧烷段[45] [46]、氟化侧链[47] [48] [49]和多面体寡聚硅氧烷（POSS）笼[50] [51] [52] [53]可以提高耐磨性、热稳定性和抗污染性。含有磷[54]、硼[55]或磷-氮[56]协同效应的反应性单体可提供阻燃性能，而超支化拓扑结构和动态可逆键可以减少内部应力并实现自修复功能。杂化方法通过溶胶-凝胶[57] [58]工艺实现分子级别的耦合，并通过硅烷偶联剂[15] [59]形成共价连接的透明杂化相，从而在颗粒尺寸较小时提升硬度、阻隔性能和耐候性。复合和多尺度策略依赖于表面功能化纳米颗粒[60] [61]的稳定分散以及核壳[62] [63]或分层结构；总结了纳米填料在不同维度上的分散方法和功能属性。文中还介绍了用于透明UV固化系统的生物基原料和填料。最后，分析了结构基元与光学透明度之间的关系，并提出了在不牺牲多功能性的前提下进一步提高透明度的策略[64] [65]。
N协同）的单体可提供阻燃性能；超支化和动态网络结构可以减少内部应力并实现自修复功能。通过溶胶-凝胶或硅烷偶联实现分子级别的耦合，形成共价连接的透明杂化相，在颗粒尺寸保持亚波长时提升硬度、阻隔性能和耐候性。复合策略强调0D/1D/2D纳米填料的分散性、界面工程和折射率匹配，从而在不牺牲透明度的同时赋予额外的功能——如UV屏蔽、红外阻挡、抗静电、磁/电响应。遵循绿色化学的理念，通过极性/折射率对齐和表面功能化整合生物基单体和填料，以保持透明度的同时提高刚性、阻隔性和可持续性。在各个尺度上，通过抑制微相分离和氧气抑制、最小化折射率差异以及控制固化引起的应力，以及将无机成分限制在光学波长以下，来最大化透明度。
