不同紫外光固化涂料的涂膜性能研究

1、不同紫外光固化涂料的涂膜性能研究第33卷第6期2005年6月化工新型材料NEWCHEMICALMATERIAISVoL33No.6?33?不同紫外光固化涂料的涂膜性能研究胡偉武楊琦萬(wàn)力(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)水資源與環(huán)境學(xué)院,北京100083;2.襄樊學(xué)院化學(xué)與生物科學(xué)系,襄樊441053)摘要通過(guò)不同齊聚物,單體稀釋劑,引發(fā)劑,促進(jìn)劑的組合得到不同的紫外光(UV)固化涂料,研究了UV涂料的附著性,光澤,柔韌性,耐溶劑性,以及在不同材質(zhì)表面的涂膜性能.通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出:環(huán)氧丙烯酸酯齊聚物具有良好的附著力,顏料潤(rùn)濕性,高光澤,高硬度與優(yōu)異的耐溶解性;聚氨酯丙烯酸酯齊聚物具有反應(yīng)活性高,固化速度

2、快,優(yōu)異的耐黃變性能,優(yōu)異的附著力,柔韌性,抗化學(xué)品性和耐磨性;聚酯丙烯酸酯齊聚物具有良好的光澤,耐候性能,固化性能和保光性能較好.將以上三者按不同比例搭配使用,配合相應(yīng)的組成成分,可靈活地設(shè)計(jì)出具有實(shí)用價(jià)值的紫外光固化涂料產(chǎn)品.關(guān)鍵詞紫外光固化涂料,齊聚物,配比,涂膜性能ThestudyonfilmingpropertiesofdifferentUVcuringcoatingsHuWeiwuYangQiWanLi(1.SchoolofWaterResources&Environment,ChinaUniversityofGeoscience,Beijing100083;2.D

3、epartmentofChemistry&BiologicalScience,XiangfanUniversity.Xiangfan441053)AbstractThroughchangingcompoundingformulaofdifferentoligomers,momomerdiluments,initiatingagentsandaccelerants,differentultraviolet(UV)curingcoatingshavebeenobtained.Thestickability,luster,flexility,solventresistanceandf

4、ilmingpropertiesondifferentbasematerialshavebeenstudied.Itwasshowedfromtheexperimentthat:epoxyacrylateoligomershadgoodadhesivenessanddyewettability,highlusterandrigidity,andexcellentsolventresistance;urethaneacrylateoligomershadhighreactivity,fastcuringspeed,excellentresistancetOyellowstain,excellen

5、tadhesiveness,flexility,goodchemicalresistance,goodwearresistance;polyesteracrylateoligomershadgoodluster,weatheringresistance,settabilityandglossretention.Abovethreematerialsarecombinedwithdifferentproportionandareassortedcorrespondingcomposition,andappropriateproductscanbedes果見表3.表3不同引發(fā)劑對(duì)涂料性能的影響單體

6、/(wt)引發(fā)劑/(wt)附著性光澤柔韌性耐溶劑性注:以環(huán)氧/聚氨酯:20/15為齊聚物,三乙醇胺8為胺增感劑,其它助劑2,PVC為底材,涂膜厚度為4060btm.由表3可見,不同的引發(fā)劑苯甲乙酮,二苯甲酮和D-1173對(duì)固化效果的影響是不同的.原因如下:苯甲乙酮,二苯甲酮是雙分子型光引發(fā)劑,只有在供氫體三乙醇胺存在下才能發(fā)揮作用;單分子引發(fā)劑不需要任何助劑存在即可發(fā)揮作用.單獨(dú)使用任一種引發(fā)劑,其固化時(shí)間都達(dá)不到令人滿意的程度.應(yīng)以二者的混合體系作為引發(fā)劑.2.4促進(jìn)劑的影響分別以三乙醇胺,丙烯酸胺(EB7100)為促進(jìn)劑,測(cè)定其對(duì)UV涂料性能的影響,結(jié)果見表4.表4不同促進(jìn)劑對(duì)涂料性能的影

7、響引發(fā)劑/(wt)促進(jìn)劑/(wt)附著性光澤柔韌性耐溶劑性注:以環(huán)氧/聚氨酯:20/15為齊聚物,HDDA28.4為單體,其它助劑2%,PVC為底材,涂膜厚度為4060btm.從表4中可以看出,三乙醇胺對(duì)苯甲乙酮和EB-7100對(duì)D-1173/苯甲乙酮的促進(jìn)作用是不同的.使用D-1173/苯甲乙酮為引發(fā)劑,EB-7100為促進(jìn)劑時(shí)膜層不發(fā)黃,涂膜的固化速度大大加快,且能優(yōu)化膜的性能,效果很好.三乙醇胺的促進(jìn)作用是通過(guò)消耗涂層表面上的氧氣,減輕氧氣的阻聚效應(yīng),從而間接提高苯甲乙酮的引發(fā)效率來(lái)實(shí)現(xiàn)的;使用【)-l173/苯甲乙酮時(shí),EB-7100的促進(jìn)作用主要是通過(guò)直接參與活性自由基的生成過(guò)程而實(shí)

8、現(xiàn)的.2.5底材的影響分別以表面經(jīng)處理后的木材,聚乙烯材,金屬,塑料,紙板,鋼板為底材,測(cè)定其對(duì)UV涂料性能的影響,結(jié)果見表5.表5uV涂料對(duì)不同底材的涂膜性能注:以環(huán)氧/聚氨酯:2o/15為齊聚物,HDDA28.4為單體,苯甲乙酮3%引發(fā)劑,三乙醇胺8為胺增感劑,其它助劑2%,涂膜厚度為4060btm.在相同條件下,使用金屬材料,塑料,木材和紙張UV涂膜依次為好,這主要是由于不同底材對(duì)紫外光輻射反射/吸收的差異導(dǎo)致了涂膜程度的不同.(下轉(zhuǎn)第23頁(yè))第6期朱思君等:酚酞基聚醚砜溶解度參數(shù)的測(cè)定常數(shù)F的色散分量的簡(jiǎn)單相加;可通過(guò)式(6)得到確定,并且當(dāng)具有幾個(gè)對(duì)稱面的分子時(shí),一0l4j.采用式(

9、7)進(jìn)行計(jì)算,該式可修正極性基團(tuán)的相互作用,當(dāng)2個(gè)極性基團(tuán)存在于對(duì)稱位置時(shí),極性分量還要進(jìn)一步降低.已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,由于產(chǎn)生總的極性和氫鍵性質(zhì)的不同結(jié)構(gòu)基團(tuán)間相互作用很復(fù)雜,因此只能對(duì)溶度參數(shù)分量進(jìn)行粗略計(jì)算.許多基團(tuán)的,F.i,均可通過(guò)文獻(xiàn)查得,然而酚酞基聚醚砜結(jié)構(gòu)中的砜基的相關(guān)數(shù)據(jù)較少,只有TakeshiMatsuura等j通過(guò)二甲基砜求出了聚醚砜的和值,黃龍等_6給出.值.V值可以用密度p的關(guān)系式(VM/p)求取;也可以通過(guò)基團(tuán)對(duì)摩爾體積的貢獻(xiàn)值估算,本文采用前者確定V.2.3基團(tuán)貢獻(xiàn)法估算酚酞基聚醚砜溶解度參數(shù)酚酞基聚醚砜重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為:.-一o-0一要0表4估算PES-C溶解度參數(shù)

10、所需的基團(tuán)貢獻(xiàn)值6q(上接第35頁(yè))3結(jié)論(1)環(huán)氧丙烯酸酯齊聚物,具有良好的附著力,顏料潤(rùn)濕性,高光澤,高硬度與優(yōu)異耐溶解性;聚氨酯丙烯酸酯齊聚物,具有反應(yīng)活性高,固化速率快,優(yōu)異的耐黃變性能,價(jià)格相對(duì)也較高,多用于高要求的領(lǐng)域,具有優(yōu)異的附著力,柔韌性,抗化學(xué)品性,彈性和耐磨性等,常用于PVC,木地板,木器罩光,印刷油墨以及黏結(jié)劑等方面;聚酯丙烯酸酯齊聚物,具有良好的光澤,耐候性能,固化性能和保光性能較好,價(jià)格較低,主要應(yīng)用于PVC,皮革,金屬,卷材,紙張罩光和木器.將以上三者按不同比例搭配使用,可靈活地設(shè)計(jì)出適合實(shí)際應(yīng)用的產(chǎn)品,具有極高的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值.根據(jù)密度p的關(guān)系式(VM/p)求的V

11、一407.04am.mol_.由式(4),(6),(7),(8)計(jì)算得:一(+)/一2O.31J/mL/通過(guò)基團(tuán)貢獻(xiàn)法估算的結(jié)果與前面濁度滴定法所測(cè)定的結(jié)果接近,這說(shuō)明本文估算的方法可行.3結(jié)論(1)通過(guò)濁度滴定法測(cè)的酚酞基聚醚砜的溶解度參數(shù)為20.76j,/2mL;(2)通過(guò)基團(tuán)貢獻(xiàn)法估算的酚酞基聚醚砜的溶解度參數(shù)為2O.31JmL/2,與濁度滴定法所測(cè)定的結(jié)果接近,說(shuō)明本文估算的方法可行.參考文獻(xiàn)1北京大學(xué)化學(xué)系高分子化學(xué)教研室.高分子物理實(shí)驗(yàn).北京:北京大學(xué)出版社,19832HansenCMJ.JPaintTechnology,1967,39:1045113HansenCM,Beerbo

12、wer八EncyclopediaofChemicalTechnology-M.2nded.NewYork:Interscience,19714KoenhenDM,SmolersC八J.JApplPolymSci,1975,19:11635TakeshiMatsuura,BlaisP,SourirajannSJ.JApplPolymSci.1976,20:151515316楊龍,黃方,樂以倫J.功能高分子,2001(2):2142207FedorsRJ.PolymEngSci,1974,14(2):1478范克雷維倫Dw.許元澤等譯.聚合物的性質(zhì)M.北京:科學(xué)出版社,1981收稿日期:20041119(2)采用不同官能度的活性稀釋劑組成的混合體系可提高涂膜的綜合性能;采用多種引發(fā)劑組成的混合引發(fā)體系可提高引發(fā)效率,縮短固化時(shí)間;不同底材對(duì)固化效果有不同的影響.參考文獻(xiàn)1楊永源uV固化材料進(jìn)展Dl精細(xì)與專用化學(xué)