水性uv固化耐刮擦涂料的制备与应用研究

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1、目录目录l摘要jAbstract．．ii第一章绪论11．1水性uv涂料的组成和分类．11．1．1水性树脂1．1．1．2水性UV引发剂41．1．3其他助剂61．2水性UV涂料的现状与趋势．61．2．1水性UV涂料的现状61．2．2水性uv涂料的趋势81．3典型水性Uv涂料的制备．91．4水性uv涂料的固化机理．．101．5水性Uv涂料主要特点111．6本论文研究的主要目的和主要内容111．6．1本论文主要研究目的．111．6．2本论文主要研究内容．12第二章水。陛UV涂料实验132．1实验原料132．

2、2实验设备142．3实验内容142．3．1水性树脂的评估与筛选．142．3．2水性uv涂料主体树脂选择．．172．4涂料组成对涂料基本性能的影响222．4．1叔胺EPll5与初始配方共混．242．4．2助剂与初始配方共混．242．4．3叔胺EPll5对初始配方光反应活性的影响．252．4．4助剂对初始配方耐刮擦性的影响．262．5优化配方272．5．1水的选择．272．5．2成膜助剂．272．5．3分散剂．272．5．4消泡剂．282．5．5实验分析及其优化配方．282．6涂料性能的检测292．6．

3、1耐脏污和化学品测试．292．6．2QUV耐老化测试．302．6．3温湿测试．302．6．4铅笔硬度测试．3l2．6．5百格附着力测试．31万方数据2．6．6RcA纸带测试．鲰2．6．7Taber转动磨耗测试．．：一!，，万方数据摘要UV辐射固化涂料及其技术以其环保优势目益为人们所欢迎，UV涂料具有(1)性能卓越(Excellence)，(2)环境友好(Ecology)，(3)节省能源(Energy)，(4)L经济(Economy)等4E特点，此外还有固化速度快，生产效率高等特点。但是UV涂料中往往

4、会使用的大量的活性单体和有机溶剂进行的调节施工粘度。这些组分会影响使用者的身体健康和环境。本课题先以选择目前市场最常见的几款水性树脂为研究对象，主要为纯丙烯酸水性树脂和聚氨酯改性丙烯酸树脂。通过评估他们的基本属性，例如固含量、成膜性能等，其次测试光引发的相容性和引发活性，筛选出选取了UCECOAT7200和AlberdingkLux250为主题树脂。然后以UCECOAT7200为主题树脂，设计出初始配方，研究了影响水性UV耐刮擦性的几个关键因素，如叔胺EPl15超细三氧化二铝粉和纳米二氧化硅改性的反

5、应单体NanocrylC410等．同时确立这些助剂的添加量。接着采用正交分析的方法，找出了最佳的助剂复配配方，然后根据所选的两款主题树脂，设计出四款备选配方。最后根据3C涂料的性能要求对所设计的配方进行测试与表征，测试的项目主要包括耐刮擦性、反应速度、耐溶剂性和耐候性等。文章同时讨论了漆膜耐刮擦性的力学原理，比较了几种耐刮擦性的测试结果，最终确立一款既满足当前行业所要求的测试标准又具有超耐磨(LinearAbrasionTest)水性UV涂料。此外，为了实际的研究和生产，考察了紫外光率，涂料温度与漆

6、膜转化率和硬度的关系。对于树脂的筛选表明，UCECOAT7200和AlberdingkLux250最具有反应活性和机械强度。在影响耐刮擦性的研究发现，EPll5和超细氧化铝的存在会大幅度增加体系的耐刮擦性。实验还发现UV涂料双键转化率或者机械强度仅仅与UV能量有关系，所以建议800mj／cm2为最佳曝光量。在兼备一般水性UV涂料的诸多优势同时，本课题所研制出来的水性Uv涂料具有以下两个额外显著的优势：(1)涂料性能得以提高，但是涂料制造工艺没有复杂化：(2)产品原材料及其易得，涂料成本处于控制范围之

7、内：此外，本论文进一步提高耐刮擦性能，提出来合理化的建议，以及需要进一步进行探讨的问题。关键词：紫外光固化，水性涂料，乳液，3C涂料万方数据AbstractUV-curablecoatingtechnologyisbecomingwellacceptedbyanumberofmarketsegmentsduetotheireco—friendlyproperty．UVcoatinghasseveraladvantages(1)Excellentperformanceorefficientproduc

8、tion，(2)Ecologyfriendlyproduct，(3)Energysavingand(4)Economy．SincemostofUVoligomershavehighviscosities，lotsofreactivemonomersandorganicsolventshavebeenaddedintothecoatingsystemtoadjusttheviscosityforapplications．Liquidmonomersstronglyirr