资源描述：
《颜料对UV涂料性能的影响.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、[摘要]本文阐述研制了一种新型紫外光固化环氧丙烯酸酯彩色涂料,主要研究了辐射时间、颜料的种类及用量等因素对涂膜的固化速度和硬度、附着力等性能的影响。 [关键词]紫外光固化;环氧丙烯酸酯;颜料 紫外光(UV)固化涂料具有节约能源、减轻空气污染、固化速度快、占地少、适于自动化流水线涂装等特点,因而在高技术领域中得到了广泛的应用[1]。尽管光固化涂料具有很多优点,但难以用于含颜料的涂料中,因为颜料可吸收紫外光,影响光引发剂的光吸收,而且颜料还会散射紫外光,使紫外光难以到达涂层的底部。因此当UV固化体系中含有颜料时,涂料的固化速度将会大幅度地降低,有时甚至出现难以固化的现象,尤其是底
2、部更难固化[2~3] 。 各色颜料由于各自的晶型结构不同对不同波长的光线有不同的吸收率(透光率),一般而言,对紫外光的吸收率顺序为:黑色>紫色>蓝色>青色>绿色>黄色>红色。对紫外光而言,不同颜料的吸收率不同,对涂料的光固化速度的影响也不同;同时,相同颜料的不同配比因其浓度不同,对涂料的光固化速度影响也不同[4~6] 。 1实验部分 1.1原材料 环氧丙烯酸酯树脂(环氧611):工业品,上海树脂厂安息香双甲醚(I1):工业品,江苏金坛试剂厂;二苯甲酮(I2):化学纯,中国上海群力化工厂;三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA):工
3、业品,浙江洞头凯达化工有限公司;酞青蓝(O-blue),醇溶性耐晒红(O-red),醇溶性耐晒黄(O-yellow);透明氧化铁色浆(红色I-red、绿色I-green、黑色I-black、黄色I-yellow、褐色I-brown):浙江神光材料科技有限公司;二乙胺分析纯,中国医药(集团)上海化学试剂公司;KH-570:工业品,上海有机化学研究所;5400-PⅡ:德谦贸易股份有限公司;BYK-300:毕克化学品公司。 1.2紫外光固化成膜 将环氧丙烯酸酯树脂与活性稀释剂、光引发剂、颜料和其它助剂按一定比例搅拌混合均匀,配好后涂布于玻璃板上,厚度为0.012～0.120mm,用
4、1000W高压汞灯照射一定时间,固化成膜。基本配方见表1。 1.3性能测试 (1)酸值:精确称取1g左右环氧丙烯酸酯树脂于250mL锥形瓶中,用20mL丙酮溶解,加入三滴酚酞指示剂,用0.1mol/L的氢氧化钾乙醇溶液滴定至粉红色为终点,酸值单位为每克样品消耗的氢氧化钾的毫克数。 (2)表干时间:在10mm×5mm×3mm玻璃表面铸膜,用指触法测定表干时间。 (3)摆杆硬度:采用GD-200摆杆式漆膜阻尼试验仪,根据GB1730-93法进行测试。 (4)附着力:采用GQZ-Ⅱ型漆膜附着力试验仪,按GB1720-89测试。 2结果与讨论 2.1不同颜料时辐射
5、时间对涂膜性能的影响 采用相同的固化体系(I1/I2;环氧丙烯酸酯/TMPTA/TPGDA=5:2:3),相同(3%)的颜料用量,考察不加颜料和加入不同颜料时辐射时间对涂膜性能的影响。样品膜厚均为30μm。 如图1所示,曲线A的变化趋势表明,不加颜料的体系在涂膜开始接受紫外光辐射的前60s内,涂膜的硬度迅速增加;随着辐射时间的延长,涂膜的硬度增加缓慢,增加的幅度变小。但是把曲线B、C、D与A比较可知,在开始固化的60s内,加入颜料的体系硬度增加的幅度小于不加颜料的体系,即体系加入颜料后固化速度变慢,因而涂膜的硬度增加比较缓慢;随着辐射时间的延长,体系的固化反应继续进行,使涂膜
6、的硬度继续增加,这是因为体系中的颜料吸收了一部分紫外光,使光引发剂减少了对光的吸收,从而降低了固化速度。 由于不同颜色的颜料对紫外光的吸收率不同,因而颜料对涂料光固化的影响也不同。由图1可以看出,三种体系在前60s内涂膜硬度的大小顺序为:B>D>C,其固化速度的顺序也为:B>D>C,因此三种颜料对紫外光的吸收率的大小顺序为:黑>蓝>绿,与颜料吸收率的一般规律相符。颜料的吸收率越小,透光率越大,涂层的固化速度越快。 如图2所示,由四条曲线的变化趋势可知,四种体系的涂膜的附着力在开始固化的前60s内,附着力均较佳;但是60s之后,由于涂膜硬度的迅速增加,涂膜变硬、变脆,四种
7、体系涂膜的附着力均有不同程度的下降,其中降低幅度最大的是不加颜料的体系,这是因为该体系的涂膜硬度急剧增大,迅速增大到极限值;绿色、蓝色两种体系由于颜料的影响,涂膜的硬度缓慢增加,因而附着力下降幅度较小;而黑色体系由于颜料强烈吸收紫外光,涂料的透光率下降,影响底层偶联剂与树脂之间的反应,降低了涂膜与基材之间的结合力,因而附着力下降幅度较大。 2.2颜料用量对涂膜固化速度和性能的影响 同种颜料的用量不同时,也会对涂膜的固化和性能产生不同的影响。采用相同
