丙烯酸酯聚氨酯类涂层的防沾污失效机制研究

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1、张阳等：丙烯酸酯聚氨酯类涂层的防沾污失效机制研究文章编号：1001—9731(2013)增刊(II)一0221—04丙烯酸酯聚氨酯类涂层的防沾污失效机制研究张阳，刘慧丛，杨昕，李卫平，朱立群(北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100191)摘要：研究了含氟丙烯酸酯聚氨酯(FPA)涂层和2实验丙烯酸酯聚氨酯(PA)涂层暴露在模拟自然环境(紫外光、酸雨、灰尘)中的防沾污性能。结果表明，FPA涂2．1试样制备及实验方法层的防沾污性能在暴露初期优于PA涂层，且随着环试样基材采用10cm×5cm×0．1cm的马口铁，境暴露时间的延长防沾污性能逐渐下降。根据两种涂600砂纸打磨后用无水乙醇洗净吹干

2、。将实验室自层在模拟自然环境中的表面光泽度、接触角及滚动角制的未改性和有机氟改性的两种丙烯酸酯组分分别按的变化特点，初步分析探讨了这两种涂层的防沾污失一定比例与聚酯组分、异腈酸酯固化剂、溶剂、流平剂效机制，发现疏水性的FPA涂层与亲水性的PA涂层混合，搅拌均匀后用匀胶机旋涂在基材表面，放入80在模拟自然环境中的防沾污失效机制上存在着差异。℃烘箱中烘烤2h，再室温放置48h固化得到试样。．关键词：模拟自然环境；丙烯酸酯聚氨酯；涂层；防沾然后将试样放人模拟实验箱中进行暴露实验，根据一污；失效定的暴露时间观察试样涂层表面的防沾污性能等变中图分类号：TQ630．7；TB324文献标识码：A化。DOI

3、：10．3969／j．issn．1001-9731．2O13．增刊(Ⅱ)．0ll模拟实验箱可以同时模拟紫外光、酸雨和灰尘等环境影响参数。模拟紫外灯波长为308nm，功率为81引言w，距试样表面15cm，连续光照方式；模拟酸雨是比丙烯酸酯聚氨酯涂层兼具丙烯酸酯涂层保光、保例为6：3：1的硫酸、硝酸、盐酸调配而成的pH值===色、附着力强和聚氨酯涂层耐酸碱、耐溶剂、低温固化5的溶液，每12h模拟降雨10g溶液；在防沾污性能等优点，广泛应用于高装饰性涂装_1]。近年来，随着测试中，污染源采用石墨粉末口，在试样表面沉积石．社会环保意识的增强，涂层的防沾污性能也引起了更墨粉末约40mg，用淋雨装置淋冲

4、后烘干，测试涂层实多的关注和研究l_3。]。具有防沾污性能的涂层不易沾验前的反射率A和实验后的反射率B，并计算涂层表上灰尘颗粒，或容易在雨水作用下冲洗干净。通过纳A—R面反射率的减少率x(x一×100)，称x为涂米粒子改性]、有机氟硅化合物改性I6。等方法，可以^获得具有表面微结构或低表面能的涂层，使涂层的防层的防沾污指数。涂层的x值小，意味着涂层的防沾沾污性能提高L8]。污性能好，所以对于防沾污涂层来说希望得到小的x但是，在研究过程中发现，涂层的防沾污性并不具值。备良好的耐候性，在自然环境下明显降低甚至很快失2．2性能测试方法效，而且有机涂层的防沾污失效机制到目前还没有统涂层表面成分采用美

5、国NicoletNEXUS-470进行一的共识lg。因此，研究涂层在自然环境下的防沾傅立叶衰减全反射红外(FT_IR_ATR)Yt析表征；涂层的污失效机制，对提高涂层的防沾污性能及其长效性具热重(TG)分析采用德国NETZSCH公司STA449F3型有重要的理论价值和实际意义。热分析仪，最高温度800℃，升温速度为10℃／mira接本文通过模拟自然环境参数(紫外光、酸雨、灰触角和滚动角采用德国Kruss公司DSA20Easydrop接尘)，研究了含氟丙烯酸酯聚氨酯(FPA)涂层和丙烯酸触角测量仪进行测定，测试水滴容量分别为5和20L；酯聚氨酯(PA)涂层的防沾污性能的变化规律，对涂层涂层表面

6、光泽度和反射率分别采用XGD便携式镜向光进行了傅立叶衰减全反射红外分析和热重分析，测试泽度仪和C84一II型反射率仪测试。了涂层表面的光泽度及对水的接触角、滚动角在模拟3结果与讨论自然环境下的变化，并分析了这些因素与涂层防沾污性能的关系，对FPA涂层和PA涂层的防沾污失效机3．1模拟自然环境对涂层防沾污指数的影响制进行了初步探讨。图1是FPA涂层和PA涂层的防沾污指数X在*收到初稿日期：2013—04—17收到修改稿日期：2013—05—28通讯作者：李卫平作者简介：张阳(1988一)，男，河南焦作人，硕士，从事丙烯酸酯聚氨酯涂层研究。222助财料2013年增刊Ⅱ(44)卷模拟自然环境中的变

7、化规律。在暴露的初始阶段，图2(a)中，FPA涂层中1243cm处有强的FPA涂层的防沾污性能优于PA涂层；在模拟自然环C—F吸收峰，说明涂层表面含有C—F链段。随着暴境下暴露后，FPA涂层防沾污性能下降。值得注意的露时间延长，C—F吸收峰强度变化不大。1733cm是，PA涂层防沾污性能却随着暴露时间延长有所增处为C—O的特征峰，经暴露后变强，这可能是由加。在暴露6O～72h左右时，PA涂层的防沾污性能于NC