水性涂料施工过程中微观结构的FTIR研究-论文.pdf

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1、第34卷，第2期光谱学与光谱分析Vo1．34，No．2，pp354—3572014年2月SpectroscopyandSpectra1AnalysisFebruary，2014水性涂料施工过程中微观结构的FTIR研究陈航，骆文，管雪松，李洪建。，谭锐。，尹文萱。1．南京林业大学艺术设计学院，江苏南京2100372．中国矿业大学化工学院，江苏徐州2211163．中国矿业大学艺术设计学院，江苏徐州221116摘要以市售立邦水性涂料作为研究对象，溶剂水作为变量因子。配制不同水料比的涂料系列样品，分别用FTIR／ATR、FTIR／漫反射光谱表征湿料、涂膜的微观结构特征，

2、湿料抽滤得到的固型物用FTIR／漫反射光谱表征。分析其官能团变化情况，研究施工过程，溶剂对涂膜的影响。结果显示：随着加水量的增加，湿料的FTIR／ATR光谱中，1727cm1对应的羰基吸收峰，逐渐转为肩峰，871cm-吸收峰发生蓝移，峰强度逐渐减弱；涂膜的漫反射红外图谱，3400cm的一0H吸收峰、3030cm不饱和一CH吸收峰强度逐渐变弱，2962和2871cm-的甲基和亚甲基的吸收峰强度逐渐增强，2516cm-吸收峰位移至2603cm-形成肩峰，1647cm吸收峰逐渐位移至l455cm～，1107cm对应的C—O伸缩振动吸收峰发生红移。在水性涂料施工过程中，

3、溶剂水与涂料分子问存在相互作用，对涂层分子中电子云的密度分布有显著的影响，此结果对涂料的生产及施工有参考意义。关键词水性涂料；SEM；微观形貌；ATR／漫反射FTIR中图分类号：0657．3文献标识码：ADOI：10．3964／j．issn．1000—0593{2014}02—0354—04引言1实验部分水性涂料以其无毒环保、无气味、可挥发物少、不燃不1．1试剂及仪器爆的高安全性、不变黄、涂刷面积大等优点，随着人们环保市售水性涂料：立邦涂料(其组成见表1)去离子水；意识的增强，越来越受到市场的欢迎_1_5]，FTIR作为微观结FTIR光谱仪：AVATR36O，美

4、国(尼高力)公司；扫描电镜：构分析的有效手段大量应用于涂料的研究中[6。。由于大量CEMQuanta250，德国EPK公司。水分的存在带来运输、贮存时防冻，防腐防霉等问题，使得对于水性涂料的涂刷工艺与运输条件提出苛刻的环境要求；Table1Maincompositioncoatings涂料中存在的亲水基团，施工中加水量与季节等的因素对涂主要组分浓度范围／(w／w)层的性能影响显著。但关于溶剂水在涂料中的影响的微醋酸乙烯一乙烯聚合乳液20~40观结构的研究鲜有报道，本工作配制不同水料比的涂料系列丙二醇O．5～1．5丁二酸二异丁酯O～O．3样品，用扫描电镜观测其涂膜

5、的微观形貌；分别用FTIR／戊二酸二异丁酯O～O．7ATR和FTIR／漫反射光谱表征湿料、涂膜的微观结构特征。己二酸二异丁酯O～0．3涂膜与湿料的谱图相比较，分析其官能团变化情况，研究施二氧化钛ZO～30工过程，溶剂对涂膜的影响，对涂料的生产及施工有参考意义。1．2方法经市场调查，水性涂料在施工中一般以1O％～30的体收稿日期：2013—04—27．修订日期：2013—06—20基金项目：国家自然科学基金项目(20943005)、中央高校基本科研业务费专项资金项目(2010LKHX04)资助作者简介：陈航，女，1990年生，南京林业大学艺术设计学院室内设计专业硕

6、士研究生e-mail：597481935@qq．corn*通讯联系人e-mail：ywx6499@163．com；ywx6499@eumt．edu．crl第2期光谱学与光谱分析355积分数添加溶剂水，针对市售水性涂料分别以0，5，尖峰转换为平的肩峰。1420cm吸收峰吸收强度随着加水7．5，1O％，12．5，15，17．5A0，20，22．5％，25，量的增加，显著降低。27．5，3O的加水量配制系列涂料溶液。取少量系列湿料2．2湿料抽滤一滤饼的FrIR／漫反射光谱分析进行全反射FTIR光谱测定。室温下，将上述系列涂刷成膜，不同加水量的湿料抽滤所得滤饼干燥后其漫

7、反射FTIR待涂膜干燥后用漫反射附件对膜层物质测定其FTIR光谱。光谱如图3所示，图3自上而下加水量依次从O～30，当水性涂料，样品中的大部分物质均有部分溶解在水中，加水量增至22．5后，谱图有显著的变化：尖锐的一0H伸了解溶剂的快速流失是否会带走某些成分，以及溶剂的快速缩振动的吸收峰3694和3619cm-峰强度升高，在这两个流失会对涂膜的形成造成什么样的影响，用真空抽滤来模拟吸收峰之间出现新的吸收峰；一CHz反对称伸缩振动、对称溶剂快速流失。取上述剩余的液体涂料样品进行抽滤，抽滤伸缩振动的吸收峰2929和2866cm峰强度升高，在3063结束后将滤饼放在通风

8、处自然风干，用漫反射附件