返回頂部
返回首頁
返回首頁
歡迎訪問  中國建材網   | 今天是   
中國建材網全新改版進行中! 我的訂單 | 會員中心 | [ 登錄 ] | [ 注冊 ]
论坛宝马神童网精准平特一肖
home 您現在的位置: 首頁 >家裝材料>行業資訊 > 詳細信息
UV光固化環氧丙烯酸酯耐磨涂料的研究,以E51和E44環氧樹脂和丙烯酸為原料
2019年08月09日    閱讀量:319    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

與其他固化方法比較, UV 固化具有固化速度快、生產效率高、節省能源、環境污染小、常溫固化、涂層性能優異等許多獨特的優勢 , 與傳統工藝固化的涂料相比, UV固化涂料顯示出更佳的耐磨性, 是公認的一種節能和環境友好型涂料。利用丙烯酸改性環氧樹脂, 尤其是與雙酚A 型環氧樹脂反應, 所得的環氧丙烯酸酯, 既保持了環氧樹脂的優良性能, 又具有很強的光活性, 廣泛用于輻射固化涂料, 因而紫外光固化技術和紫外光固化涂料倍受人們的熱切關注 。

 

1 實驗部分

1. 1 實驗原料

環氧樹脂E51, E44 (工業級, 蘭州蘭星樹脂有限責任公司)、丙烯酸( AR )、N, N 二甲基苯胺( AR )、對苯二酚( CP)、二苯甲酮( CP)、丙烯酸丁酯( AR)、丙酮( AR )、安息香乙醚(工業級, 上海試劑三廠)、三氧化二鋁(工業級)、滑石粉(工業級)等中國建材網cnprofit.com

1. 2 制備

1. 2. 1 環氧丙烯酸酯預聚物的合成

在三口燒瓶中加入一定量的環氧樹脂( E51或E44) , 同時加入一定量的催化劑和阻聚劑, 攪拌均勻后, 油浴加熱升溫至105oC 時, 邊攪拌邊緩慢滴加按一定配比的丙烯酸、N, N 二甲基苯胺的混合液( 1h內滴完) , 在105~ 115 oC維持反應4~ 5 h, 待酸值含量達一定時(按GB 2895- 82 測定) ,即得環氧丙烯酸酯預聚物。

1. 2. 2 環氧丙烯酸酯涂料的配制

按一定配比稱取環氧丙烯酸酯預聚物、丙烯酸丁酯、二苯甲酮或安息香乙醚、三氧化二鋁或滑石粉于容器中, 加熱攪拌使其充分溶解, 置于暗室中備用。

1. 2. 3 紫外光固化速率測定

將配制好的涂料用刷涂法涂布于表面光滑、清潔的鐵片上, 濕膜厚度為0. 2~ 0. 3mm, 并以高壓汞燈照射, 固化成膜。用指觸法測定涂膜的固化時間。輻射時應選擇適當的距離, 距離越近,則光照越強, 光引發劑生成自由基的速度越快, 涂膜的固化速度就越快。但是光照太強, 會使活性稀釋劑揮發, 影響涂膜外觀與性能。通過試驗, 確定5cm 作為標準輻射距離。

1. 2. 4 涂膜性能測試

1. 耐磨性 本實驗用800#砂紙測試涂膜的耐磨性。用砂紙摩擦涂膜100次, 稱量磨耗失重。

2. 凝膠含量 取實干涂膜樣品稱重, 并用丙酮浸泡48h, 濾去溶液, 烘干至恒重。

凝膠含量= (丙酮浸泡后的質量/丙酮浸泡前的質量) X 100% 。

3. 附著力 按國標GB /1998- 1992執行。

4. 硬度 按GB /T5739- 1996執行。

5. 耐水和耐酸堿性 將涂膜樣板分別浸在常溫下的蒸餾水、5% 的HC l和5% 的N aOH 中48h, 觀察有無起泡、失光、變色等現象。

 

2 實驗結果與討論

2. 1 預聚物合成的影響因素

a. 環氧樹脂與丙烯酸反應時, 為防止殘存的酸對固化后的材料和基質造成損害,環氧樹脂應稍稍過量。一般過量5%左右。

b. 較高的溫度雖然可以提高反應速率,但由于反應體系中存在大量的丙烯酸活性物質, 較高的溫度會引起丙烯酸單體的自聚。最佳反應溫度為105~ 115oC 。反應初期至中期溫度不宜過高, 以防止凝膠。反應后期則可適當升溫, 以縮短反應時間。

2. 2 光引發劑用量對涂膜固化時間的影響

光引發劑用量的對涂膜固化時間的影響見表1。

UV光固化環氧丙烯酸酯耐磨涂料的研究,以E51和E44環氧樹脂和丙烯酸為原料 中國建材網,cnprofit.com

光引發劑用量的對涂膜固化時間的影響

由表1可見, 使用安息香乙醚與二苯甲酮的混合體系作為光引發劑的引發效率比使用二苯甲酮高。從紫外光能量的利用分析, 所使用的高壓汞燈的光譜中以365nm 為主峰的波長最強, 其余的大部分分布在250 ~ 310nm 之間。安息香乙醚的最佳吸收光譜在360nm 附近, 與高壓汞燈發光峰吻合, 因而引發效果較好, 但其無法利用波譜其余的部分, 而二苯甲酮在257nm 處有一強吸收峰時, 二者配合能充分的利用紫外光的能量。

當涂膜表層的光引發劑濃度過小時, 光引發劑產生的自由基被涂膜中溶解的氧消耗掉大部分, 實際用于光聚合的自由基的生成速率就較小, 固化速率達不到最快, 可選用提高光引發劑濃度的辦法, 將表面的氧迅速消滅, 從而導致表面迅速固化。但濃度過大時會大量吸收紫外光輻射能, 致使到達涂膜底層的紫外光輻射大大減小, 從而使涂膜底層固化速率減小, 雖然涂膜表層的固化速率很大, 但涂膜整體的固化速率卻沒有明顯的增大。使用二苯甲酮作為光引發劑, 固化速率較慢, 可加入促進劑如三乙醇胺等, 其促進作用主要是通過直接參與活性自由基的生成過程來實現的。

實驗篩選優化的涂料配方: 環氧丙烯酸酯:丙烯酸丁酯: 安息香乙醚: 二苯甲酮: 滑石粉的質量比為70: 20: 4: 2: 4。

2. 3 活性稀釋劑用量涂膜固化時間的影響

活性稀釋劑用量的對涂膜固化時間的影響見表2。

UV光固化環氧丙烯酸酯耐磨涂料的研究,以E51和E44環氧樹脂和丙烯酸為原料 中國建材網,cnprofit.com

活性稀釋劑用量的對涂膜固化時間的影響(

注: 實驗時, 加入活性稀釋劑的質量占涂料總質量的20~ 30%。

由表2可知, 隨著涂料中活性稀釋劑用量的減少, 涂膜的固化速度加快, 同時保證涂料的黏度適宜, 確定稀釋劑用量為20% 。隨著固化體系中活性稀釋劑含量的減少, 涂膜的固化速度加快。這是因為活性稀釋劑含量越小, 則體系中樹脂含量越高, 體系的粘度增大, 在同樣的引發劑濃度下, 固化速度變快, 涂膜變硬。另外, 由于固化速度加快, 紫外光輻射的時間縮短, 活性稀釋劑不易揮發, 因而涂膜表面比較均勻, 不會出現皺皮現象。

2. 4 加入耐磨填料對涂膜性能的影響

實驗中最初加入三氧化二鋁作為耐磨填料。但實驗, 發現加入三氧化二鋁后涂料的貯存穩定性不好, 靜置一段時間后填料沉降于瓶底。隨后選用滑石粉作為耐磨填料,因為滑石粉在涂膜中能緩沖伸縮應力, 防止涂膜開裂, 提高涂膜的耐洗、耐磨性和耐久性; 而且滑石粉不易沉降, 還可改善涂料的流變性和刷涂性, 防止涂裝時流掛, 調正涂膜厚度; 防止涂料滲入多孔性基材, 改善劃痕和流平性。其機理是其微粒可與涂料形成氫鍵, 合成鏈狀和網狀結構, 將涂液圈住。當膠體受到剪切時, 各粒之間的鏈帶被拉斷, 網狀結構被破壞, 涂液就可以自由流動,一旦剪切停止, 鏈狀結構又重新構成網狀結構, 將涂液圈住, 阻礙其流動。通過實驗確定加入滑石粉的質量為涂料總質量的4% 。實驗發現, 使用滑石粉作為無機填料比三氧化二鋁有更好的貯存穩定性。加入耐磨填料對涂膜性能的影響見表3。

(環氧丙烯酸酯: 丙烯酸丁酯: 安息香乙醚: 二苯甲酮的質量比為70: 20: 4: 2)

耐磨填料加入量對涂膜性能的影響

UV光固化環氧丙烯酸酯耐磨涂料的研究,以E51和E44環氧樹脂和丙烯酸為原料 中國建材網,cnprofit.com

由表3可見, 加入耐磨填料可明顯減小磨耗失重, 提高涂膜的耐磨性、硬度和附著力, 而且固化程度不受影響。耐磨填料與涂膜的基料樹脂及基質金屬結合的比較牢固,由填料和基料組成的涂膜在基材表面的粘著性很強, 在對偶面發生摩擦時, 由于硬質填料以分散相的形式均勻分布在基料的連續相內, 因而大大增強了涂膜的強度和硬度, 使涂膜的耐磨性明顯增強。測試表3中涂膜樣板的耐化學腐蝕性發現, 耐磨填料的含量為0% 和4% 時的耐腐蝕性無明顯區別, 結果見表4。

UV光固化環氧丙烯酸酯耐磨涂料的研究,以E51和E44環氧樹脂和丙烯酸為原料 中國建材網,cnprofit.com

涂膜耐化學腐蝕性

由表4得知, 涂膜在室溫條件下的耐水性良好、耐酸性( 5% HC l)亦良好, 但耐堿性較差; 如何提高涂膜的耐堿性還待進一步的研究。

 

3 結論

1) . 利用環氧丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、滑石粉等為原料, 在二苯甲酮和安息香乙醚的作用下, 可制得UV 固化耐磨涂料。

2) . 環氧樹脂與丙烯酸反應時, 環氧樹脂應稍稍過量, 以防止殘存的酸對固化后的材料和基質造成損害, 一般過量5% 左右,反應溫度為105~ 115oC。

3) . 使用安息香乙醚與二苯甲酮的混合體系作為光引發劑的引發效率最高, 二者的質量比為2: 1, 加入引發劑的質量不超過涂料總質量的6%。

4) . 經過大量實驗得出了涂料的優化配方: 環氧丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、安息香乙醚、二苯甲酮、滑石粉的質量比為70: 20:4: 2: 4。制得的涂膜具有良好的硬度、附著力、耐磨性、耐水性和耐酸性介質。

西安工業學院材料與化工學院 作者:石玉,李昕,穆鵬征

標簽:行業資訊原料動態建材百科產品資訊建材應用裝修百科市場評論技術中心家裝材料成品材料建筑基材涂料油漆建筑材料
免責聲明: 本文僅代表作者本人觀點,與中國建材網無關。本網對文中陳述、觀點判斷保持中立,不對所包含內容的準確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請讀者僅作參考,并請自行承擔全部責任。本網轉載自其它媒體的信息,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一周內進行,以便我們及時處理。客服郵箱:[email protected] | 客服QQ:23341571
相關文章HOT
今日頭條Show更多
    熱點排行Hot
      門戶手機版WeChat
      掃描二維碼,獲取手機版最新資訊 手機版:中國建材網 您還可以直接微信掃描打開
      全站地圖

      深圳網絡警察報警平臺 深圳網絡警
      察報警平臺

      公共信息安全網絡監察 公共信息安
      全網絡監察

      經營性網站備案信息 經營性網站
      備案信息

      中國互聯網舉報中心 中國互聯網
      舉報中心

      中國文明網傳播文明 中國文明網
      傳播文明

      深圳市市場監督管理局企業主體身份公示 工商網監
      電子標識

      平特一肖历史开奖记录