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1、2 0 0 2 年第 4 期 矿 业 科 学 技 术 4 9 紫外光固化亚光涂 料的研究 与应用 周 晓 燕 王 丽琴 ( 安 徽理 工 大学 化 学工 程 系) 摘要 ： 本文从 消光粉 的种类和用量、 齐聚物种类和复配、 活性稀释剂、 光 引发剂几个方面研究 了它们对紫外 光 固化 亚光 涂料 漆膜 光泽 度 的影响 ， 并通 过 配方设 计 获 得 了不 同要 求的光 泽 关键 词 ： 亚 光涂 料 ， 紫 外光 固化 ， 光泽 度 1 前言 随着 人 们 生 活水平 的提 高 ， 消 费趋 于 追 求 个性 化 、 休闲化 ， 高光涂料一统市场已逐步 向高 、 平、 亚三 分市场过渡，
2、 特别是全亚光型竹木地板给人 以优雅 、 舒适的环境， 市场需求呈上升趋势 。研究表 明， 紫外 光 固化亚光涂料 ， 具有高效节能、 无环境污染、 漆膜 坚硬耐磨等优点 ， 适宜于家具 、 竹木制品等的涂装。 2 试验部分 2 1 试验 原 料 ： 齐 聚 物 ： 新 齐 3 #、新 齐 2#- 1 ( 均 为 自制 ) ； M 1 7 7 2 、 M 1 8 0 0 ， 广 东 东 莞 宏 德 涂 料 厂 ， CNI 2 0 B 8 0 、 C N1 0 4 B 8 0 、C N9 6 3 B8 0 、 C N9 7 2 、 C N9 7 3 J 7 5 ， 美 国 S a r t o m
3、e r 公 司 P E A4 0 0 、 UA3 1 5 、 UA3 0 5 ， 陕 西 金岭 光 固化 材料股 份 有限 公 司 ； 单体 ： T P GDA、 HDDA及TMP T A， 天津天骄集 团化 工 有限 公 司 ， 消光粉 ： 5 2 0 L， 北京航天赛德公 司，O K5 0 0 ， 德 国D e g u s s a公 司 ， UV5 5 C、 UV7 0 C， 英 国 C r o s fi e l d公 司 光 引 发剂 ： 1 1 7 3 ， 瑞士 C i b a公 司 。 2 2 仪器与设备 ： 紫外光固化机 ： UV一1 2 5 A型 ， 北京埃士博印刷 新技术发展
4、中心 ， 效显光泽度计 ： WG G6 0型 ， 上海 现代环境工程技术研究所 ， 线棒涂布器： X B 一1 5型 ， 上海现代环境工程技术研究所 ， 高剪切混合分散机 ： I O O L X型 ， 上海威宇机械电子有限公司 2 3 涂料配制 ： 称取一 定质量的预 聚物， 加入 TP GDA、 T MP TA、 HDD A、 光 引 发剂 等 ， 分 散均 匀 ， 加入 消 光 粉 ， 先 初步 将 消光 粉润湿 ， 后到 高 剪切 分 散机 上 分散 ， 高速 分散 8 0秒 ， 配制成液体涂料 涂布在有底漆的木板 上 ， 在 紫外 光 固化机 下 固化 2 4 涂料的基本配方 涂料的基
5、本配方如下 ： 齐聚物 3 6 单 体 消光 粉 光 引发 剂 助剂 5 5 5 36 0 4 3 结果与讨论 3 1 消光粉对光泽的影响 制备亚光涂料最通常的方法是在涂料中添加消 光粉 ， 随着涂料的干燥收缩成膜 ， 消光粉粒子突出涂 膜表面 ， 使涂膜产生均匀的粗糙度 当光照射到具有 一 定粗糙度的涂膜表面时， 会造成光的散射， 从而达 到消光的 目的 不 同粒径消光粉和不同消光粉含 量对消光效果的影响见图 1 从图 1可以看出 ，四种 消光粉均不同程度上降 低了光泽度 ，O K5 0 0和 5 2 0 L的消光效果较UV5 5 C 和 UV7 0 C要差得多 ，可见不同的消光粉的消光效
6、果 差别很大粒径 7 的 UV7 0 C 比粒径 5 的 维普资讯 5 0 矿 业 科 学 技 术 2 0 0 2 年第 4期 uv5 5 c的消光效果好 ， 因为大粒径的消光粉容易产 生较高的表面粗糙度 ， 增强了消光效果 。 但应注意粒 径的大小要和涂膜的厚度相协调 2 从图 1还可看 出， 消光粉的用量越大 ， 涂膜 的光 泽度就越低 ， 这主要是因为随着消光粉含量的增加 ， 体系中粒子数增多， 导致 固化后表面粗糙度的增加 ， 从而增加了涂膜表面的漫反射当消光粉达到一定 量时 ， 体系的光泽不再降低 继续增加消光粉的量 ， 光泽度反而升高 所 以， 应选择合适的加量 3 2 齐聚物对光
7、泽度的影响 3 2 1 齐聚物的种类对光泽度的影响 使用UVT O C消光粉、 齐聚物含量和其它组分均 不变 ， 研究齐聚物种类对光泽度的影响。 试验证明树 脂 品种对亚光涂料的光泽度影响很大， 结果如表 1 消光糟 的 百 分 含 量( ) 一 一 uv5 s c 卜uV7 O c oXS O 0 一$ 2 0L 图 1 消光 粉 的种 类和含 量对 光泽 度 的 影响 ( 涂膜 厚 度 1 5 n ) 表 1 聚 物对光 泽 度 的影 响 由表 1以看出不同种 类的树脂对光泽度有不同 的影响， 大体上可以认为 ， 它们对光泽度的影响程度 和它们的折光系数有很大的关系 由表可知， 折光 系
8、数大的树脂的漆膜光泽度要高 ， 反之 ， 折光指数小的 树脂的漆膜光泽度要小 。 3 2 2 齐聚物复配对光泽度的影响 将新齐 3 #分别和 CN9 7 2 、 P EA4 0 0 、 UA3 1 5复 配， 复配 后的齐聚物 的总含量不变 ， 其它组分均 不 变， 消光粉使用 UV7 o c ， 其消光效果见图2 复配后的齐聚 物对光消均有 不同程度 的降低 ( 图2 ) 复配 的齐聚_物 固化速度较慢 ， 这样使得消光 粉有充分的时间上浮到漆膜表面 ， 有利于消光 但固 化速度过慢 ， 促进了漆膜 的流平 ， 不利于 消光， 特别 是聚醑丙烯酸酯 ( P E A4 0 0 ) 的加入会使漆
9、膜表 面产 生皱纹 ， 影响漆膜的表面状态 聚酯丙烯酸酯聚氨酯 ( UA3 1 5 ) 与新齐 3 #复配 ， 当UA3 1 5的含量较高时 ， 体系粘度上升涂布时涂膜厚度有所增加 ， 不利于消 光粉突出漆膜表面， 光泽上升。 3 3 活性稀释剂对光泽度的影响 活性稀 释剂也是整 个涂料体系的主 要组成部 分 ， 因此它们对光泽度也有很大的影响 活性稀释剂 湖 詹 维普资讯 紫 外光 固化亚光涂 料的研究与应用 5 1 中丙烯酸单酯单价最低 ， 固化慢 ， 有利于漆膜光泽度 降低 ； 丙烯酸三酯固化快、 硬度高、 收缩率大 ， 有利于 漆膜光泽度降低 ， 但加入量过多会引起漆膜变脆 ； 丙 烯
10、酸二酯对漆膜的综合性能影响较好。 2 O 1 8 1 6 ， 、 1 4 剖 婪 2 1 O 8 6 0 2 0 柏 6o 8 0 1 o o 与 新 齐 3 #复 配 的齐 聚 物 的 百分含量( ) -m- -CN魄与 新 齐 3#复配一 _ -PE I A0 0 与 新 齐 3#勰 ， 一 U 3 5 与 新 齐 3#复 图2 复配齐聚物对光泽度 的影响 3 3 I HD DA对光泽度的影响 HDD A可以大大降低漆膜的光泽度 ， 在体 系中 加入1 0 的HDD A， 其它组分 的比例保持不变， 对漆 膜光泽度的影响见图3 。这与 H DD A本身的分子结 构有关 ， 分子中没有大 的
11、刚性 基团， 摩 尔折光度小， 因此使用它的涂料的漆膜光泽度就要降低 。 栉 量 睁 号 样品 1 、 样品 3加HDDA样品 2 、 样品 4没加HDDA 图 3 HD DA 的加 入对 漆膜 光泽 度 的 影响 3 3 2 TMP T A和TP GDA对光泽度的影响 其 它组分不变 ， 改变 T P GDA和 TMP TA的混 合物的比例 ， 其二者总含量保持不变 ， 对光泽度的影 响 见表 2 表 2 TP GDA和TMP TA的含量对光泽的影响 从 表 2可 以 看 出 ， 随着 T P GDA 含 量 的 降 低 、 TMP TA含量的增大， 漆膜 的光泽度呈现先下 降、 后 上升的
12、趋势。光泽度先降低主要是 因为TMP TA属 于三官能团活性稀释剂， 漆膜固化时产生较大的收 缩， 这种收缩可以赋予漆膜表面一定的粗糙度 ， 降低 光泽度。 但是随着TMP TA百分含量的继续增加 ， 固 化速度也加快 ， 这对于消光是不利的， 因为太快的固 化 速 度可 能会 使 漆膜 表面 层迅 速 固化 成 一 层光 滑 的 平面 ， 不利于消光粉粒子的突出， 因此漆膜 的光泽度 有所 增加 。 3 4 光引发剂对光泽度的影响 保持齐聚物和单体的组 成不变 ， 光 引发剂 的百 分含量不同 ， 对涂料光泽度的影响见表 3 表 3 光引发剂含量对光泽度的影响 从表 3可 以看 出， 光 引
13、发剂 的百 分含量对 光泽的影响有个最佳值 ， 不仅光 引发剂的用量不是 太大， 而且还可以对降低光泽起到最佳效果 当引发 剂百分含量太低时 ， 漆膜难以固化 ， 给了湿膜太长的 时间流平 。 不利于消光 ， 因此光泽度较高 ； 当引发剂 百分含量太高时 ， 很可能会使湿膜表面先固化 ， 影响 消光粉粒子上升到漆膜表面上来 ， 也不利于消光 ， 光 泽度也较高。因此只有综合考虑 固化速度和光泽才 能选择合适的引发剂量 3 s 产品的性能 所配涂料的产品性能指标见表 4 。 ( 下 转 封三 ) 瓣 暑 ： 们 罩 宝 伸 O ，鼍 量 维普资讯 定性 高。仪器对故障判断和动作的时间在 1 0
14、0毫 秒 内， 使故障范围不至于扩大。 三相 电流反应时限 保护和缺相智能判断 ， 判断不平衡和缺相更加准确。 仪器的采样传感采用 J DB系列保护器通用件， 便 于保护器的安装和使用。 系统中含有8路l O位A D转换器 ， 直接测试精度可达到 0 1 。保护器 内 部安装有9 V电池， 即使在开关断电的情况下也可以 查看 故 障原 因和 设定 参数 。 4 结束语 3 5 0 A 智 能型 电机 综合 保 护器 是 在 J D B系 列 电 子式保护器的基础上改进的， 所 有的安装尺寸和接 线方法与J DB完全一样 ， 使用方法和J DB也类似。 相 对 于 国 内其 它 智 能型开 关
15、( 起 动 器 ) ， 其 功 能 基 本 相 同 但是价格要低得多 。 因此非常适合在煤矿系统内 推 广使 用 。 从 2 0 0 1年 5月份就在淮北矿业集团 的几个矿 逐步推广使用， 从使用的情况来看 ， 反映较好 ， 特别 是能适应工作面的大 负荷频繁操作的特点。 参考文献 l 刘振安 ， 张培仁编 MCS 一9 6系列单片机原理与 实践， 中国科学技术大学出版社 ， 1 9 9 6年 l O月 2 李华等编， MC S一5 l系列单片机实用接 口技术 北京航空航天大学出版社 ， l 9 9 7年 8月 3 王福 瑞 等编 单 片微 机 测 控 系 统 设计 大 全 北 京 航空航天大
16、学 出版社， l 9 9 9年 3月 4 杨文龙编 单 片机原理及应用 西安 电子科技大 学出版社 ， 1 9 9 7年 4月 5 孙涵芳等 编 r a t e | | 6-位单片机 北京航空航天大 学 出版社 ， 1 9 9 5年 1 1月 ( 上接 第5 l页) 4 结论 表 4 产 品性 能 4 1 同一涂料体系中不同种类 的消光粉对 降低漆 膜的光泽度有各 自不同的影响； 4 2 合理地将不同种类的齐聚物搭配使用可 以得 到满意的不同要求的光泽； 4 3 HD DA对光泽度 的影响最大 ， 但不论从 经济 因素考虑还是从涂膜的其它性能考虑用量都不能太 大 ； 其次 TP GDA和 T MP TA对漆膜的光泽度也有 一 定的影响， 综合考虑漆膜的性能 ， TMP TA 的用量 不能太 大 ； 4 4 光引发剂有一个最佳用量。 参考文献 l 吴玉 民紫外光 固化亚 光涂料的研究，长沙电 力学 院 学报 ，1 9 9 8 ( 1 ) 2 钱 逢 麟 ，竺 玉 书 ，涂 料 助 剂 品 种 和性 能手 册 ， 化学工业 出版社 ，1 9 9 0年 3 王德海 ，江棂，紫外光 固化材料理论与应用，科 学 出版社 ，2 0 0 0年 作 者 简 介 周 晓 燕 ， 女 ， 硕 士 研 究 生 ， 从 事 紫 外 光 固化 亚 光 涂 料 的研 制 。 维普资讯