51 紫外线(UV)固化涂层的配制及固化.doc

实验序号：51实验名称：紫外线(UV)固化涂层的配制及固化专业： 实验日期： 报告日期：班级： 学生姓名: 学号：实验地点：指导老师： 实验成绩：一、实验目的(1)了解紫外线固化的基本原理。(2)学习和掌握紫外线固化涂层的基本组成、配制方法、黏度测定、涂层涂布方式、漆膜光泽的测量与紫外线固化方法等基本操作。二、实验原理 紫外线(UV)固化的基本含义就是利用UV为能源，引发具有化学活性的液体配方，在基体表面实现快速反应的固化过程。光敏涂层是光聚合反应的具体应用之一，即在光（一般为紫外线）作用下引发聚合或交联反应，从而达到固化目的。与传统的溶剂涂层体系相比，紫外线固化涂层具有以下优点： (1)固化速度快，可在数十秒时间内固化，且不含挥发性有机溶剂，有利于环境保护； (2)室温固化，工作场地无污染，快速生产，节省能源，节约空间； (3)涂层高光泽，能赋予产品独特性能。 紫外线固化涂层体系主要由预聚物、光引发剂或光敏剂、活性稀释剂以及其他添加剂（如着色剂、流平剂及增塑剂等）构成。 预聚物是紫外线固化涂料中最重要的成分，涂层的最终性能（如硬度、柔韧性、耐久性等）在很大程度上与预聚物有关。作为光敏涂料预聚物，应该具有能进一步发生光聚合或光交联反应的能力，因此必须带有可聚合的基团。为了取得合适的黏度，预聚物通常为相对分子质量较小(10005000)的低聚物。预聚物的主要品种有环氧丙烯酸树脂、不饱和聚酯、聚氨酯丙烯酸酯等。 光引发剂在光照下分解成自由基或阳离子，引发聚合反应。 活性稀释剂实际上是可聚合的单体，使用最多的是单官能团或多官能团的（甲基）丙烯酸酯类单体。活性稀释剂在光固化前起溶剂的作用，调节黏度便于施工（涂布），在聚合过程中起交联作用，固化后与预聚物一起成为漆膜的组成部分。活性稀释剂对涂膜的硬度与柔顺性等性能也有很大影响。三、实验试剂及仪器 药品：丙烯酸环氧树脂，丙烯酸酯，丙烯酸羟乙酯，TMPTA，Ciba Daracure 1173（2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮），助剂等。 仪器：紫外线固化仪，光泽计，工字形漆膜制备器，漆刷(宽2535mm)，喷枪(喷嘴内径0. 752mm)，电热鼓风恒温干燥箱。玻璃板：尺寸为90mm120mm(23)mm的试板。钢板（普通碳素钢）：尺寸为50mmX 120mm(0. 450. 55)mm或65mm150mm图4-31涂一4黏度计单位：mm(0. 450. 55)mm的试板。 铝板：尺寸为50mm150mm(12) mm的试板。 秒表（分度为0. 2s），承受杯（50mL量杯、150mL搪瓷杯），涂-4黏度计（图4-31）。涂-4黏度计的上部为圆柱形，下部为圆锥形的金属容器。内壁粗糙度为Ra0. 4m，锥形底部有漏嘴。在容器上部有一圈凹槽，作为多余试样溢出用。黏度计容量为100mL，漏嘴是用不锈钢制成的，其漏嘴长(40. 02) mm，锥体内径4mm。黏度计总高度为72. 5mm，锥体内部的角度为8115，圆柱体内径49.5mm。四、实验操作1涂膜液的制备采用下列组分按质量分数配比，并在3550的温度下在烧杯中混合均匀。 刷涂法（或漆膜制备器法） 喷涂法丙烯酸环氧树脂 55% 45%丙烯酸丁酯 25% 30%己二醇二丙烯酸酯( HDDA) 10%丙烯酸羟乙酯 10% 丙烯酸-2-乙基己酯(EHA) 4%三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA) 5% 5% Ciba Daracure 1173 4% 4%助剂 1% 2%2涂膜液黏度的测定 涂-4黏度计法步骤如下。(1)清洁、干燥涂-4黏度计测定前后均需用纱布蘸溶剂将黏度计擦拭干净，并干燥或用冷风吹干。对光检查，黏度计漏嘴等应保持洁净。(2)处理试样将试样搅拌均匀。必要时可用200目筛过滤。(3)使用水平仪，调节水平螺钉，使黏度计处于水平位置。在黏度计漏嘴下放置150mL搪瓷杯。(4)用手指堵住漏嘴，将(251)试样倒满黏度计中，用玻璃棒或玻璃板将气泡和多余试样刮入凹槽。迅速移开手指，同时启动秒表，待试样流束刚中断时立即停止秒表。秒表读数即为试样的流出时间(s)。(5)按上步骤重复测试。两次测定值之差不应大于平均值的3%，取两次测定值的平均值为测试结果。3涂膜的制备涂膜的制备是进行各种涂膜检验的第一步。要正确地评定涂膜的性能，制备均匀、一定厚度的漆膜试板是关键。常用的涂膜方法有：刷涂、喷涂、浸涂等，这些实施的方法其实质都是为了将涂料均匀涂布于各种材料表面上，制成涂膜以供检验涂膜的性能。涂漆前将试样搅拌均匀，必要时混合均匀的试样可用200目滤布过滤。4漆膜的固化 将漆膜先在60干烘箱放置1015min，再平放入紫外线固化机进行固化。然后进行各种漆膜的性能测试。请参见实验40。UV固化涂膜固化速度的测定采用指触干法：将试样涂于规定的基材上，在UV线固化机下曝光一定时间后，以手指轻触涂膜表面，如感到发黏，但无涂膜粘手指，即认为涂膜表面干燥。在测试过程中用秒表掐定表干时间，或用输送带的线速度表示。5涂膜光泽度的测定采用固定角度的光电光泽计，结果以从漆膜表面来的正反射量与在同一条件下，从标准板表面来的正反射光量之比的百分数表示。本实验使用60。光泽度仪对涂膜进行光泽度大小的测定。在样板的三个不同位置进行测量，读数准确至1%，各测量点读数与平均值之差不大于平均值的5%，结果取三点读数的算术平均值。每测定五块样板后，用标准板校对一次。标准板宜用擦镜纸或绒布擦，以免损伤镜面。五、实验结果与讨论(1)请将本实验制备的涂膜留着待实验40“涂膜性能的检测与评