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2016年第06期参考答案:辐射固化清漆

2016/10/24 20:04:13| 次阅读| 来源欧洲涂料杂志| 作者ECJ

摘要:上期配方培训参考答案

  以下为《欧洲涂料杂志》第06期配方培训中辐射固化清漆的参考答案。

  基本配方

  按规定顺序边搅拌边加入下列原料:
  丙烯酸酯树脂,83.0%
  单官能或多官能单体,11.5%
  光引发剂(α-单分子裂解型),3.0%
  流平剂,2.0%
  阻聚剂,0.5%


  参考答案 — 主要问题

  问题1. 辐射固化涂料体系的优缺点

  辐射固化涂料体系有以下优缺点:

  优点:
  +不挥发物含量=100%
  +低排放
  +极快速交联
  +可快速进行下道工序
  +无适用期(单组分体系)
  +涂膜交联度高,耐久性好
  +低能耗
  +空间要求小

  缺点:
  -某些原材料有毒
  -原材料价格高
  -在某些情况下存在流变问题
  -在某些基材表面存在附着力问题

  问题2.光辐射范围

  光的辐射范围是从红外辐射到范围较窄的可见光和紫外线辐射。这一范围可再细分为单个部分:(波长λ [nm])

  极远红外线辐射1000000~15000 nm
  远红外线辐射15000~6000 nm
  中红外线辐射 6000~3000 nm
  近红外线辐射3000~780 nm
  可见光范围780~380 nm
  紫外线-A辐射380~315 nm
  紫外线-B辐射315~280 nm
  紫外线-C辐射280~100 nm
  240 nm~300 nm波长的紫外线-B辐射用于辐射固化。

  问题3.可发生紫外线交联的基料

  a.基料

  含双键的低分子量基料,能够发生聚合反应,用于UV固化涂料配方。

  •不饱和聚酯
  •丙烯酸环氧树脂
  •聚酯丙烯酸酯
  •丙烯酸聚氨酯树脂

  b.交联机理

  在UV辐射固化中,由自由基引发交联反应。自由基是通过光引发剂或协同剂产生(见5)。聚合反应按常规聚合机理进行。通过引发反应,

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  链增长反应,以及

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  链终止反应。链终止反应可以通过两个自由基的结合、歧化作用或与外部物质如氧的反应而实现。

  问题4.活性稀释剂

  在交联过程中,将活性稀释剂加入到聚合物中,用于降低辐射固化涂料的黏度。特别合适用于单官能和多官能丙烯酸酯。通常采用混合活性稀释剂,并应满足以下要求:

  •良好的降低黏度作用应
  •活性高
  •与其他活性稀释剂和基料具有良好的相容性
  •挥发性低
  •颜色指数低
  •中性气味
  •无毒

  问题5.光引发剂和协同剂

  光引发剂和协同剂可用于UV固化体系的交联。光引发剂可分成单分子α-裂解型和夺氢型两种。两者通常都含有一个与芳香基相连接的羰基基团,。单分子α-裂解型光引发剂在与羰基连处发生裂解(α-裂解)形成能够引发聚合反应的自由基。

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  安息香乙醚

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  双缩酮α-裂解

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  夺氢型光引发剂单独不能引发聚合反应,必须与协同剂(共引发剂)一起使用。夺氢型光引发剂:

  二苯甲酮

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  硫杂蒽酮

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  问题6.紫外线装置

  汞灯可用作紫外线辐射固化装置中的辐射源。通常使用高压汞灯(1-2 bar, 800 °C~900 °C),波长范围200 nm~450 nm。紫外线辐射是由电激发生成的气体或金属蒸气产生。曝光时间小于0.1秒。

  问题7.氧带来的问题

  氧可抑制交联反应,特别是不饱和聚酯树脂的交联。其结果是表面一直是呈发粘状态。为避免这个问题,可以使用石蜡,让它漂在表面可防止氧的吸收。然而,为了获得有光表面,在交联后必须进行抛光。通过加入烯丙基可实现氧化干燥,消除由于氧而导致的表面发粘现象。

  问题8. 色漆的紫外线固化

  因为许多颜料能反射、散射和吸收紫外线辐射,所以色漆的交联会出现问题。可以用光引发剂来解决这个问题;光引发剂的最大UV吸收(吸收窗口)是在颜料对 UV吸收很低的区域。

  问题9.UV射线的危险

  辐射固化涂料的原材料常给粘膜、眼睛和皮肤造成严重的刺激,长时间暴露可能会导致过敏。因此,应避免与皮肤直接接触,并穿常规防护服。所使用的紫外线是高能量射线,可能造成皮肤灼伤。因此紫外线设备必须确保不会有紫外线射线泄漏。因为UV射线可能产生有害的臭氧,所以UV装置必须配有护罩。


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