PVC紫外光固化涂料分析研究
紫外光线对光固化材料的影响研究

紫外光线对光固化材料的影响研究随着科技的发展和工业的发展,光固化材料在我们的生活中扮演了越来越重要的角色。
这种材料不仅可以在产品制造和表面涂装等方面发挥作用,还被广泛应用于电子、印刷、医疗、化妆品等领域。
而在光固化材料的使用中,紫外光线的影响已经成为必须重视的因素之一。
一、紫外光线是什么及其特点紫外光线是一种波长短于可见光而长于X射线的电磁辐射。
紫外线分为三种,即UVA、UVB和UVC。
其中,UVA波长为320-400nm,UVB波长为280-320nm,UVC波长为100-280nm。
在自然界中,地球大气层内只有UVA和一部分UVB能够到达地面,UVC被臭氧层吸收。
紫外线具有许多特点,如高能量、易被吸收、可提高分子的能量、具有杀菌功效、易引起眼睛和皮肤的伤害等。
因此,在光固化材料的使用中,紫外线的影响应该得到足够的重视。
二、紫外光线对光固化材料的影响紫外光线对光固化材料的影响主要表现在以下两个方面:1.光固化材料的固化速度和效果光固化材料是在紫外光线的照射下进行固化的。
光线的强度越高,固化的速度就越快。
但是,如果光线的强度过大,可能会导致硬化剂的使用量不足,从而影响固化效果。
此外,不同波长的紫外光线对不同的光固化材料有着不同的影响。
例如,在使用较短波长的UVB时,固化速度会比较快,但在不同的环境下,UVB的效果也会受到影响。
因此,在使用光固化材料时,需要根据具体的情况来选择光线的波长和强度。
2.光固化材料的硬度和耐磨性紫外光线对光固化材料的影响不仅仅在于固化速度和效果,还包括硬度和耐磨性等方面。
可以预见的是,紫外光线对光固化材料的硬度和耐磨性有着显著的影响。
当紫外光线照射在光固化材料表面时,能量便会转移到材料内部。
这时,紫外光线会引起分子的化学、生物学和物理学变化,从而改变材料的性质。
因此,如果光固化材料一直处于紫外光线的照射下,硬度和耐磨性会下降。
三、紫外光线对光固化材料的影响研究进展在紫外光线对光固化材料的影响研究中,国内外学者取得了一定的进展。
紫外光固化技术调研

紫外光固化技术简介紫外光固化技术(UV技术)是指在特殊配方的体系(称为光固化体系)中加入光引发剂(或光敏剂),经过吸收紫外线(UV)光固化设备中产生的高强度紫外光后,产生活性自由基或阳离子,从而引发聚合、交联和接枝反应,使其在一定时间内由液态转化为固态的技术。
紫外光固化体系(UV体系)主要由光活性单体(又叫活性稀释剂,即带有不饱和双键的简单化合物,最常用的是丙烯酸酯类化合物,主要起改善综合性能、提高固化速度、增强流变性等作用)光活性低聚物、光引发剂三部分组成。
当紫外光照射紫外光固化体系时,将激发分解体系中的光引发剂,生成活性游离基,撞击体系中的双键并反应形成增长链,这一反应继续延伸使光活性单体和低聚物中的双键打开,交联形成紫外光固化聚合物。
UV体系分为自由基体系和阳离子体系,两者固化机理有所不同。
自由基体系是由光引发剂受UV照射激发产生自由基,引发单体和预聚物聚合交联;阳离子体系是由阳离子光引发剂受辐射产生强质子酸,催化加成聚合,使体系固化,以自由基体系为例,UV自由基固化需经过以下步骤:(1)自由基光引发剂受到UV照射后,激发分解产生活性自由基:(2)链引发:引发剂产生的自由基引发树脂或单体分子的不饱和双键产生新的自由基。
(3)链增长:由树脂和单体产生的自由基可以继续引发树脂和单体分子中的不饱和双键产生自由基,进行自由基连锁反应。
(4)链终止:化学反应中,由于自由基含有未偶化电子,非常活泼,极易倾向于基他自由基偶合或发生酸化作用,使链反应终止。
通过上述反应,生成高分子化合物,使胶液转变为固体。
引发剂按照反应机理的不同,可分为自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂两类。
自由基聚合光引发剂研究的历史较长,种类较多,主要是些含有生色团的化合物,特别是含有与苯环相连的羰基的化合物,主要包括安息香及其衍生物、苯乙酮类、芳香酮类、酰基膦氧化物等。
(1)在安息香及其衍生物中,最受关注的是安息香醚类光引发剂,它是最早用于紫外光固化体系的光引发剂,目前被广泛应用在烯类单体的光聚合中,具有近紫外吸收较高,激发态寿命短以及裂解产率高的特点,但安息香醚的贮存稳定性一般较差,对贮存条件要求较高,目前已基本不再使用。
塑料用紫外光固化涂料中光引发剂的应用研究

o f t h e i n g r e d i e n t s ,i n c l u d i n g e p 0 x y — m0 d i “e d s i l i c o n r e s i n,a l u mi n u m p a s t e a n d a d d i t i v e s ,t h e i r s e l e c t i o n a n d
[ 收稿 日期 ] 2 0 1 3 — 0 7 — 2 3
塑料 的种类 繁 多 , 不 同塑 料专 用 u V固 工程师 , 硕士研究生 , 毕业于西南科技大学 , 主要从事高分子材料方面的分析研究工作 。
6 刘宏 宇 , 张松 . 室温 自 干 型有机硅 耐 高温涂料 的研 究[ J J . 有 机硅
材 料 ,2 0 0 9 , 2 3 ( 0 6) :3 7 5 — 3 7 8
7 王军 , 孙友 军 , 殷 宪 霞. 有机硅 耐 高温 涂料 的研 制[ J ] . 现 代涂 料
与涂装 , 2 0 0 7 , 1 0 ( 0 9) :2 2 — 2 4
Pr e pa r a t i o n o f Hi g h Te m pe r a t ur e Re s i s t a nt Al um i num Co a t i ng s f or t he Eng i ne
第5 1 卷第 1 0期
2 0 1 3年 1 O月
上海涂料
SHANGHAI COATI NGS
V0 l _ 5 1No . 1 0
0c t . 201 3
塑 料 用 紫 外 光 固 化 涂 料 中
光 引 发 剂 的 应 用 研 究
王 雀 , 高 海 , 韩 国栋 , 王 贺 ( 1 。 沈 阳 中科 超硬 磨 具 磨 削研 究所 , 辽宁沈阳 1 1 0 1 7 9 ; 2 . 沈 阳隆 达环 保 节 能集 团有 限公 司 , 辽宁沈阳 1 1 0 1 7 9 ;
紫外光固化水性涂料研究进展楚会来

紫外光固化水性涂料研究进展楚会来发布时间:2021-09-01T06:15:43.036Z 来源:《新型城镇化》2021年12期作者:楚会来刘艳菲王洁[导读] 20 世纪 60 年代发展起来的 UV 固化涂料,主要是利用涂料中的光引发剂产生自由基(或阳离子),使聚合物或单体发生双键聚合,最终形成具有特定力学性能的相对分子质量。
河北晨阳工贸集团有限公司河北保定 072550摘要:20 世纪 60 年代发展起来的 UV 固化涂料,主要是利用涂料中的光引发剂产生自由基(或阳离子),使聚合物或单体发生双键聚合,最终形成具有特定力学性能的相对分子质量。
本品为环保涂料,不添加有机溶剂,在使用过程中固化速度快(几秒到几十秒),具有“节能减排” 效果。
UV 固化一般在室温下进行,对于一些无法耐热的基材, UV 固化涂料是很好的选择。
关键词:紫外光固化;水性涂料;研究进展光固化水性涂料的优缺点光固化水性涂料的优点以水作为稀释介质对低聚物或树脂进行稀释,易于控制体系的黏度,价格低,易得。
流变性可方便地用水或增稠剂调节,适用于辊涂、幕涂、喷漆等多种涂装方式,安装方便。
用水调节黏度,降低有机溶剂的含量,减少 VOC,降低刺激性和毒性,环境污染少或无污染,不影响人体健康。
由于涂膜固化收缩,固化膜与基材结合力好,适用于涂覆塑料等非吸收基材表面。
为了保持涂膜的硬度和弹性,可以使用分子量较高的预聚树脂。
存放方便,固化前可触摸,防尘操作简单,不影响涂膜平整度。
光固化水性涂料的缺点水容易霉变,水的冰点为 0,不适于贮存和运输。
水的表面张力大(在常温下为 72.7510-3Nm-1),因此对基材表面清洁要求高,不易渗透基材,造成涂层不均匀。
(3)涂装后干燥除湿消耗大量热量,不节能。
除水外,需额外干燥设备,干燥时间长,工序繁琐,涂布效率低。
水作为稀释介质,限制了基材的使用范围,例如,金属基材在高温除湿过程中易发生锈蚀,而纸张和皮革基材不适合高温干燥。
PVC材料抗紫外老化研究进展

【综述】PVC 材料抗紫外老化研究进展付 勰3,皮 红,郭少云(高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,四川成都610065) [关键词]PV C ;光稳定剂;老化;降解[摘 要]从光稳定剂的种类、稳定化机制、存在的问题以及改进的途径等角度,对近几十年来PV C 的紫外老化防护问题进行了总结与回顾,同时对一些新型光稳定剂的研发进行了探讨。
[中图分类号]T Q325.3 [文献标志码]A [文章编号]1009-7937(2008)10-0001-06Progress in research on t he UV aging resistance of P V C ma ter ialsFU Xie ,P I H ong ,GU O S hao -y un(State Key L ab orat ory of Poly mer M aterials E ngi neerin g ,Research Ins tit ut e of Pol ymer ,Si chuan U niversi ty ,C heng du 610065,Chi na )K ey w or ds :PV C ;li ght stabili zer ;agi ng ;degradati onAbst ract :Prot ect io n agai nst U V agi n g of PV C in t he last few decades were s um mari zed and re 2vi ew ed i n aspects of varieties of lig ht stabili zer ,stabi lizati on mechanism ,exis ti ng p roblems as w ell as i mp rovi ng met hods.Mean w hil e ,research on s ome new ki nds of li ght stabilizers w a s discussed. 自1930年PV C 材料首先在美国和德国开始应用以来,其工业价值愈来愈得到重视,尤其近年来PV C 材料在户外制品方面得到了广泛的应用,如PV C 型材,给水、排水管道,汽车外饰件,农用薄膜,外墙挂板等[1]。
新型紫外光固化涂料的研制

新型紫外光固化涂料的研制
近年来,随着环境保护意识的提升和对绿色建材的提倡,研究新型紫外光固化涂料作为一种绿色环保、无VOC、低耗能的涂料受到了广泛的重视。
一、紫外光固化涂料的组成
1.原料:紫外光固化涂料主要包括紫外光固化剂、固化剂和填料等。
2.添加剂:添加剂能够使涂料具有更好的流平性和抗磨损性,还能提高涂料的透明度、抗老化性能和耐久度。
3.清漆:清漆表面有良好的光洁度,使涂料更显得鲜艳光泽,提高涂层的耐久度。
二、工艺优势
1.耐腐蚀性:紫外光固化涂料能够快速固化,适用于各种基体,提高涂层的耐腐蚀性能。
2.环保:新型的紫外光固化涂料几乎没有挥发性有机化合物,不会对人体健康和环境造成影响。
3.抗污性能:紫外光固化涂料可以在表面形成高厚的固定的薄膜,抵抗外界污染物的侵蚀,从而提高表面的抗污性能。
三、应用领域
1.建筑:新型紫外光固化涂料可以用于外墙幕墙保护和装饰,包括石材保护、淋浴、桑拿房及水泥砌筑物等。
2.家具:可用于各类木制品的家具保护和装饰,可有效防止家具表面腐蚀和耐久性能。
3.电子工业:紫外光固化涂料也可以用于电子和电子元件表面保护,对于保护有效防止电路存在断路现象。
综上所述,新型紫外光固化涂料具有良好的附着力、耐腐蚀性能强、色泽艳丽耐磨损性能,可以应用于建筑、家具、电子工业等多行业,为环境保护和绿色建材的发展做出贡献。
紫外光固化技术的应用研究

紫外光固化技术的应用研究1. 紫外光固化技术的概述紫外光固化技术是一种利用紫外光线引发单体或低聚物发生共价键交联反应,将涂层、印刷品、胶粘剂等涂层材料在极短时间内固化的技术。
紫外光线具有高能量和高反应性,因此其固化速度非常快,只需要几秒钟或几分钟即可完成。
紫外光固化技术具有固化速度快、环保无污染、可实现高厚度固化等优点,广泛应用于各个行业。
2. 紫外光固化技术在涂层材料中的应用随着涂层工业的发展,紫外光固化技术得到了越来越多的应用。
该技术可以用于硬化木材涂层、金属涂层、塑料涂层、纸张涂层等领域。
与传统的烤漆技术相比,紫外光固化技术具有更快的固化速度、更高的效率和更低的能耗,同时还可以实现对厚度较大的涂层材料进行固化。
3. 紫外光固化技术在印刷品中的应用在印刷品的生产过程中,常常需要对印刷品进行涂层、亮光等处理。
传统的印刷处理技术需要时间较长,使用的化学材料也可能对环境造成污染。
而紫外光固化技术可以快速、高效地对印刷品进行处理,同时也避免了对环境的污染。
4. 紫外光固化技术在胶粘剂中的应用胶粘剂涂层是一种在制造各种产品中广泛应用的材料。
紫外光固化技术可以使胶粘剂材料快速固化,从而提高生产效率。
这种技术也可以避免使用溶剂,使生产过程更加环保。
5. 紫外光固化技术的应用研究目前,紫外光固化技术正在不断深入地进行研究和发展,以适应不同行业的需求。
在涂层领域,研究人员正在积极探索如何实现对厚度更大的涂层进行固化。
在印刷品领域,研究人员正在研究如何提高印刷品的清晰度和色彩鲜艳度。
在胶粘剂领域,研究人员正在研究如何提高胶粘剂的粘合性和硬度。
总体来说,紫外光固化技术是一种高效、环保、快速的涂层固化技术,在各个行业得到了广泛应用。
随着技术的不断发展和不同行业的需求变化,研究人员将持续改进和完善这种技术,使其更加适应不同领域的应用需求。
紫外光(UV)固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的合成及其性能研究

20060601
硕士论文UV固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的合成及其性能研究
摘要
紫外光固化涂料因其迅速成型、绿色环保及其优良的性能,近年来获得了高速的 发展并很快应用到各个工业领域。聚氨酯丙烯酸酯光固化涂料是由聚氨酯丙烯酸酯
1.2 U、,固化涂料
关于uV固化涂料,是在20世纪60年代开发的一种环保节能涂料,它具有低VOC 排放量;能耗低,只需要热固化能量中的一少部分即可固化:室温固化,可适用于热 敏感基材;固化速率快、生产效率高;涂层性能优异,如高硬度、高光泽、耐磨性和 抗化学药品性:涂装设备体积小,占地少,投资小等优点。它的主要组成有:光引发 剂、光敏树脂(预聚体)、活性稀释单体以及其他助剂。其缺点是:uV固化到补 偿),难以用于形状复杂的基材,可固化产品的几何形状受到跟制:体积收缩较大, 涂膜内应力较大,与底材附着力相对较低,对于有色体系固化较为困难。
本文最后在~系列试验和分析的基础之上,结合当前国际趋势。对PUA涂料目 前的不足给予今后的一点设想。 关键词:紫外光固化 聚氨酯丙烯酸酯清漆合成性能研究
硕士论文
UV固化聚氯酯丙烯酸酯涂料的合成及其性能研究
ABSTRACT
Ultraviolet(UV)cured coatings have made large growth and extensive application in many field because of’their rapid prototyping,excellent performance and green
influencing factors of coating films and have summarized universality principle of
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1前言
在当代化学工业中,涂料工业的地位日益重要。
紫外光固化涂料是20世纪60年代开发的一种环保节能涂料。
它具有固化速度快、环境友好、节约能源、可涂装各种基材和费用低等优点,因而在工业和高技术领域得到了广泛的应用[1,2]。
聚氨酯丙烯酸酯(PUA)分子由于有氨酯键,能在分子链间形成多种氢键,使固化膜具有优异的耐磨性和柔韧性,断裂伸长率高,同时具有良好的耐化学药品性和耐高、低温性能,较好的耐冲击性,对塑料等基材有较好的附着力,因而,PUA具有较佳的综合性能[3]。
用于薄膜基材涂料的性能决定涂料在基材上的涂装和应用,基材种类对涂料的应用有较大影响[4],本文主要对用于PVC基材UV固化涂料的组成与固化成膜后的硬度、附着力、耐温及耐水性能进行了研究,研制出了适用于PVC表面涂装且性能优异的清漆配方。
2实验
2.1原材料与仪器设备
实验所用的三种预聚物聚氨酯丙烯酸脂PUA1,PUA2,PUA3均由本实验室合成,性能如表1所示。
丙烯酸羟乙酯(HEA)、三缩丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)由江苏三木公司提供,引发剂22羟基222甲基212苯基丙酮(1173)、1-羟基环己烷基苯甲酮(184)、二苯甲酮(BP)、22羟基222甲基212对羟乙基苯基丙酮(2959)、2,4,62三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)、异丙基硫杂蒽酮(ITX)、22甲基12(42甲巯基苯基)222吗啉212丙酮(907)、22苄基222二甲氨基21(42吗啉苯基)212丁酮(910)、双(2,4,62三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(808),42二甲氨基苯甲酸乙酯(EDAB)由常州华钛公司提供。
12KV高压汞灯,线功率160W/cm,蓝天特灯有限公司(河北涿州)。
线棒涂布器、PPH21型铅笔硬度计、QTX漆膜柔韧性测定器,上海现代环境工程技术有限公司。
将聚氨酯丙烯酸酯、稀释单体、光引发剂按照一定比例混合,搅拌均匀。
选用50×50cm 的PVC板材,先用甲苯清洗PVC表面,然后用12μm线棒涂布器涂在PVC板上,用高压汞灯照射一定时间,使其固化成膜。
2.3测试
2.3.1固化速度
表干时间(s):使用指触法。
2.3.2涂层附着力
参照GB9256-88方法,通过划格实验的方法判定涂膜的附着力。
2.3.3涂层硬度
参照GB6739-86方法,使用涂膜铅笔划痕硬度计测试涂层的铅笔硬度。
2.3.4涂层柔韧性能
参照GBPT1731-93,使用漆膜弹性实验器,用双手将试板漆膜朝上,紧压于规定直径的轴棒上,绕轴棒弯曲试板。
然后以4倍放大镜观察漆膜,检查漆膜是否产生网纹、裂纹及剥落等破坏现象。
以不产生上述破坏现象处的轴棒尺寸为试样柔韧性数据。
2.3.5耐温性
在80℃烘箱烘烤72h,观察涂膜是否有裂纹或脱落现象。
2.3.6耐水性
在常温水中浸泡72h,观察涂膜是否有起泡或脱落现象。
3结果与讨论
聚氨酯丙烯酸酯的主要特点就是固化膜具有优异的柔韧性,对大多数底材附着力以及耐腐蚀性能都很优异。
一般来说,几种聚氨酯丙烯酸酯复配的配方体系具有比单独一种聚氨酯丙烯酸酯更好的性能。
活性稀释剂的官能度在一定程度上也影响涂料的光固化速度和涂膜的力学性能。
光引发剂的选择对配方的固化速度和涂料是否黄变影响很大。
涂料的基本配方
表2 PVC涂料的基本配方
3.1树脂对涂膜性能的影响
低聚物是光固化涂料的主体,它的性能在很大程度上决定了光固化后材料的主要性能,如硬度、颜色、附着力、抗划伤、防老化、耐温性、耐水性等。
本实验采用自制PUA1、PUA2和PUA3,进行两两复配,组成不同的配方,其中各种成分的用量为:混合PUA--62%,TPGDA--35%,1173--3%。
涂料性能见表3。
表3不同PUA复配对涂料性能的影响
不同酯的复配固化时间 ( s) 附着力
(级) 柔韧性 (级) 铅笔硬度
(级) 耐温耐水 PUA1∶PUA2 = 1∶1 PUA1∶PUA3 = 1∶1PUA2∶PUA3 = 1∶1PUA1∶PUA2 = 1∶2PUA1∶PUA2 = 2∶130
用芳香族异氰酸酯合成的PUA1,由于含有苯环,因此链成刚性,其固化膜有较高的机械强度和较好的硬度和耐热性。
脂肪族PUA2和PUA3主链是饱和烷烃和环烷烃,耐光、耐侯性优良,粘度较低,固化膜柔韧性好。
由上表可以看出,当芳香族的PUA1和脂肪族的PUA2比例为1∶1时,固化速度最快,附着力最好,柔韧性和硬度都比较好,并且耐温,耐水性也比较好。
当它们各自与低官能度PUA3复配时,硬度和附着力下降,固化速度降低。
所以在以后的实验中选用PUA1∶PUA2=1∶1的复配体系。
3.2活性稀释剂的影响
活性稀释剂通常称为单体,是一种含有可聚合官能团的有机小分子,它不仅溶解和稀释低聚物,调节体系的粘度,而且参与光固化过程,影响涂料的光固化速度和固化膜的各种性能。
因此,选择合适的活性稀释剂也是光固化涂料配方设计的重要环节[5]。
以PUA1∶PUA2=1∶1为主体树脂,占总质量的62%,引发剂为1173占3%,单体占35%。
调节不同单体及其比例。
涂膜性能如表4所示。
单体固化速度( s) 附着力 (级) 柔韧性 (级) 铅笔硬度
HEA 50 0 7 H
TPGDA 40 0 7 2H
TMPTA 25 0 5 4H
TPGDA:TMPTA=1:1 30 0 6 3H
HEA:TPGDA=1:1 40 0 7 2H
HEA:TMPTA=1:1 40 0 7 3H
表4不同活性稀释剂对涂膜性能的影响
由上表可以看出,随着单体官能度的增多,光固化反应活性越高,固化速度越快,同时固化膜的交联密度增大,硬度提高,但柔韧性变差,体系的粘度增大。
在以后的实验中,选择双官能度
的活性稀释剂TPGDA进行研究。
3.3引发剂对涂料性能的影响
光引发剂是光固化涂料的关键组分,它对光固化涂料的光固化速度起决定性作用。
在光固化涂料中,光引发剂的含量比低聚物和活性稀释剂要低得多。
选用PUA1∶PUA2=1∶1为主体树脂(62%),单体为TPGDA(35%),引发剂占总质量的3%。
结果如表5所示。
引发剂固化速度( s) 附着力 (级) 硬度是否黄变
1173 40 0 2H 不黄变
184 50 0 2H 不黄变
1173:BP=1:1 50 0 3H 不黄变
2959 50 0 4H 不黄变
TPO 80 1 2H 黄变
IIX 60 5 3H 黄变
IIX:EDAB=1:1 30 0 5H 黄变
BP:EDAB=1:1 40 0 5H 黄变
907 30 0 5H 黄变
910 50 0 2H 黄变
808 60 0 2H 黄变
表5不同引发体系对涂料性能的影响
选择光引发剂时要综合考虑各种因素,如固化速度,有无黄变、涂膜性能以及价格,通过本实验的比对研究,我们选择1173为引发剂。
4结论
(1)当芳香族聚氨酯丙烯酸酯PUA1和六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA2复配使用时,效果更佳。
(2)选用TPGDA作为稀释剂能起到较好的稀释作用,也能得到固化膜性能良好的涂料。
(3)通过综合选择,以1173为最佳引发剂。
(4)优化后的涂料配方为:以PUA1∶PUA2=1∶1为主体树脂,树脂占总质量的62%。
TPGDA为活性稀释剂,占总质量的35%。
1173为引发剂,占总质量的3%。