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2016年第06期參考答案:輻射固化清漆

2016-10-24 20:04:13| 次閱讀| 來源歐洲涂料雜志| 作者ECJ

摘要:上期配方培訓參考答案

  以下為《歐洲涂料雜志》第06期配方培訓中輻射固化清漆的參考答案。

  基本配方

  按規定順序邊攪拌邊加入下列原料:
  丙烯酸酯樹脂,83.0%
  單官能或多官能單體,11.5%
  光引發劑(α-單分子裂解型),3.0%
  流平劑,2.0%
  阻聚劑,0.5%


  參考答案 — 主要問題

  問題1. 輻射固化涂料體系的優缺點

  輻射固化涂料體系有以下優缺點:

  優點:
  +不揮發物含量=100%
  +低排放
  +極快速交聯
  +可快速進行下道工序
  +無適用期(單組分體系)
  +涂膜交聯度高,耐久性好
  +低能耗
  +空間要求小

  缺點:
  -某些原材料有毒
  -原材料價格高
  -在某些情況下存在流變問題
  -在某些基材表面存在附著力問題

  問題2.光輻射范圍

  光的輻射范圍是從紅外輻射到范圍較窄的可見光和紫外線輻射。這一范圍可再細分為單個部分:(波長λ [nm])

  極遠紅外線輻射1000000~15000 nm
  遠紅外線輻射15000~6000 nm
  中紅外線輻射 6000~3000 nm
  近紅外線輻射3000~780 nm
  可見光范圍780~380 nm
  紫外線-A輻射380~315 nm
  紫外線-B輻射315~280 nm
  紫外線-C輻射280~100 nm
  240 nm~300 nm波長的紫外線-B輻射用于輻射固化。

  問題3.可發生紫外線交聯的基料

  a.基料

  含雙鍵的低分子量基料,能夠發生聚合反應,用于UV固化涂料配方。

  •不飽和聚酯
  •丙烯酸環氧樹脂
  •聚酯丙烯酸酯
  •丙烯酸聚氨酯樹脂

  b.交聯機理

  在UV輻射固化中,由自由基引發交聯反應。自由基是通過光引發劑或協同劑產生(見5)。聚合反應按常規聚合機理進行。通過引發反應,

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  鏈增長反應,以及

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  鏈終止反應。鏈終止反應可以通過兩個自由基的結合、歧化作用或與外部物質如氧的反應而實現。

  問題4.活性稀釋劑

  在交聯過程中,將活性稀釋劑加入到聚合物中,用于降低輻射固化涂料的黏度。特別合適用于單官能和多官能丙烯酸酯。通常采用混合活性稀釋劑,并應滿足以下要求:

  •良好的降低黏度作用應
  •活性高
  •與其他活性稀釋劑和基料具有良好的相容性
  •揮發性低
  •顏色指數低
  •中性氣味
  •無毒

  問題5.光引發劑和協同劑

  光引發劑和協同劑可用于UV固化體系的交聯。光引發劑可分成單分子α-裂解型和奪氫型兩種。兩者通常都含有一個與芳香基相連接的羰基基團,。單分子α-裂解型光引發劑在與羰基連處發生裂解(α-裂解)形成能夠引發聚合反應的自由基。

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  安息香乙醚

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  雙縮酮α-裂解

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  奪氫型光引發劑單獨不能引發聚合反應,必須與協同劑(共引發劑)一起使用。奪氫型光引發劑:

  二苯甲酮

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  硫雜蒽酮

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  問題6.紫外線裝置

  汞燈可用作紫外線輻射固化裝置中的輻射源。通常使用高壓汞燈(1-2 bar, 800 °C~900 °C),波長范圍200 nm~450 nm。紫外線輻射是由電激發生成的氣體或金屬蒸氣產生。曝光時間小于0.1秒。

  問題7.氧帶來的問題

  氧可抑制交聯反應,特別是不飽和聚酯樹脂的交聯。其結果是表面一直是呈發粘狀態。為避免這個問題,可以使用石蠟,讓它漂在表面可防止氧的吸收。然而,為了獲得有光表面,在交聯后必須進行拋光。通過加入烯丙基可實現氧化干燥,消除由于氧而導致的表面發粘現象。

  問題8. 色漆的紫外線固化

  因為許多顏料能反射、散射和吸收紫外線輻射,所以色漆的交聯會出現問題。可以用光引發劑來解決這個問題;光引發劑的最大UV吸收(吸收窗口)是在顏料對 UV吸收很低的區域。

  問題9.UV射線的危險

  輻射固化涂料的原材料常給粘膜、眼睛和皮膚造成嚴重的刺激,長時間暴露可能會導致過敏。因此,應避免與皮膚直接接觸,并穿常規防護服。所使用的紫外線是高能量射線,可能造成皮膚灼傷。因此紫外線設備必須確保不會有紫外線射線泄漏。因為UV射線可能產生有害的臭氧,所以UV裝置必須配有護罩。


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