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水性樹脂類型對UV固化性能的影響

2023-09-03

  用于UV固化的水性木器涂料是水分散體涂料,但細(xì)分有水乳膠樹脂型(簡稱乳化型)和樹脂水分散體型(簡稱分散體型)。前者是丙烯酸酯單體和其共聚單體在乳化劑存在下合成乳膠樹脂,分散在水中;后者是丙烯酸酯單體和其共聚的單體合成含羧酸基的低聚物,用堿性化合物中和,形成親水的羧鹽基團(tuán),然后分散在水中,是一種水可稀釋的分散體,但不是水溶液。乳化液的UV固化水性涂料開發(fā)較早,有外加乳化劑,輔以高剪切力,乳化分散傳統(tǒng)的UV固化樹脂,這可算是第一代UV水性涂料,外加乳化劑存在于干膜中使耐水性下降。隨后發(fā)展了內(nèi)乳化型,即將親水鏈段如聚乙二醇鏈段引入樹脂中,可以適度分散在水中,有的文獻(xiàn)稱為第二代UV固化水性涂料,但在樹脂中的親水鏈段仍降低固化涂膜的耐水和耐化學(xué)性能。新一代UV固化水性涂料是“分散體型”,穩(wěn)定地分散在水中,形成較小的顆粒,貯存時(shí)間長,固化涂膜性能好。

  將乳化型的聚酯-丙烯酸酯和分散體型聚氨酯-丙烯酸酯兩類水性涂料使用同樣的光敏劑,在同一干燥條件和UV輻照強(qiáng)度下固化,用紅外光譜儀監(jiān)測丙烯酰氧上雙鍵轉(zhuǎn)化率,檢測涂膜硬度和其他性能。分散體型的脂肪族聚氨酯-丙烯酸酯的固化涂膜Persoz硬度值300s,提高固化溫度到80℃,硬度增加到350s,幾乎接近無機(jī)玻璃的硬度,它的彈性模量卻較低(E=1565MPa,Tg=96℃),涂膜柔韌性較好。乳化型的聚酯-丙烯酸酯的固化涂膜硬度較低(Persoz硬度70s左右),UV固化溫度提高到80℃,Persoz硬度也只有200s。

  UV固化的5個(gè)試樣的涂膜在QUV—A中加速老化:70℃下UV輻照8h,然后在相對濕度100%下,50℃避光4h,二者交替進(jìn)行。用對420 nm的光波吸收率考察涂膜透明度(失光率)和泛黃性,脂肪族聚氨酯-丙烯酸酯分散體涂膜經(jīng)3000h加速老化,光透過率由98%降至90%,失光率很低。其他對照涂料試樣(含芳基結(jié)構(gòu))在加速老化500h后迅速泛黃和降解,以致剝離。根據(jù)對比檢驗(yàn)結(jié)果證實(shí),分散體型的脂肪族聚氨酯-丙烯酸酯比較適合UV固化水性木器涂料之用。

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