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紫外光固化粉末涂料的工艺研究

许杰  
【摘要】:紫外光固化粉末涂料是通过紫外光激发生成自由基或活性阳离子进行交联聚合、固化涂层,适合于热敏性底材的涂敷。近年来国外对紫外光固化(UV Curing)粉末涂料的研究开发日趋活跃,部分产品正开始走向市场。但对于光固化工艺的研究很少有人问津。开展紫外光固化工艺的研究,对光固化涂料的推广应用具有重大的现实意义。 本文以开发绿色环保涂料为研究对象,制备了系列不饱和聚酯。在研究了树脂配方结构与膜性能的影响规律的基础上。选用自制的无定形-半晶形不饱和聚酯为光固化粉末涂料的基体树脂,研究了不同的涂料配比、流平工艺、光固化工艺、填料等对涂料的附着力、抗冲击性、耐溶剂性、硬度、光泽度等膜性能及凝胶含量的影响规律。特别是深入探讨了流平工艺、固化条件、填料的加入等因素对凝胶含量与涂膜性能的关系。确定了可行的涂料固化工艺。研究结果为光固化粉末涂料的开发和应用提供了理论基础和技术依据。 论文考察了两种树脂的配比、引发剂种类和浓度对凝胶含量的影响。发现随着引发剂浓度的提高,涂膜的的凝胶含量增加,膜的硬度和抗冲击性提高。涂料中随着半晶形树脂量的增加,涂膜的抗冲性明显提高。因此选择紫外光固化适合的光引发剂类型和引发剂浓度和涂料中两种树脂的配比决定涂料的膜性能及应用性能。 研究了涂料体系的流变和流平性能,测试了涂料的粘度和熔融温度,发现流平温度大于半晶型树脂的熔点时,涂膜才具有较高的光泽。确定合适的红外流平温度和时间。 涂料膜性能的高低不但和涂膜树脂的性能有关,而且和涂料的固化工艺也有很大关系。紫外光固化过程包括确定紫外光的强度、固化时间、固化距离、膜的厚度等,这些因素影响涂膜的凝胶含量和涂膜的机械性能。对这些参数的调节从而得到涂膜性能的最优化。 研究发现,填料的加入对涂料的性能也有很大影响。填料的加入导致硬度的提高,但使涂膜附着性能和抗冲强度下降。


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