光敏涂料与传统涂料相比,具有无污染、使用工序简单、成本低、效率高等特点,被誉为绿色涂料。光敏涂料主要由光敏预聚物、活性稀释剂、光引发体系三部分组成。光敏预聚物是光敏涂料的主要组成部分。紫外光固化环氧丙烯酸光敏涂料是一种重要的新型涂料,可广泛应用于机械、电子、感光油墨等领域的金属和非金属涂层材料[1-4]。这种材料具有可对热敏感的基材进行涂布的优点,所以近几年来被广泛应用于高速自动化生产线。然而紫外光固化技术应用理论还不太成熟,需要更好的完善。经过这几年的使用,发现紫外光固化技术对涂层的固化深度有一定的限制,要求被固化对象形状要简单、规则,同时使用的胶黏剂性能必须至少有一面是透光的。紫外光固化技术的这些缺点在一定程度上限制了其更深层次的发展。本文作者首先利用双酚A 型环氧树脂与丙烯酸反应形成光敏树脂,再把光敏树脂与活性稀释剂、光敏剂反应形成光敏涂料,实验证实经这种方法制得的涂料具有光敏性能好的优点,并且能够很好地适应于高速自动化生产线的需求。
1 实验部分
1.1 原材料
环氧树脂618,工业品,无锡树脂厂;丙烯酸,化学纯,沈阳试剂五厂;聚氨酯丙烯酸酯,化学纯,天津市天骄化工有限责任公司;对苯二酚,化学纯,沈阳试剂一厂;三苯基膦、二苯甲酮、安息香双甲醚、丙烯酸甲酯均为化学纯,沈阳国药集团化学试剂有限责任公司;甲氧基聚乙二醇,化学纯,广州靖诚贸易有限责任公司。
1.2 主要仪器及设备
增力电动搅拌机(型号SY86-DJ1-40W,上海隆拓厂);傅里叶红外光谱仪(型号81MTensor27,北京中西远大科技有限公司);漆膜铅笔硬度计(BY型,江门市江海区德实仪器化工有限公司);干燥箱;紫外光灯;漆膜划格器。
1.3 光敏涂料的制备
1.3.1 环氧丙烯酸光敏树脂的制备
首先在三口烧瓶中安装温度计、电动搅拌器和球形冷凝管,仪器装好后,将环氧树脂加入三口烧瓶中,采用电热套对反应瓶进行加热至85~90 ℃,对反应瓶中混合物不断进行搅拌,边搅拌边滴加含有催化剂和阻聚剂的丙烯酸,滴加速度控制在2~3g/min。丙烯酸全部滴加完后,对混合物进行强烈搅拌,温度控制在(100±2)℃,混合溶液充分反应一段时间之后,温度会升至110~115 ℃。每隔1 h对混合溶液进行抽样观测,测试混合溶液中的酸值大小,若混合溶液的酸值小于5 mgKOH/g 时立即停止反应,再将混合物冷却至40 ℃出料,即得环氧丙烯酸酯(EA)制备完成。
1.3.2 光敏涂料的制备
在室温下按照一定的比例将环氧丙烯酸酯树脂与活性稀释剂、光引发剂和其它助剂混合反应制得光敏涂料。
1.4 测试涂料涂膜的性能
按照 GB/T 6739—2006,用硬度2B~6H 的铅笔测定涂料漆膜的硬度;按照GB/T 9286—1998 标准测试附着力。
2 结果与讨论
2.1 环氧丙烯酸酯红外光谱图
对环氧丙烯酸酯低聚物和618 环氧树脂进行红外光谱测试,并将测试结果进行对比分析,见图1和图2。
图 2 中有4 个不同位置存在苯环的特征吸收峰,分别为1414 cm-1、1458 cm-1、1510 cm-1、1608cm-1,而环氧基特征吸收峰相对应为910 cm-1。与图2 相比,图1 中除了苯环的特征吸收峰保留外,环氧基特征吸收峰相对减弱。对比两张图可发现,图1 中在1722 cm-1、1634 cm-1 处出现酯羰基和双键的特征吸收峰,而丙烯酸中的吸收峰位置发生了偏移,出现在1703 cm-1、1636 cm-1 处。由此可以推断出生成的环氧丙烯酸树脂是一种混合物,它由环氧丙烯酸树脂、环氧树脂以及丙烯酸组成。
2.2 助剂加入方式的影响