UV光固化研究 南京工业大学 涂料及涂装.ppt

UV光固化光纤保护涂料的研制 报告人 冯启蒙 材料与化工学院 目 录 1.选题意义 2.国内外研究现状 3.涂料的性能要求 4.组成原理与配方设计原则 5.合成实验及性能测试 6.结果与讨论 7.结论 1.选题意义 涂料按照固化方式分为光（UV）固化、热固化、潮气固化、空气固化。 2紫外光固化涂料(UVCC)的国外现状研究 1968年Bayer研发了第一代UVCC木器涂料，全球年增长率保持10～15％.欧、美、日三地UVCC产量占全球UVCC市场95％的份额。全球涂料市场，UVCC占其它涂料产品份额为15％，预计到2015年达到30％。 Wei-Fang A.Su等人研制了丙烯酸环氧树脂、丙烯酸聚氨酯双组分涂料。该法利用丙烯酸官能团和氨基实现光固化,环氧基团实现暗固化。Ｋ.Ｇaglani等人用硅氧烷对聚氨酯丙烯酸酯进行改性合成了UV-潮气双重固化的涂料,使其性能大大提高。此外,S.E.cantor等人报道了可用氧固化的丙烯酸涂料组合物和双重固化的丙烯酸涂料。 紫外光固化涂料(UVCC)的国内现状研究 我国于70年代开始研发UVCC； 80年代，发展缓慢； 90年代，得到快速的发展； 目前UVCC的产量年增长率为40～60％, 是全球发展最快的地区。 3性能要求光纤涂料的被覆和固化 2）固化速率快，拉丝速率已达1000m/min以上甚至更高，现已采用紫外光(ultraviolet，UV)固化所代替。 4紫外光固化光纤保护涂料的组成及原理 ?UV固化光纤保护涂料的主要组分　一般配比为：预聚物30％～60% ，活性稀释剂40％～60% ，光引发剂1％～5% ，其他助剂0.2％～1％。?? ??1.预聚物　固化膜的主体，决定了固化涂料的主要性能。例，环氧丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯. ?2.活性稀释单体　既可起到降低系统粘度的作用，又可参与固化反应，成为固化涂料的一部分。例，1,6－已二醇二丙烯酸酯：CH2＝CHCOOCH2(CH2)4CH2COOCH＝CH2 3.光引发剂　吸收UV辐射后，分裂成自由基或阳离子，随即引发带有双键的预聚物和活性稀释单体的链式聚合反应，当条件合适时可在极短的时间内交联、固化。例，二苯甲酮。 UV固化光纤涂料的配方设计需要注意以下原则： 一.对预聚物的选择 作为UV 固化光纤涂料主要成分的预聚物对光纤涂料的性能起决定性的作用。双酚A型环氧丙烯酸酯类涂料一般具有固化速率快、化学性能可塑性强、具有良好的耐化学品性和机械强度高等特点。但是单用双酚A型环氧树脂与丙烯酸进行酯化反应所得的齐聚物的分子量小、分子链短、固化时收缩多，固化膜的杨氏模量过大，低温性能与柔韧性差，必将加大对光纤的侧向压力，引起传输损耗的增加。 而聚氨酯韧性和弹性好，但固化速率较低，黏度大；有机硅弹性及低温性能好，但强度低。 因此，将以上两种预聚物共混使用，会使两者性能互补，从而制备合格的光纤涂料。 环氧丙烯酸酯 产品的合成是利用了异氰酸酯中的异氰酸根(-NCO)与长链二醇和丙烯酸羟基酯中的羟基(-OH)反应，形成－NHCOO－(氨基甲酸酯)而制得。 聚酯丙烯酸酯 由多元醇与丙烯酸酯制得。 聚醚丙烯酸酯 主要是聚乙二醇、聚丙二醇的丙烯酸酯。今后发展的方向： 1 有机硅预聚物 2. 有机氟预聚物 3. 低粘度预聚物 4. 水溶性预聚物 原则 二、选择合适的活性稀释体 环氧类和聚氨酯类齐聚物的分子量很大，黏度很高，不适合直接涂敷，必须加入适当的活性稀释剂单体，才能调节至所需黏度。但同时又不能对涂料综合性能产生不良影响。从稀释能力、对引发剂的溶解性、稳定性、价格和来源等考虑，一般来说，丙烯酸丁酯的效果较好。它对齐聚物有较高的稀释效率，而且它参加反应加入到分子链中以后，其较大的侧基—丁基起到了增塑剂的作用，使Tg降低。若温度在Tg以下，较大侧基的存在，加之主链上醚键酯基的作用较易发生次级松弛过程，从而在很低的温度下也仅产生很小的附加损耗。 活性稀释剂 作用:调节UVCC的粘度，同时参与成膜。 选择原则： (1) 粘度低、稀释能力强、易溶于UVCC (2) 挥发性、气味、毒性均要小 (3) 活性大、官能度适中、聚合收缩率小 ·现有稀释剂种类： 1.单官能度: 苯乙烯、乙酸乙烯酯、N－乙烯基吡咯烷酮、 单官能度丙烯酸酯等。 2.二官能团:代表产品：TPGDA(三缩丙二醇二丙烯酸酯)、HDDA(己二醇二丙烯酸酯)、NPGDA(戊二醇二丙烯酸酯)等。 3.三官能团:代表产品：T