摘驀：以丙烯酸酯樹脂和環(huán)氧樹脂為主要原料,加入一定董的陽離子光引發(fā)劑二芳基捵銷六氟銻酸鹽、自由基光 引發(fā)劑Irgacure2959及助劑配制成混雜光固化粉末涂料。用紫外光譜分析了引發(fā)劑的吸收光譜范圍,并用紅外光 譜、熱重分析以及甲乙酮失重率的方法從轉(zhuǎn)化率、熱穩(wěn)定性方面對(duì)混雜體系與自由基體系和陽離子體系進(jìn)行了比 較。研究了不同引發(fā)劑含童和不同曝光時(shí)間對(duì)混雜體系固化性能的影響,測試了各體系的涂膜力學(xué)性能。結(jié)果表 明,混雜體系在固化過程中整體轉(zhuǎn)化率高于陽離子體系和自由基體系?；祀s體系引發(fā)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%,曝光時(shí)間 為803時(shí)固化效果最好,此時(shí)混雜體系固化膜凝膠含量達(dá)到87.7%,柔韌性為2mm，抗沖擊強(qiáng)度40 kg*cm,硬度 3H,附著力0級(jí)。相對(duì)于陽離子體系來說,混雜體系固化膜在熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能上都有明顯提高。
關(guān)鍵詞：紫外光固化；粉末涂料；陽離子；自由基；混雜 中圍分類號(hào)：TQ630.1; TQ630.7
引言
紫外光(UV)固化粉末涂料兼具了粉末涂料和 UV液態(tài)涂料的優(yōu)勢，是一種新型環(huán)保涂料。其固 化過程能耗低，無污染，可低溫（100~ 140 t：)下熔 融流平固化,彌補(bǔ)了熱固型粉末涂料的缺點(diǎn)，能適用 于各類熱敏基材，大大拓寬了粉末涂料的應(yīng)用范圍， 因而近年來受到人們廣泛關(guān)注[1]。
UV固化反應(yīng)按機(jī)理可分為自由基固化機(jī)理、 陽離子固化機(jī)理以及自由基/陽離子混雜固化機(jī)理。 自由基固化是光引發(fā)劑在紫外光照射下產(chǎn)生自由 基,引發(fā)預(yù)聚物和單體中的不飽和基團(tuán)發(fā)生加成聚 合反應(yīng)。陽離子固化是陽離子引發(fā)劑在紫外光輻照 下產(chǎn)生質(zhì)子酸或路易斯酸，形成正離子活性中心，引 發(fā)陽離子開環(huán)聚合。自由基/陽離子混雜固化則是 指在同一體系中同時(shí)發(fā)生自由基光聚合反應(yīng)和陽離 子光聚合反應(yīng)12]。自由基光固化具有固化速度快 和性能易于調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，但有易受氧阻聚影響、固化 后收縮嚴(yán)重等問題[3]。陽離子光固化具有體積收
縮小、厚膜固化好、硬度高和耐磨等優(yōu)點(diǎn)，但也存在 固化速度慢、價(jià)格高等缺點(diǎn)>5]。自由基/陽離子混 雜光固化體系是在同一體系內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生自由基和陽 離子兩種活性物種，從而同時(shí)發(fā)生自由基和陽離子 光固化，充分發(fā)揮了兩種固化形式的優(yōu)點(diǎn)。將自由 基/陽離子混雜光固化技術(shù)應(yīng)用于粉末涂料體系,可 綜合粉末涂料、uv固化技術(shù)、自由基以及陽離子固 化的優(yōu)點(diǎn)，提高固化膜的性能,應(yīng)用前景廣闊[6]。
本文研究了自由基/陽離子混雜光固化粉末涂 料體系的性能，從轉(zhuǎn)化率、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能等方 面對(duì)混雜體系與單純自由基體系和陽離子體系進(jìn)行 了比較，研究了不同引發(fā)劑含量和不同曝光時(shí)間對(duì) 混雜體系固化性能的影響。
1實(shí)驗(yàn)部分
l.i主要原料及設(shè)備
雙酚A型環(huán)氧樹脂E12，上海和氏璧化工有限 公司；丙烯酸醋樹脂Uvecoat3003, Uvecoat9010,比 利時(shí)UCB公司；自由基光引發(fā)劑Irgacure2959,瑞 士汽巴精細(xì)化學(xué)品有限公司；陽離子光引發(fā)劑二芳 基碘镎六氟銻酸鹽(Ar2I+ SbF6-)，杭州兆華化工有 限公司。
機(jī)電有限公司；涂膜鉛筆劃痕硬度儀，漆膜沖擊器， 天津市材料試驗(yàn)機(jī)廠;高速萬能粉碎機(jī),天津市泰斯 特儀器有限公司。
1.2樣品的制備
根據(jù)配方稱取主體樹脂、光引發(fā)劑、助劑等原 料，熔融混合均勻后，置于高速粉碎機(jī)中粉碎，出料 過篩(75 pm),即成初始粉末，待用。
將上述粉末均勻噴涂于PET基材上，膜厚為 60-100f/m，1001：紅外箱中照射5 min,粉末充分均 勻熔融流平，然后在高壓汞燈(100 mW/cm2)下固化 成膜。
1.3分析測試
紅外光譜(FT-IR)測定：樹脂和固化膜均采用 透射紅外測試。
熱重分析(TG):升溫速率為201：/min。
甲乙酮(MEK)失重率測試:將已固化涂膜取下 1塊5cm X 2cm,稱重,然后置于甲乙酮中浸泡24h， 取出室溫干燥lOmin，再置于80X：烘箱中烘烤至恒 重,稱重，計(jì)算失重率。
紫外吸收光譜測定:25mL容量瓶中配制質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為0.05%的光引發(fā)劑的丙酮溶液，充分溶解搖 勻。使用U-3010型紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行光引 發(fā)劑紫外吸收光譜的測定,參比液為丙酮試劑，測定 190~450nm波段的吸收光譜。
涂膜柔韌性能測試:參照GB/T1731—93,使用 漆膜彈性實(shí)驗(yàn)器，以漆膜不產(chǎn)生網(wǎng)紋、裂紋及剝落等 破壞現(xiàn)象處的軸棒尺寸為試樣柔韌性數(shù)據(jù)。
涂膜沖擊性能測試:參照GB1732—93，使用漆 膜沖擊器，將試樣放于沖擊器鐵砧上,重錘自設(shè)定高 度自由落下,觀察。以膜面不產(chǎn)生裂紋、皺紋及剝落 弊病的高度定為試樣的抗沖擊性能數(shù)值。
涂膜附著力測試:參照GB9256—88，通過劃格 實(shí)驗(yàn)方法判定涂膜附著力好壞。根據(jù)破壞程度可分 為0~5級(jí)6個(gè)等級(jí),最好為0級(jí)，膜面沒有任一個(gè) 小格脫落,5級(jí)為極差，膜面產(chǎn)生了嚴(yán)重的剝落。
涂膜硬度測試:參照GB6739—86，使用涂膜鉛 筆劃痕硬度儀,觀察漆膜劃痕痕跡，以未見劃痕的鉛 筆為涂膜的鉛筆硬度。
2結(jié)果與討論
2.1引發(fā)劑的紫外吸收光譜
二芳基碘錫鹽和三芳基硫镎鹽是最重要的陽離 子光引發(fā)劑,碘鎩鹽和硫鎩鹽在紫外光照射下既能
產(chǎn)生超強(qiáng)酸，引發(fā)環(huán)氧化合物開環(huán)聚合反應(yīng)，又能產(chǎn) 生自由基,引發(fā)丙烯酸酯自由基聚合反應(yīng)。圖1是 自由基引發(fā)劑和陽離子引發(fā)劑的紫外吸收光譜圖。
