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一、光固化前液狀性能
1.表觀
光固化涂料外觀一般為無色或微黃色透明粘液,大多有較強的丙烯酸酯氣味,固化后該氣味應基本消失。涂料本體應均勻,不含未溶解完全的高黏度結(jié)塊,這在光固化涂料的調(diào)配過程中比較重要,高黏度樹脂或固體樹脂應均勻溶解于稀釋單體中。涂料儲存過程中如果黃度加深,說明原材料品質(zhì)可能有問題,或組分搭配方面出問題,主要從這兩方面查找原因。儲存環(huán)境是否恰當也應加以考慮。
2.黏度及流變性
光固化涂料根據(jù)使用場合和涂裝工藝不同,黏度可以從數(shù)十至數(shù)百帕斯卡 ●秒。一般而言,低黏度涂料有利于涂裝流平,但也容易出現(xiàn)流掛等弊病。光固化涂料較低的黏度意味著過多量的活性稀釋劑,活性稀釋劑丙烯酸酯基團的含量相對較高,聚合收縮率往往高于主體樹脂(低聚物),配方中大量單體的存在容易導致體系整體固化收縮率較高,不利于提高固化膜的附著力。涂料過稀,刮涂或輥涂將獲得較低的薄膜,而且在平整度不高的涂裝表面容易出現(xiàn)涂層厚薄不均勻的現(xiàn)象,涂料流動太快,底材低洼部分膜層較厚,凸起部分膜層較薄。黏度較高時不利于涂展,膜層流平所需時間較長,不符合光固化涂料高效快捷的施工特點,添加流平助劑可作適當改善。
二、光固化過程部分相關(guān)因素
影響光聚合速率的因素主要包括光引發(fā)劑的活性與濃度、單體反應性(反應基團結(jié)構(gòu)、官能度、單體結(jié)構(gòu))、光固化樹脂的反應活性以及輻照固化條件(包括光強、光源各主要輸出波長的分布強度、抗氧阻聚措施等)。以上部分因素也對最終聚合轉(zhuǎn)化率產(chǎn)生影響,適當延長輻照時間,可提高轉(zhuǎn)化率。一般情況下,有效輻照時間數(shù)秒至數(shù)十秒即可,過分增加輻照時間對提高轉(zhuǎn)化率作用不大。
1.樣品厚度
膜層厚度對光固化的影響顯著,光固化涂層的厚度一般在數(shù)十微米,標準厚度為25μm,涂層厚度受涂料黏度、涂裝工藝條件的控制。涂層較厚時,因為光引發(fā)劑本身、其裂解碎片、樹脂等的吸光屏蔽作用,可能導致底層固化不完全,影響附著力等綜合性能。如在排除氧阻聚前提下,較低厚度膜層的光固化較快,轉(zhuǎn)化率也較高。但在空氣環(huán)境下,不能完全克服氧阻聚時,氧分子更容易擴散至整個濕膜體系,氧阻聚占據(jù)重要地位,光固化速率反而不高,此時,較厚涂層的光固化較為有利。
2.光引發(fā)劑濃度和種類影響
光引發(fā)劑是光固化涂料配方中比較關(guān)鍵的組分,濃度過低,不足以產(chǎn)生較高的固化速率,也不利于對抗氧阻聚;引發(fā)劑濃度太高,光固化后的殘留量太大,對涂層抗黃變、耐老化等性能不利,殘留引發(fā)劑從固化膜內(nèi)析出的可能性較大,影響外觀,成本也是一個常需考慮的因素。
三、固化后膜性能
1.耐磨抗刮性
光固化涂料涂層的耐磨性一般高于傳統(tǒng)溶劑型涂料,因為前者有較高交聯(lián)網(wǎng)絡的形成,后者大多通過溶劑揮發(fā),樹脂聚結(jié)成膜,發(fā)生化學交聯(lián)的程度遠不如光固化涂料。
2.光澤度
相對于溶劑型涂料,光固化涂料較容易獲得高光澤度固化表面,如果配方中添加有流平助劑,光澤度可能更高,常見光固化涂料的光澤度可以輕易達到100%或以上。溶劑型涂料因在成膜干燥過程中大量溶劑揮發(fā),對涂層表面擾動較大,影響微觀平整度,光澤度容易下降。