表 1 涂料基本配方

    1.3 　性能測(cè)試
    表干時(shí)間: 用指觸法測(cè)定。
    附著力: 按 GB9286 - 88 測(cè)試。
    鉛筆硬度: 按 GB6739 - 86 測(cè)試。
    2 　結(jié)果與討論
    2.1 　稀釋單體的影響
    在選定聚氨酯丙烯酸酯作為預(yù)聚物的前提下, 稀釋單體對(duì)涂膜性能的影響就顯得特別重要。稀釋單體的作用之一就是降低整個(gè)體系的黏度, 改善施工性能, 改善漆膜的流變特性[2]; 其二是能夠參與反應(yīng), 起到了預(yù)聚物之間架橋的作用, 所以國(guó)外有人稱為架橋劑, 因?yàn)槠鋮⑴c反應(yīng)成了涂膜的一部分, 會(huì)非常大地影響了涂膜的各方面性能[3]。不同比例的稀釋單體對(duì)涂膜性能的影響見表2。

　　 由表 2 可以看出 , 隨著單體比例的增加, 涂膜的固化時(shí)間變長(zhǎng), 速度變慢, 表面硬度增加。這是因?yàn)閱误w比例增加意味著體系雙鍵密度的加大, 就需要更長(zhǎng)的時(shí)間來使所有雙鍵反應(yīng)完全, 同時(shí)交聯(lián)密度增加, 漆膜硬度增加, 脆性變大, 附著力下降�？紤]綜合性能, 預(yù)聚物與單體的比例選7∶3為合適。
    單體的主要功能之一是降低黏度。若體系的黏度降到足夠的程度, 則可使其用量達(dá)到較低。這樣可使材料的主體———預(yù)聚物的性能達(dá)到非常大的發(fā)揮[3] 。
    2.2 　附著力促進(jìn)劑種類的影響
    由于玻璃表面非常光滑, 一般涂料很難在其表面附著, 必須添加合適的附著力促進(jìn)劑[4]。如果涂料體系中沒有添加附著力促進(jìn)劑, 無(wú)論怎么配比, 固化后的涂膜附著力都非常差, 劃格后用粘膠帶撕下時(shí), 漆膜全部脫離玻璃表面。所以選用合適的附著力促進(jìn)劑就顯得尤為重要。目前市場(chǎng)上的附著力促進(jìn)劑主要有3大類�？壳邦悶闃渲惛街Υ龠M(jìn)劑; 第二類為硅烷偶聯(lián)劑類附著力促進(jìn)劑; 第三類為鈦酸酯偶聯(lián)劑類附著力促進(jìn)劑。選用不同種類的附著力促進(jìn)劑, 添加量都為0.15% 時(shí), 從表3可以看出硅烷類的效果明顯優(yōu)于其他兩種。一般認(rèn)為無(wú)機(jī)底材親水的較性表面在環(huán)境中較容易吸附上一層水膜, 當(dāng)加有少量硅烷偶聯(lián)劑的涂料, 在涂布施工后, 硅烷向涂料與底材的界面遷移 , 此時(shí)遇到無(wú)機(jī)表面的水分, 可水解生成硅醇基, 進(jìn)而和玻璃表面上的羥基形成氫鍵或縮合成Si-O-Si共價(jià)鍵[5], 使漆膜能在玻璃表面產(chǎn)生優(yōu)良的附著力。

表 3 附著力促進(jìn)劑種類的影響

    2.3 　固化時(shí)間的影響
    徐冬梅等[6]研究結(jié)果表明, 在保證固化的前提下, 光引發(fā)劑的種類對(duì)漆膜的強(qiáng)度影響不大, 進(jìn)一步試驗(yàn)表明, 在保證固化的前提下, 光引發(fā)劑的用量對(duì)漆膜強(qiáng)度的影響也不大。考慮成本和容易混合等因素, 引發(fā)劑選用液體的1173且添加量為2%就能夠保證固化了。
    在固定輻射光源的條件下(功率為2kW, 輻射距離為7cm), 考察輻射時(shí)間對(duì)涂膜性能的影響, 結(jié)果見表 4。

　　 由表4可以看出, 延長(zhǎng)輻射時(shí)間, 光引發(fā)劑生成的自由基就越多, 形成的活性中心點(diǎn)就越多, 漆膜交聯(lián)密度增加, 有利于漆膜硬度增加。 30s后硬度沒有增加, 可認(rèn)為基本固化完全。但是輻射時(shí)間過長(zhǎng) , 涂膜交聯(lián)程度過高使漆膜變脆, 會(huì)加速涂膜的老化, 因此輻射時(shí)間也不能過長(zhǎng), 應(yīng)以30s為宜。
    2.4 　聚氨酯丙烯酸酯涂料的結(jié)構(gòu)表征
    聚氨酯丙烯酸酯涂料固化前后的紅外光譜圖參見圖1和圖2。
    在圖1中, 3 374.4 cm-1處的吸收峰為胺基的N-H伸縮震動(dòng)引起的 , 2 954 . 3 cm - 1 處的吸收峰為飽和的C-H伸縮震動(dòng), 1 739.9 cm-1處的吸收峰為酯羰基的伸縮震動(dòng), 1 637. 3cm-1 處的吸收峰為

圖 2 固化后紅外光譜圖

C=C的伸縮震動(dòng)引起的, 987.6cm-1 、938.1 cm-1 、847. 2cm-1 、810.8cm-1為C=C上的C-H面外彎曲振動(dòng)引起的吸收峰。由圖 2 可知 , 聚氨酯丙烯酸酯固化后, 原來位于1637.3 cm-1 處C C 吸收峰消失, 位于 987.6cm-1、938.1cm-1、847.2cm-1、810.8 cm-1 為 C= C上的C — H面外彎曲振動(dòng)引起的吸收峰也都全部消失, 這足以證明聚氨酯丙烯酸酯的固化反應(yīng)是打開雙鍵的聚合反應(yīng), 而且涂膜也基本固化完全。
    3 　結(jié)　論
    (1) 單體對(duì)體系的影響是非常重要的, 在綜合考慮附著力、固化速度、表面硬度等綜合性能的前提下 , 確定預(yù)聚物與單體的配比為7∶3(質(zhì)量比) 。
    (2) 選擇合適的硅烷偶聯(lián)劑和適當(dāng)?shù)奶砑恿? 可以大大提高漆膜在玻璃上的附著力。
    (3) 在固定的輻射距離條件下, 通過實(shí)驗(yàn), 輻射時(shí)間以30 s為宜。
    (4) 紅外光譜表明, 聚氨酯丙烯酸酯涂料的固化機(jī)理為丙烯酸酯所含雙鍵的自由基聚合反應(yīng)。