1．实验目的

1) 掌握UV光固化涂料的配制与固化原理。

2）了解不同的原料配比对UV光固化涂料性能的影响。

2．实验原理

UV固化涂料是一种绿色环保型涂料，它完全符合“4E”原则，即经济（Economy),效率（Efficiency)、生态（Ecology)、能源( Energy)。一般UV固化能耗为热固化的1/5,且UV固化涂料含挥发组分较少，污染小。最吸引研究人员和开发商的是UV固化涂料能减少原材料消耗，有利于降低经济成本。在过去的几年中，UV固化涂料在光纤涂层、CD涂层／DVD黏合剂、信用卡、木材、饮料罐、食品包装、杂志封面、医疗器械和汽车行业中都有着十分迅速的发展。

UV固化涂料主要由预聚物、活性稀释剂、光引发剂及助剂组成。UV固化的主要反应历程是由辐射引起光引发剂分解，生成活性自由基引发单体／低聚物聚合交联。预聚物是紫外光固化涂料中最重要的成分，涂层的最终性能（如硬度、柔韧性、耐久性和黏性等）在很大程度上与预聚物有关。作为光敏涂料的预聚物，应该具有能进一步发生光聚合或光交联反应的能力，因此必须带有可聚合的基团。为了取得合适的勃度，预聚物通常为相对分子质量较小（1000-5000）的低聚物。预聚物的主要品种有环氧丙烯酸树脂、不饱和聚酯、聚氨酯等。其中，国内使用最多的是环氧丙烯酸树脂，它由环氧树脂与两分子的丙烯酸反应而得。

光引发剂或光敏剂都是在光聚合中起到促进引发聚合的化合物，但两者的作用机理不同。前者在光照下分解成自由基或阳离子，引发聚合反应；后者受光首先激发，进而再以适当的频率将吸收的能量传给单体，产生自由基，引发聚合反应。

活性稀释剂实际上是可聚合的单体．使用最多的是单官能团或多官能团的（甲基）丙烯酸酯类单体。在光固化前起溶剂作用，调节黏度便于施工（涂布），在聚合过程中起交联作用，固化后与预聚体一起成为漆膜的组成部分，对涂膜的硬度与柔软性等也有很大作用。

3. 仪器和和药品

(1）仪器

50m1烧杯；玻璃棒；玻璃板（陶瓷、木器、马口铁等非柔性底材）；1200W高压汞灯；光泽度仪；铅笔，硬度为6H-6B。

(2）药品

环氧丙烯酸酯；甲基丙烯酸-β-羟乙酯；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；a-羟基异丙基苯基酮；三乙醇胺；丁酮。

4．实验步骤

(1) 光油的配置与固化

在50m1烧杯中加入l0g环氧丙烯酸酯、2. 8g甲基丙烯酸-β-羟乙酯、6g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0. 4gα-羟基异丙基苯基酮、0. 8g三乙醇胺，搅拌均匀。直接用玻璃棒（毛刷）涂于玻璃板底材上。在高压汞灯下辐照固化，辐照平台中心最大照度不小于20mW/cm2，辐照时间7s。

(2）固化涂层检测

1) 表干检测。指压，看是否留有明显的指纹印。如有，说明表面固化不彻底，可能受氧阻聚干扰，或检查其他原因。

2）附着力。按照GB/T 9286-1998标准进行测定。喷涂件作百格刀测试时，其划格结果附着力按照以下的标准等级用划格器在涂层上切出十字格子图形，切口直至基材；用毛刷沿对角线方向各刷五次，用胶带贴在切口上再拉开；观察格子区域的情况，可用放大镜观察。

3) 硬度。按照GB/T 6739-2006标准进行测定。铅笔硬度6H-6B，铅笔芯用优质砂纸（400）事先磨平。将涂层样品放在水平面上，握紧铅笔，使其与样品表面呈45度角（笔尖远离操作者），然后向远离操作者的方向划出一条6. 5 mm的线。从最硬的铅笔用起，依次降低所使用铅笔的硬度，直晶现下面任一情况后停止：一是铅笔不会切人涂层，或者说不会刮破涂层（铅笔硬度）；二是铅笔不会擦伤涂层（擦伤硬度）。

4）光泽。采用光泽度仪测定。先校正仪表，然后擦净试样表面，将光泽度仪测头依次放在试样三个区域上，分别读出光泽度值，取平均值。每测一块试样就校对一次。

5）耐溶剂性能。用棉球酿取丁酮（全部浸湿），手指捏棉球在涂层上来回擦拭，记录涂层被擦见底时的单向擦拭次数。

5．数据记录及结果分析

6．注意事项

1) 辐射固化时应注意保护眼睛。

2) 测量附着力划格时应保证力度一致。