一、光固化前液状性能
1.表观
光固化涂料外观一般为无色或微黄色透明粘液,大多有较强的丙烯酸酯气味,固化后该气味应基本消失。涂料本体应均匀,不含未溶解完全的高黏度结块,这在光固化涂料的调配过程中比较重要,高黏度树脂或固体树脂应均匀溶解于稀释单体中。涂料储存过程中如果黄度加深,说明原材料品质可能有问题,或组分搭配方面出问题,主要从这两方面查找原因。储存环境是否恰当也应加以考虑。
2.黏度及流变性
光固化涂料根据使用场合和涂装工艺不同,黏度可以从数十至数百帕斯卡 ●秒。一般而言,低黏度涂料有利于涂装流平,但也容易出现流挂等弊病。光固化涂料较低的黏度意味着过多量的活性稀释剂,活性稀释剂丙烯酸酯基团的含量相对较高,聚合收缩率往往高于主体树脂(低聚物),配方中大量单体的存在容易导致体系整体固化收缩率较高,不利于提高固化膜的附着力。涂料过稀,刮涂或辊涂将获得较低的薄膜,而且在平整度不高的涂装表面容易出现涂层厚薄不均匀的现象,涂料流动太快,底材低洼部分膜层较厚,凸起部分膜层较薄。黏度较高时不利于涂展,膜层流平所需时间较长,不符合光固化涂料高效快捷的施工特点,添加流平助剂可作适当改善。
二、光固化过程部分相关因素
影响光聚合速率的因素主要包括光引发剂的活性与浓度、单体反应性(反应基团结构、官能度、单体结构)、光固化树脂的反应活性以及辐照固化条件(包括光强、光源各主要输出波长的分布强度、抗氧阻聚措施等)。以上部分因素也对最终聚合转化率产生影响,适当延长辐照时间,可提高转化率。一般情况下,有效辐照时间数秒至数十秒即可,过分增加辐照时间对提高转化率作用不大。
1.样品厚度
膜层厚度对光固化的影响显著,光固化涂层的厚度一般在数十微米,标准厚度为25μm,涂层厚度受涂料黏度、涂装工艺条件的控制。涂层较厚时,因为光引发剂本身、其裂解碎片、树脂等的吸光屏蔽作用,可能导致底层固化不完全,影响附着力等综合性能。如在排除氧阻聚前提下,较低厚度膜层的光固化较快,转化率也较高。但在空气环境下,不能完全克服氧阻聚时,氧分子更容易扩散至整个湿膜体系,氧阻聚占据重要地位,光固化速率反而不高,此时,较厚涂层的光固化较为有利。
2.光引发剂浓度和种类影响
光引发剂是光固化涂料配方中比较关键的组分,浓度过低,不足以产生较高的固化速率,也不利于对抗氧阻聚;引发剂浓度太高,光固化后的残留量太大,对涂层抗黄变、耐老化等性能不利,残留引发剂从固化膜内析出的可能性较大,影响外观,成本也是一个常需考虑的因素。
三、固化后膜性能
1.耐磨抗刮性
光固化涂料涂层的耐磨性一般高于传统溶剂型涂料,因为前者有较高交联网络的形成,后者大多通过溶剂挥发,树脂聚结成膜,发生化学交联的程度远不如光固化涂料。
2.光泽度
相对于溶剂型涂料,光固化涂料较容易获得高光泽度固化表面,如果配方中添加有流平助剂,光泽度可能更高,常见光固化涂料的光泽度可以轻易达到100%或以上。溶剂型涂料因在成膜干燥过程中大量溶剂挥发,对涂层表面扰动较大,影响微观平整度,光泽度容易下降。