Page 172 - 2025年7月防腐蚀专辑

张玉 等：近红外光固化丙烯酸酯防腐涂料的制备及性能研究

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双键转化率/% 凝胶含量/%

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? / 3 ? 7 ?/ 3 ? 7
5. 5
? / 3 ? 7
（a）—活性 释剂结构 （b）—涂层表面/底面双键转化率 （c）—涂层凝胶含量
图3 不同活性 释剂 涂层的双键转化率及凝胶含量
Fig. 3 Top/bottom double bond conversion and gel content of the coating with different active diluent
由图 3（b）可以看出，对于单官能度活性稀释剂 固化体系的凝胶点双键转化率分别为 14. 1% 和
体系，NIR 固化涂层表面/底面的双键转化率均在 4. 3%，而 UV 固化体系的凝胶点转化率仅为 4. 9% 和
90% 左右。而且 NIR 固化涂层的表面/底面双键转化 1%。总体而言，相比于 UV 固化体系，NIR 固化体系
率差异小于10%。对于双官能度、三官能度活性稀释 能有效提高涂层凝胶点双键转化率，有利于降低涂
剂体系而言，NIR 固化涂层的表面/底面双键转化率 层收缩应力。
仍高于 UV 固化涂层。从结果可以看出，NIR 固化体 2. 3 涂层力学性能
系的上/下表面双键转化率均高于 UV 固化体系。这 实验进一步对 NIR固化涂层的力学性能、附着力
是因为 NIR 比 UV 具有更强的穿透能力，从而提高了 进行探究，结果如表2所示。
固化深度。 从表 2 可以看出，对于单官能度活性稀释剂体
如图 3（c）所示，NIR 固化涂层的凝胶含量明显高 系，NIR 固化涂层与 UV 固化涂层的划格附着力均为
于 UV 固化涂层，这与图 3（b）测试结果一致。全面对 0 级。当活性稀释剂为双官能度 HDDA 和三官能度
比 NIR 固化涂层与 UV 固化涂层发现，NIR 固化涂层 TMPTA 时，NIR 固化涂层的划格附着力仍为 0 级而
表现出更高的双键转化率（表面和底面）且在厚度方 UV固化涂层的划格附着力仅为 5级。
向上固化更加均匀。 由于划格附着力仅为定性评估，难以区分相同
光固化涂料在金属防腐领域应用的瓶 主要源 划格附着力水平的差异。因此，进一步通过拉 附
于涂层在快速固化过程中无法有效耗散产生的收缩 着力测试进行定量分析。可以看出，NIR 固化涂层的
应力，导致涂层的附着力较差。如果光固化涂层能 拉 附着力均高于 UV 固化涂层。对于单官能度活
够在达到凝胶点之前耗散 大部分的收缩应力，这 性稀释剂而言 ，NIR 固化涂层的附着力可达
将有助于提高涂层的附着力，从而增强其防腐性能。 2. 99 MPa，而 UV 固化涂层的附着力为 2. 14 MPa。对
近期，本课题组发现，NIR 固化技术具有延 凝胶点 于双官能度、三官能度活性稀释剂，NIR 固化涂层的
）和提高凝胶点双键转化率（C）的优势。通过 附着力比 UV 固化涂层分别提高 192% 和 161%。以
时间（t g
g
ATR-FT-IR 联用 MARS60 流变仪深入研究了不同活 上结果说明 NIR 固化涂层的附着力优于 UV 固化涂
性稀释剂对 NIR固化过程中凝胶化的影响，所有体系 层。这是因为 NIR固化能延长凝胶点到达时间，有利
均在30 s后开灯。结果如图4所示。 于降低涂层收缩应力。
2. 4
由图 4（a）可以看出，BOA 体系经 NIR 辐照 32 s 涂层的耐腐蚀性
I
后，聚合体系的储能模量曲线（G'）与损耗模量曲线 根据活性稀释剂官能度对 NIR 固化行为的影响
（G ）相交，表明体系已经达到了凝胶点 。此时，凝 来看，NIR 固化涂层表现出更高的双键转换率，并能
[14]
胶点双键转化率（C）为 19%，而 UV 固化体系的 C 仅 够显著降低涂层的收缩应力，从而提高了涂层的附
g g
为 7. 3%[图 4（d）。对于双官能度、三官能度活性稀 着力。通常，涂层的防腐性能与其附着力密切相关。
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释剂体系[图 4（b）、（c）、（d）、（f），可以明显看出 NIR 电化学阻抗技术是表征涂层防腐性能的重要手段，
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