20年专注抗紫外线、抗黄变

 
化学论坛分类:
化学论坛分类: 全部
  • 1
    简述光学薄膜的三种制造技术的特点有哪些
          光学薄膜可以采用物理气相沉积(PVD)法、化学气相沉积(CVD)法和化学液相沉积(CLD)法三种技术来制备。以下简述这三种光学薄膜制造技术的特点。       一、物理气相沉积(PVD)法。       PVD需要使用真空镀膜机,制造成本高,但膜层厚度可以精确控制,膜层强度好,目前已被广泛采用。在PVD法中,根据膜料气化方式的不同,又分为热蒸发、溅射、离子镀及离子辅助镀技术。光学薄膜主要采用热蒸发及离子辅助镀技术制造,溅射及离子镀技术用于光学薄膜制造的工艺是近几年才开始的。       1、热蒸发。在真空室中加热蒸发容器中待形成膜的原材料,使其原子或分子从表面气化逸出,形成蒸汽流,入射到固体(称为衬底或基片)表面,凝结形成固态薄膜的方法。热蒸发的三种基本过程是由凝聚相转变为气相的相变过程;气化原子或分子在蒸发源与基片之间的运输,即这些粒子在环境气氛中的飞行过程;蒸发原子或分子在基片表面的沉积过程。      光学薄膜器件主要采用真空环境下的热蒸发方法制造,此方法简单、经济、操作方便。尽管光学薄膜制备技术得到长足发展,但是真空热蒸发依然是主要的沉积手段。       2、溅射。溅射指用高速正离子轰击膜料表面,通过动量传递,使其分子或原子获得足够的动能而从靶表面逸出(溅射),在被镀件表面凝聚成膜。溅射的方式有三种,即二级溅射、三级/四级溅射、射频溅射。      与蒸发镀膜相比,溅射的优点是膜层在基片上的附着力强,膜层纯度高,可同时溅射不同成分的合金膜或化合物;缺点是需制备专用膜料靶,靶利用率低。       3、离子镀。离子镀兼有热蒸发的高成膜速率和溅射高能离子轰击获得致密膜层的双优效果,离子镀膜层附着力强、致密。此法具有以下特点。       膜附着力强。这是由注入和溅射所致;       绕镀性好。原理上,电力线所到之处皆可镀上膜层,有利于面形复杂零件膜层的镀制;       膜层致密。溅射破坏了膜层柱状结构的形成;       成膜速率高。与热蒸发的成膜速率相当;       可在任何材料的工作上镀膜,绝缘体可施加高频电场。       4、粒子辅助镀。在热蒸发镀膜技术中增设离子发生器—离子源,产生离子束,在热蒸发进行的同时,用离子束轰击正在生长的膜层,形成致密均匀结构,使膜层的稳定性提高,达到改善膜层光学和机械性能。离子辅助镀技术与离子镀技术相比,薄膜的光学性能更佳,膜层的吸收减少,波长漂移极小,牢固度好,该技术适合室温基底和二氧化锆、二氧化钛等高熔点氧化物薄膜的镀制,也适合变密度薄膜、优质分光镜和高性能滤光片的镀制。       二、化学气相沉积(CVD)法。       化学气相沉积就是利用气态先驱反应物,通过原子、分子间化学反应的途径来生成固态薄膜的技术。CVD一般需要较高的沉积温度,而且在薄膜制备前需要特定的先驱反应物,在薄膜制备过程中也会产生可燃、有毒等一些副产物。CVD制备薄膜的沉积速率一般较高。       三、化学液相沉积(CLD)法。       CLD已很少使用。其工艺简单,制造成本低,但膜层厚度不能精确控制。膜层强度差,较难获得多层膜,还存在废水、废气造成的污染问题。
  • 2
    简述光固化(UV)涂料配方中光引发剂的选择方法
      自由基光引发剂根据光引发剂产生活性自由基的作用机理不同,主要分为两大类,即裂解型自由基光引发剂(也称Ⅰ型光引发剂),和夺氢型自由基光引发剂(又称Ⅱ型光引发剂)。常用的裂解型光引发剂从结构上看多是芳基烷基酮类化合物,常见的牌号有184、2959、651、907、369、1173、819、TPO、MBF、754等。常用的夺氢型光引发剂从结构上看多是二苯甲酮或杂环芳酮类化合物,常见牌号有BP、ITX、2-EA等。夺氢型光引发剂需要助引发剂配合使用,常用的助引发剂主要是活性胺和叔胺型苯甲酸酯。本文将结合光引发剂的性能和使用案例来简述光固化(UV)涂料配方中光引发剂的选择方法。       一、光引发剂的吸收光谱和光源发射光谱相匹配原则。  市面上常用的光源有汞灯、LED灯、无极灯和金属卤素灯等。其中汞灯发射波谱在200-450nm,属于通用型;LED灯在低能量固化项目中有广泛应用,发射波长集中在365、375、385、395、405nm。在选择光引发剂时,要根据光源发射光谱选择对该光谱有较大吸收的引发剂。     应用举例。在甲油胶配方中,常见美甲灯灯管有荧光灯和LED灯。荧光灯管发射光谱在370-420nm,LED灯管发射光谱在365nm/395nm左右。两种灯管发射光谱都属于长波区,需要选择吸收光波长较长的引发剂。如表1是各种常见光引发剂的吸收峰,如需达到理想的引发效果就要选择吸收峰在365nm以上的光引发剂,例如TPO,819等。在实际测试中,所有光引发剂中TPO和819固化效果好,与预测效果一致。       二、有色体系深层固化光引发剂选择。  在有色体系,尤其是深色体系中,颜料本身会吸收一部分紫外光能量,导致紫外光无法穿透漆膜,深层的光引发剂无法吸收足够能量来引发聚合,*终造成深层固化不良。轻者造成膜层附着力下降,严重的会造成表面起皱,影响漆膜表观以及物化性能。在光固化过程中,紫外线波长越长其穿透性越强,越容易到达漆膜深层,而短波则不易到达漆膜深层。这会造成在漆膜深层如果没有长波光引发剂吸收长波带来的能量,就很难引发聚合或固化不彻底。因此在有色体系中,深层光引发剂的选择是必不可少的。参照上表1,可以选择TPO/819/651等长波光引发剂与184/1173等短波光引发剂搭配使用,效果较好。   如在UV单涂色漆中,黑色体系容易出现附着力不良、百格掉漆的现象。在配方中增加1.5%的819后,漆膜附着力明显增加,说明819对深层固化起到促进作用。另外在黑/白色体系中,907/ITX+184复配,369/ITX+184复配,效果突出。       三、对黄变有要求的光固化体系光引发剂选择。  在清漆和白色体系中,耐黄变是漆膜性能的一项重要指标,除了选择耐黄变性能好的树脂、单体以外,光引发剂带来的黄变问题也需要重视。光引发剂共轭结构中如存在N-二甲氨基这样的取代基,辐照黄变倾向一般比较高;同样在活性胺结构中存在这种取代基,也将导致黄变加重。      如左表2是在以丙氧化季戊四醇三丙烯酸酯为主体,不加光引发剂为空白参照,各种不同光引发剂配方固含后的黄变指标对比。从表中可以看出,184、1173、754、MBF均为黄变程度较小的光引发剂,为清漆和白色体系配方的主要选择。       四、在活性稀释剂和低聚物中的溶解性能。         良好的溶解性能是配方中光引发剂选择的重要前提,相容性越好则配方体系越稳定。如左图是一些光引发剂在常用溶剂和单体中的溶解性能。       五、UV-LED光引发剂的选择。   UV-LED光源是近年来发展较快的固化设备,因其节能环保,不损伤基材备受欢迎,因此在UV-LED固化中光引发剂的选择使用也越来越受重视。对UV-LED固化配方中的光引发剂选择也应结合上述的几个原则,首先要选择吸收峰和光源发射光谱匹配的光引发剂。       UV-LED光源的发射光谱在360-405nm之间,在365nm、375nm、385nm、395nm、405nm处强度*高,这些都属于长波区,应优先使用长波光引发剂。通过进一步测试,在365nm,385nm,395nm波长处,分别找到了吸收率*高的几款光引发剂。从效能上讲,DETX和EMK为UV-LED光源合适的光引发剂。  尽管从效能上看,我们已经找到了不错的光引发剂来解决UV-LED固化的问题,但是实际应用却存在许多光引发剂因可能对环境或人体健康造成损害而被限制使用。因此开发出新型环境友好型光引发剂非常重要,目前在UV-LED光引发剂中常见的有Omnipol TX,Omnipol 910,IHT-PI 389等。
  • 3
    工业硅价格“疯涨”,改性硅酮胶(MS胶)可部分代替硅酮胶
          密封胶产品种类多样,按化学成分可分为硅酮胶、改性硅酮(改性硅烷、MS)胶,聚氨酯胶、聚硫胶、环氧树脂胶、丁基胶、丙烯酸酯胶等。其中硅酮胶因其优异的耐候性能和物理力学性能被广泛应用于建筑密封领域,如建筑幕墙结构胶、幕墙耐候胶、门窗密封胶、中空玻璃胶等,是目前国内建筑市场常用的胶种。但在近期工业硅价格“疯涨”的情况下,改性硅酮胶作为一种性能优秀的密封胶产品可对硅酮胶进行部分替代。  改性硅酮胶又称改性硅烷胶、MS胶,其主要成分为硅烷改性聚醚树脂,产品具有以下优秀特点。  一、粘结范围广。尤其是对多孔性材料,如混凝土等,与金属、石材、木材等都能形成良好粘结。  二、耐候性良好。一般来说,其耐候性介于硅酮胶和聚氨酯密封胶之间,使用寿命可达十年以上。如果产品配方中添加了合适的抗黄变剂,则可更能提升其耐候抗黄变性能,产品使用寿命更长。  三、可涂刷性好,力学性能优异。改性硅酮胶表面可涂刷,适用于需要涂刷的接缝密封。低模量改性硅酮胶产品,其断裂伸长率可达500%以上,且内聚力小,不易产生粘结破坏。  四、对石材等多孔性材料无污染,低味环保。  改性硅酮胶很成熟,在日本、欧美的应用历史已有三十多年的历史,并在建筑密封胶领域占据不少的市场份额,在装配式建筑领域的应用更是常见。该性硅酮胶产品在固化过程中VOC释放量低,其味道相较硅酮胶产品小很多,且不含甲醛、三苯等。
  • 4
    塑料表面处理以增进其表面粘结性能的经验和方法
           由于大部分塑料的表面能低,许多处理方法如装饰、印刷、喷涂等都不能直接适用,即使印刷、涂层配方中添加了附着力促进剂等增加粘结力的助剂,亦不能达到理想的粘结效果。如此就需要首先对塑料基材进行表面处理。塑料与各种不同材料的粘接性是表面处理需要解决的一个关键问题。适应塑料表面处理的不同需要,常用的技术有溶剂清洗(脱脂)、电晕处理、短波紫外光辐射处理、砂纸处理、喷砂处理、等离子蚀刻、化学蚀刻、加热处理等,针对不同的塑料材料常常需要选择不同的处理方法。一般来说,塑料粘接性能与材料结构及组分有关。       一、结构影响,聚合物的化学结构是进行表面处理时必须考虑的一个重要因素。       聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)等聚烯烃材料表面能很低,通常只有30~34达因。要实现良好的粘接,一般要求表面能不低于40达因。粘接试验表明,PE在等离子处理后粘接强度可提高10倍;经过铬酸处理后,粘接性能约可提高5倍。经过同样处理,PP在离子化处理后粘接强度约提高200倍,而在铬酸处理后则提高600倍。为什么铬酸对PP的处理效果如此显著,而对PE则不然。这是因为PP链段上每个碳原子都有一个甲基(—CH3)。甲基在经过氧离子化或铬酸处理后极易被羧基氧化。即使只有很少的甲基被氧化,PP的粘接性能与极性也会因为羧基的存在而显著改善。而PE则没有这一基团。       二、组分影响。       对各种配混料或共聚物而言,材料组分同样会影响表面处理方法的选用。如氟聚合物及其共聚物的表面能比聚烯烃还低,典型范围为18~26达因。对于高氟含量树脂如聚四氟乙烯(PTFE),经过环烷酸钠蚀刻后粘接性能提高10倍,而经过氧或氩等离子处理后只会提高3倍。PE的趋势则与之恰恰相反。然而氟树脂与PE的共聚物经等离子处理或环烷酸钠处理后粘接性能增加都为10倍。可以看出,等离子处理更多与PE发生作用,而环烷酸钠处理则更主要与氟树脂发生作用。由此可以看出,通过不同材料的共聚可以改善材料的处理性能。对于不同组分的共聚物,也需要根据材料的特点选择相应的处理方法。       三、选用技巧。不同的处理方法对不同聚合物结构与组分各有影响,因此对表面处理方法的选择也应基于材料的结构与组分进行。       对于低表面能塑料(<35达因),主要靠经验选取;而高表面能塑料,由于本身具有良好的粘接性,因而几乎每一种处理方法都是适用的,可重点根据使用的便利性选取。       一般来说,塑料的表面能越低,需要的处理越多。但是有些聚合物具有较低的表面能,也可以直接用溶剂粘接,如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、硬脂酸锌(AC)和聚氯乙烯(PVC)等。AC之所以可以粘接是因为许多丙烯酸粘合剂自身具有溶剂作用。而对于那些抗溶剂材料,如聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPE)、聚苯硫醚(PPS)以及其它含有苯环的聚合物,通常需要表面氧化处理或打毛。对于粘接更困难的材料,如聚酰胺和聚酰亚胺通常需要表面蚀刻处理才能粘接。       对于具有极性的塑料,如聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺等,表面处理的方法也有不同要求。一般来说,极性越小,需要的处理也越少。在这些材料中,聚酯和环氧树脂极性*强,需在表面打毛后粘接;刚性聚氨酯极性不高,通常用聚氨酯胶粘剂即可粘接,但需要用环氧树脂进行表面处理;聚酰胺是其中极性*小的一种,不需处理即可粘接。       四、对于实际的处理过程,通常还需要考虑加工的经济性,使之更好地符合实际加工需要。通常涉及到的各种过程参数,如加工时间、温度、暴露程度、干燥条件等都需要考虑。