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聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜具有优异的透光性、耐热性、韧性和绝缘性,已广泛用于包装、屏幕及光学级镜面保护等。PET表面硬度低、不耐磨和刮擦等,使其应用领域受限。在PET膜表面涂覆涂料提高其性能是行之有效的方法,而光固化涂料具有固化速度快、节能和环保等优点。本文采用有机/无机杂化技术,制备UV固化PET膜用增硬增韧透明涂层和抗污阻燃超疏水涂层,研究其构效规律。
采用无机纳米粒子与UV固化体系复合制备PET膜用增硬增韧透明涂料,研究光固化树脂及配比、无机纳米粒子种类与添加量对涂层硬度、附着力、柔韧性、抗冲击性的影响,发现当添加量低于0.5%时,纳米粒子可提高涂膜硬度,不会降低涂膜的透明度,其中以0.3%八乙烯基POSS为无机纳米增硬材料最好,其制备的涂膜笔硬度为4H,耐冲击性为100kgcm,附着力为0级,柔韧性为2mm,透光率≥90%;红外光谱分析表明八乙烯基POSS中的C=C键参与了光固化反应,生成含有Si-O-Si网络结构聚合物。热重和动态热机械分析表明由0.3%OVPOSS改性的复合涂层具有良好的热稳定性,其5%重量损失温度高达到335.2℃,其储能模量(E)从167.7MPa提高到258.9Mpa。SEM和AFM图表明OVPOSS颗粒均匀分散在涂层中,与有机组分具有良好的相容性。
为改善PET膜易沾污、易燃、机械强度差等不足,制备KH-570改性纳米SiO2A(简称KH-570/SiO2NPsA)和十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS-17)改性SiO2纳米粒子B(简称F17-SiO2NPsB),与UV组分共混,制备PET膜用超疏水涂层。利用接触角测量仪、扫描电镜对涂层润湿性和表面形貌进行了表征。研究各组分对涂层性能的影响规律,发现UV组分为15%时,随F17-SiO2NPsB添加量增加,涂层对水的接触角增大,当其添加量大于45%时,其接触角超过160o,具有超疏水性能。随UV组分添加量增大,其涂膜硬度、附着力、耐磨性及耐化学品性提高。但当UV组分超过25%时,大量纳米颗粒被包埋在涂层内,较难得到超疏水涂层。当w(KH-570/SiO2 NPs A)∶w(F17-SiO2 NPs B)((质量分数)=1时,UV组分添加量为15%时,PET膜涂层的水接触角为160.3°,滚动角为2°,铅笔硬度为2H,附着力为1级,磨耗量为0.052mg·100r-1,阻燃等级为V-0级。SEM和AFM图表明涂层表面含乳突状纳米颗粒和孔坑洞状凹面的微纳粗糙结构。
采用无机纳米粒子与UV固化体系复合制备PET膜用增硬增韧透明涂料,研究光固化树脂及配比、无机纳米粒子种类与添加量对涂层硬度、附着力、柔韧性、抗冲击性的影响,发现当添加量低于0.5%时,纳米粒子可提高涂膜硬度,不会降低涂膜的透明度,其中以0.3%八乙烯基POSS为无机纳米增硬材料最好,其制备的涂膜笔硬度为4H,耐冲击性为100kgcm,附着力为0级,柔韧性为2mm,透光率≥90%;红外光谱分析表明八乙烯基POSS中的C=C键参与了光固化反应,生成含有Si-O-Si网络结构聚合物。热重和动态热机械分析表明由0.3%OVPOSS改性的复合涂层具有良好的热稳定性,其5%重量损失温度高达到335.2℃,其储能模量(E)从167.7MPa提高到258.9Mpa。SEM和AFM图表明OVPOSS颗粒均匀分散在涂层中,与有机组分具有良好的相容性。
为改善PET膜易沾污、易燃、机械强度差等不足,制备KH-570改性纳米SiO2A(简称KH-570/SiO2NPsA)和十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS-17)改性SiO2纳米粒子B(简称F17-SiO2NPsB),与UV组分共混,制备PET膜用超疏水涂层。利用接触角测量仪、扫描电镜对涂层润湿性和表面形貌进行了表征。研究各组分对涂层性能的影响规律,发现UV组分为15%时,随F17-SiO2NPsB添加量增加,涂层对水的接触角增大,当其添加量大于45%时,其接触角超过160o,具有超疏水性能。随UV组分添加量增大,其涂膜硬度、附着力、耐磨性及耐化学品性提高。但当UV组分超过25%时,大量纳米颗粒被包埋在涂层内,较难得到超疏水涂层。当w(KH-570/SiO2 NPs A)∶w(F17-SiO2 NPs B)((质量分数)=1时,UV组分添加量为15%时,PET膜涂层的水接触角为160.3°,滚动角为2°,铅笔硬度为2H,附着力为1级,磨耗量为0.052mg·100r-1,阻燃等级为V-0级。SEM和AFM图表明涂层表面含乳突状纳米颗粒和孔坑洞状凹面的微纳粗糙结构。