光固化汽车涂料的应用二光固化汽车涂料的应用二黄馨

光固化汽车涂料的应用(二),光固化汽车涂料的应用(二)

3．3玻璃纤维增强复合材料部件复合材料已大量应用于汽车的各种部件，为了保护表面及美观，要求使用涂料进行涂装。例如前述的示范赛车车身部分采用了电子束固化的复合材料，同时采用了光固化涂料予以修饰。在体积很大的部件上使用光固化涂料的一个关键问题是设计便于车身整体涂装的涂装固化室4光固化粉末涂料光固化粉末涂料综合了粉末涂料及光固化涂料的优点，它不仅可在金属上使用，也可用于塑料和木制品及其他对热敏感的部件，大大扩大了粉末涂料的使用范围，因此，它在汽车上使用潜力很大，受到重视。汽车上的框架、轮辋等都可用粉末涂料来取代原有涂料。汽车上的金属框架需承受严格的石击、沾污、水泡等侵害，一般先要用电泳底漆处理，但电泳漆颜色选择受限制而且通常有条纹等漆病，为了提高其装饰性，可以采用光固化粉末涂料进行弥补，两者的结合可以取得满意效果。粉末涂料可赋予极好的装饰性，由铝合金制造的车轮轮辋对涂料有极高要来，传统的轮辋涂层一般由热固性粉末涂料作底漆，然后是具闪光效果的中间层，最后是透明面漆。现在这3层涂料都可以用光固化涂料代替。5 3D光固化设备与技术不同形状和大小、角度、弯曲、边缘、凹凸情况的三维(3D)部件光固化时，需要有光投射到所有的表面上，且应有可靠和足够的能量。一般灯具由灯管和反光罩组成，反光罩用于聚集光束定向投射到器物上，反光罩一般为椭圆形或抛物线状的。使用椭圆形灯罩。灯管置于椭圆的第一焦点上，灯光则在第二焦点上聚焦形成狭窄的高辐照度的光束。但由于光的发散，偏离此点后，辐照度迅速减低。使用抛物线灯罩，在较宽的范围内均可得到平行紫外光束，但是辐照度低并可在三维物体上增加阴影。为了使整个表面充分固化，需要采取一些措施：一是改善椭圆形灯罩形状，变化光的焦点，使它离灯面更远，使聚焦面更宽，虽然这样会减少高辐照的峰值，但可以使光的强度比较均匀，在离灯较远的地方也可以得到足够的辐照，同时又保持了聚集和发散光的优点，减少阴影出现；第二项措施是优化配方：涂料的光谱吸收要与灯的发射光谱相匹配；第三是优化工艺条件，紫外光投射到物体的能量要与加工速度相匹配；涂料光敏性及涂层的厚度要优化，在较大光强度变化范围内都能使表面涂料彻底固化。当然对于3D固化装置也有特殊要求，要根据物体大小和形状，物体是垂直的还是水平的，能否通过旋转使潜在的阴影部位得到照射等实际情况设计生产线。为了进行光固化，能量要求与固化速度的调节等目的，将灯源装在机器人上是一个重要的方法。采用机器人有很多优点，许多固定灯源不能照射到的部分都可得到有效的照射。如前所述，以玻璃钢为车身的涂料的耐候性高出许多年。在日本，东陶机器(株)与掌握光催化涂料技术的合并组成，专门进行商品化生产超亲水性建筑物外墙用的光催化涂料。超亲水性彩色涂料专门用于商务楼、旅馆、医院、公寓等建筑物外墙涂料。经过最近几年实用结果来看，可以每年节约不少对大楼外表的洗净费用，称为环境保护涂料。这种涂料在涂装时，最表面的一层涂膜的厚度可达20μm，因此涂膜对紫外线有极好的遮蔽效果。经该公司实测，每隔2μm厚度时阳光中紫外线可急速衰减，其透过率为10％以下，如上述设定膜厚为20μm时，紫外线透过率已下降到0．5％以下，市场上销售的相类似的光催化涂料，其涂膜厚度在lμm以下。该公司认为厚膜化涂装可以确保耐久性，经耐候性试验，此种涂料具有相当15年以上的寿命。涂膜的基本性能按照JIS A6909标准进行评价，完全合格。在2000年年末经日本建设大臣(现国土交通大臣)的认定机构、(财)建筑保全中心严格审查，保全技术审查证明书”，允许在市场上销售。6光催化水性无机涂料的发展光催化水性无机涂料今后研发的方向应紧紧抓住对Ti02光催化的氧化、还原、超亲水性等多种作用机理的研究应用和市场开发。特别是利用对其还原作用的应用研究来开发防锈涂料，尚处于实验室研究阶段。过去用镀锌的方法来防锈，是以消耗锌膜为代价的防锈，从长期来讲，这种方法还不是稳定可靠的防锈方法。今采用Ti02光催化无机涂膜，当受到光的照射，同样可维持金属的电化学还原状态来有效控制腐蚀。这种新的防锈方法不会像上述镀锌方法那样发生消耗问题。有人称这种防腐原理是“光负极防腐蚀”原理。Ti02光催化的氧化与还原作用在医学、医疗方面的应用研究也十分值得介绍。如TOTO(株)已开发的超亲水性瓷砖，在此瓷砖上涂上抗菌性的金属离子与钛的烷氧基硅烷溶液，在光照射下，由光催化反应的还原作用而析出抗菌的金属离子，起到灭菌效果。即使在室内的灯光照射下这种灭菌效果也是十分显著的。这种瓷砖用于手术室的内壁或手术床面上，对大肠菌、绿脓菌、MRSA等的灭菌率可达99．9％。对浮游在空气中的这些菌类也有被杀灭的效果，浮游菌含量锐减。最近横滨市立大学的龟田吉信用Ti02光催化涂料涂在用硅橡胶或天然橡胶制成的，具有高弹性的导尿管(医用)上，成为杀菌性或防污性能极好的医疗器具。经用紫外线灯(1 mW／cm2)照射1 h后，导尿管上的大肠菌便全部被杀死。现已成为众所期盼的一种新型医疗用材料。Ti02受到日光中所含3％左右的紫外线的激励起光催化的氧化、还原和亲水性作用。但人们还是感觉到它的应用范围受到限制。当前用可见光来激励起光催化反应的研究课题，已获得成功并有公开报道，估计今后将成为一个研发的方向。此外对提高Ti02光催化剂的光催化效率以及新型高效催化剂的探索研究也将成为一个研究方向。光催化剂的固定和再生是光催化技术的关键。在光催化水性无机涂料的研发中，Ti02光催化剂已寻找到的合适的载体和固定方法是否已经充分利用催化剂和载体的复合功能，将在今后的实用中进行观察。

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