用于UV-EB辐射固化的改性g-C3N4活化剂的制作方法

文档序号:15854923发布日期:2018-11-07 10:48阅读:342来源:国知局
用于UV-EB辐射固化的改性g-C3N4活化剂的制作方法

本发明涉及uv-eb辐射固化技术领域,特别涉及一种用于uv-eb辐射固化的改性g-c3n4活化剂及其制备方法。

背景技术

目前辐射固化技术广泛应用于涂料、油墨、印刷制版、牙齿修复以及光碟制造等领域。与传统固化技术相比,辐射固化技术具有环境友好、节能、时间短、固化快等优点。特别是近些年来消除污染、保护环境的呼声越来越高,辐射固化技术越发显示出强大的生命力。

uv辐射固化是通过uv光照射使体系固化,其固化速度较快,但是uv能耗较大,对于形状复杂工件存在辐射“盲区”,不能有效固化,并且uv固化厚度仅限于20~40μm,存在深层固化不彻底的问题。

eb辐射固化是通过用高能量的电子束照射体系,引发体系内活性基团进行反应而固化干燥。其在常温下进行,不需加热,能固化到体系深部,但是固化小号的能量远高于uv,且uv固化体系中的光引发剂在eb辐射固化过程中无效,这间接降低生产效率,提高了成本。

类石墨型氮化碳(g-c3n4)的结构类似于石墨烯,具有周期性片层结构,其片层沿着c轴方向堆垛,碳、氮元素经杂化形成的c6n7或者c3n3环。g-c3n4是氮化碳材料中最稳定的同素异形体,宏观上表现为良好的化学稳定性以及热稳定性,因其独特的半导体电子结构和高度缩合,具有良好的物化性质。

研究表明,通过单一的酸活化、碱处理都可以提高g-c3n4的催化活性,通过单一的酸活化、碱处理酸活化后的g-c3n4具有改善uv辐射固化和eb辐射固化效果的潜质,但其仍然不具备独立作为光引发剂的性能,所以不能有效的解决上述问题。含有三嗪环结构的g-c3n4表面会产生许多酸性基团。根据酸碱反应原理,这些酸性基团很容易受到碱性环境的影响,这就有望使g-c3n4的结构进一步发生变化,从而改善其催化活性。

基于以上原因,有必要找到一种能够有效提高g-c3n4的光活性的改性方法,

使改性后的g-c3n4能够有效应用于uv-eb辐射固化,解决上述问题。



技术实现要素:

为实现上述目的,本发明提供一种用于uv-eb辐射固化的改性g-c3n4活化剂及其制备方法。

本发明的一种用于uv-eb辐射固化的改性g-c3n4活化剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在0.1-5微米,耐热温度在400℃-700℃,比表面积在12-45,具有很高的光活性,比如光催化性能为纯g-c3n4的5.2-10.5倍。

本发明的一种用于uv-eb辐射固化的改性g-c3n4活化剂,改性g-c3n4活化剂由纯g-c3n4经过酸碱双重活化改性制得,其可同时作为uv辐射固化的光引发剂和eb辐射固化的活性稳定剂,用于uv-eb辐射固化体系。

所述的g-c3n4酸碱双重活化改性具体包括以下步骤:

(1)g-c3n4的酸活化改性:将一定质量的g-c3n4粉末与一定量的酸溶液混合,室温下磁力搅拌(3-20)分钟后,将该混合物倒入水热反应釜中,在较高温度下反应1-8小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:将步骤(1)所述的酸活化改性的g-c3n4与一定量的碱溶液混合,室温下超声混合均匀后,将该混合物也倒入水热反应釜中,在较高温度下反应1.5-6小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活化剂。

一般地,上述操作步骤中所述的酸碱双重活化的改性方法即是指:首先利用g-c3n4结构中的碱性基团与酸反应,得到酸处理产物,再根据酸碱理论反应原理,利用碱进一步对酸处理产物进行修饰,最终得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂,整个过程与“重结晶”有相似之处。

特别地,对于一些物质,比如表面含有羧基等酸性基团的物质,也可以先施之以碱,后用酸修饰;同样的,对于特定的物质,比如表面官能团非常活跃的物质来说,所述的酸和碱液可以包含广义的lewis酸和lewis碱。

在本发明的实施方式中,所述步骤(1)中的酸溶液可以是浓盐酸(5.9-12mol·l-1)、浓硫酸(11.5-18.4mol·l-1)、浓硝酸(5-14.5mol·l-1)、高氯酸(3.5-10mol·l-1)中的一种,体积以30-50ml为宜,在水热反应釜中的反应温度控制在85℃-150℃。

在本发明的实施方式中,所述步骤(2)中的碱溶液可以是氢氧化钠溶液(0.1-0.5mol·l-1)、氢氧化钾溶液(0.05-0.5mol·l-1)、浓氨水(9.5-14mol·l-1)中的一种,体积以35-80ml为宜,在水热反应釜中的反应温度控制在80℃-150℃。

在本发明的实施方式中,所述的uv-eb辐射固化体系包含以下组分和质量分数:

在本发明的实施方式中,所述的uv-eb辐射固化特别适用于工件涂层较厚,固化较为困难,或工件结构较复杂,不易全方位照射等情况,但不排除其它情况下使用以加强固化效果,具体工艺过程包含如下步骤:

a.配料:按照权利要求5所述的组分和质量分数配制uv-eb辐射固化体系,得到混合均匀的uv-eb辐射固化混料;

b.将步骤a所述uv-eb辐射固化混料涂布于目标基材、机械零部件或仪器设备上;

c.将涂覆有uv-eb辐射固化混料的目标基材、机械零部件或仪器设备先经过uv(紫外)灯照射至表干;

d.将经过uv灯照射后的目标基材、机械零部件或仪器设备通过eb辐照设备进行eb辐射固化,直至其完全固化干燥。

本发明的优异效果在于:

(1)首创提出g-c3n4的酸碱双重活化改性法,并将改性g-c3n4活化剂成功应用于uv-eb辐射固化体系中,与单一质子化或碱活化g-c3n4相比,本发明所述的酸碱双重活化的改性g-c3n4活性剂的比表面积更大,活性更强,特别是催化性能为纯g-c3n4的5.2-10.5倍。

(2)改性g-c3n4活性剂在uv辐射固化过程和eb辐射固化过程中分别作为固化体系中的光引发剂和活性稳定剂,一方面能够显著提高uv-eb辐射固化效率和固化效果,使固化涂层具有更加优异的综合使用性能,另一方面充分利用了改性g-c3n4活性剂,节约固化成本。

应当理解,前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外,所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见,或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中,在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见,在每个图中,并非每个组成部分均被标记。现在,将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例,其中:

图1是实施例1得到的酸碱双重活化的改性g-c3n4活性剂的扫描电镜照片;

图2是实施例1得到的酸碱双重活化的改性g-c3n4活性剂的透射电镜照片。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容,特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面,附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解,上面介绍的多种构思和实施例,以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施,这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外,本发明公开的一些方面可以单独使用,或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

为了更好地说明本发明,附实施例如下。需要强调的是,实施例并不意味着本发明的范围限制在实施例叙述的条件内,实施例的目的是进一步阐述本发明的内容及其可行性。

实施例1:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与50ml的浓盐酸溶液(5.9mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌10分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在100℃下反应4小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:取0.2g步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与60ml的氢氧化钠溶液(0.2mol·l-1)混合,室温下超声分散10分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在100℃下反应2.5小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂;

(3)配制涂料:将步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(7%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(4)辐射固化:将步骤(3)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在0.1-1.5微米,耐热温度约560℃,比表面积为42.8,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的10.3倍。

实施例2:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与30ml的浓盐酸溶液(9.5mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌5分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在150℃下反应2.5小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:取0.2g步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与50ml的氢氧化钾溶液(0.4mol·l-1)混合,室温下超声分散15分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在120℃下反应6小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂;

(3)配制涂料:将步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(7%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(4)辐射固化:将步骤(3)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在0.2-2微米,耐热温度约430℃,比表面积为36.5,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的8.3倍。

实施例3:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与50ml的浓硝酸溶液(7.2mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌20分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在85℃下反应6小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:取0.2g步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与40ml的浓氨水溶液(14mol·l-1)混合,室温下超声分散5分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在150℃下反应3小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂。

(3)配制涂料:将步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(7%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(4)辐射固化:将步骤(3)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在1-5微米,耐热温度约700℃,比表面积为16.5,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的5.9倍。

实施例4:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与35ml的浓硫酸溶液(15mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌5分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在100℃下反应2小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:取0.2g步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与35ml的氢氧化钠溶液(0.35mol·l-1)混合,室温下超声分散30分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在100℃下反应2小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂。

(3)配制涂料:将步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(7%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(4)辐射固化:将步骤(3)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在0.1-2微米,耐热温度约640℃,比表面积为25.3,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的5.2倍。

实施例5:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与40ml的浓硫酸溶液(11.5mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌10分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在120℃下反应2小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:取0.2g步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与80ml的氢氧化钠溶液(0.25mol·l-1)混合,室温下超声分散10分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在150℃下反应1.5小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂。

(3)配制涂料:将步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(7%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(4)辐射固化:将步骤(3)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在0.2-3.5微米,耐热温度约500℃,比表面积为30.6,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的6.5倍。

实施例6:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与30ml的高氯酸溶液(4.5mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌15分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在85℃下反应8小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:取0.2g步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与50ml的氢氧化钾溶液(0.2mol·l-1)混合,室温下超声分散20分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在80℃下反应6小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂。

(3)配制涂料:将步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(7%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(4)辐射固化:将步骤(3)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在0.1-4微米,耐热温度约530℃,比表面积为19.7,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的7.8倍。

实施例7:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与30ml的浓盐酸溶液(11mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌15分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在85℃下反应6小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:取0.2g步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与45ml的浓氨水溶液(12.8mol·l-1)混合,室温下超声分散20分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在85℃下反应7小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂。

(3)配制涂料:将步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(7%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(4)辐射固化:将步骤(3)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在0.8-3.6微米,耐热温度约450℃,比表面积为35.4,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的9.6倍。

实施例8:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与45ml的浓硝酸溶液(9.6mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌10分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在90℃下反应7.5小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:取0.2g步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与60ml的氢氧化钾溶液(0.1mol·l-1)混合,室温下超声分散17分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在90℃下反应5小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂。

(3)配制涂料:将步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(7%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(4)辐射固化:将步骤(3)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在2.1-3.4微米,耐热温度约620℃,比表面积为28.6,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的7.1倍。

实施例9:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与35ml的浓硫酸溶液(18mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌22分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在85℃下反应6.5小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:取0.2g步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与75ml的氢氧化钠溶液(0.4mol·l-1)混合,室温下超声分散20分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在80℃下反应5小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂。

(3)配制涂料:将步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(7%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(4)辐射固化:将步骤(3)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在3-4.8微米,耐热温度约430℃,比表面积为31.9,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的5.2倍。

实施例10:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与50ml的高氯酸溶液(7.3mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌15分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在85℃下反应8小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)g-c3n4的酸碱双重活化改性:取0.2g步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与80ml的浓氨水溶液(10mol·l-1)混合,室温下超声分散20分钟后,将该混合物倒入100ml的水热反应釜中,在80℃下反应6小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂。

(3)配制涂料:将步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(7%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(4)辐射固化:将步骤(3)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得酸碱双重活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在2.5-4.5微米,耐热温度约410℃,比表面积为26.9,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的7.2倍。

对比例1:

(1)g-c3n4的酸活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与50ml的浓盐酸溶液(5.9mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌10分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在100℃下反应4小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到酸活化改性的g-c3n4;

(2)配制涂料:将步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4(4%)、光引发剂(3%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(3)辐射固化:将步骤(2)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(1)所得酸活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在0.01-0.05微米,耐热温度约360℃,比表面积为12.4,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的1.5倍。

对比例2:

(1)g-c3n4的碱活化改性:取1g纯g-c3n4粉末与50ml的氢氧化钾溶液(0.4mol·l-1)混合,室温下磁力搅拌15分钟后,将该混合物倒入50ml的水热反应釜中,在120℃下反应6小时,待自然冷却至室温后,经过滤、洗涤、干燥等处理后,即得到碱活化改性的g-c3n4;

(2)配制涂料:将步骤(1)所得碱活化改性的g-c3n4活性剂与其他组分分别按质量分数为:改性g-c3n4活化剂(4%)、光引发剂(3%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(3)辐射固化:将步骤(2)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

其中步骤(2)所得碱活化改性的g-c3n4活性剂为淡黄色粉末固体,具有微孔结构,尺寸在0.01-0.04微米,耐热温度约310℃,比表面积为9.8,具有很高的活性,其中,催化性能为纯g-c3n4的1.3倍。

对比例3:

(1)配制涂料:将纯g-c3n4与其他组分分别按质量分数为:纯g-c3n4(4%)、光引发剂(3%)、寡聚物(73%)、单体(2%)、助剂(9%)、填料(9%)配制得到uv-eb辐射固化涂料;

(2)辐射固化:将步骤(1)所得uv-eb辐射固化涂料均匀的刷涂于基材上,将涂覆有涂料的基材经过紫外灯照射5秒钟,使涂料表干,再将基材转移到eb辐照设备中进行辐照至涂料完全固化。按照国标标准检测涂层各项性能,如表1。

表1

参照国家标准gb1725-79《涂料固体含量测定法》进行涂料的固含量测定;参照国家标准gb/t1723-1993《涂料粘度测定法》,使用涂-4粘度计在25℃下测定所得涂料的粘度;根据国家标准gb/t13452.2-2008《色漆和清漆漆膜厚度的测定》测定涂料清漆的膜厚;固化速度(m/min)参照国家标准gb/t9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格实验》进行涂层的附着力测试;参照国家标准gb/t10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行盐雾试验;根据国家标准gb/t1732-1993《漆膜耐冲击测定法》进行涂料的抗冲击性能测试。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

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