水性涂料施工过程中微观结构的FTIR研究.pdf

第卷，第期 光谱学与光谱分析Vol畅，No畅，pp 年 月 Spectroscopy and Spectral AnalysisFebruary，水性涂料施工过程中微观结构的 FTIR 研究陈 航，骆 文，管雪松 倡，李洪建，谭 锐，尹文萱 倡畅 南京林业大学艺术设计学院，江苏 南京 畅 中国矿业大学化工学院，江苏 徐州 畅 中国矿业大学艺术设计学院，江苏 徐州 摘 要 以市售立邦水性涂料作为研究对象，溶剂水作为变量因子。配制不同水料比的涂料系列样品，分别用 FTIRATR、FTIR漫反射光谱表征湿料、涂膜的微观结构特征，湿料抽滤得到的固型物用 FTIR漫反射光谱表征。分析其官能团变化情况，研究施工过程，溶剂对涂膜的影响。结果显示：随着加水量的增加，湿料的 FTIRATR 光谱中，cm 对应的羰基吸收峰，逐渐转为肩峰，cm 吸收峰发生蓝移，峰强度逐渐减弱；涂膜的漫反射红外图谱，cm 的 OH 吸收峰、cm 不饱和 CH 吸收峰强度逐渐变弱，和 cm 的甲基和亚甲基的吸收峰强度逐渐增强，cm 吸收峰位移至 cm 形成肩峰，cm 吸收峰逐渐位移至 cm，cm 对应的 C O 伸缩振动吸收峰发生红移。在水性涂料施工过程中，溶剂水与涂料分子间存在相互作用，对涂层分子中电子云的密度分布有显著的影响，此结果对涂料的生产及施工有参考意义。关键词 水性涂料；SEM；微观形貌；ATR漫反射 FTIR中图分类号：O畅 文献标识码：A DOI：畅j畅issn畅（）收稿日期：，修订日期：基金项目：国家自然科学基金项目（）、中央高校基本科研业务费专项资金项目（LKHX）资助 作者简介：陈 航，女，年生，南京林业大学艺术设计学院室内设计专业硕士研究生 email：qq com倡 通讯联系人 email：ywx 畅com；ywx cumt畅 edu畅cn引 言 水性涂料以其无毒环保、无气味、可挥发物少、不燃不爆的高安全性、不变黄、涂刷面积大等优点，随着人们环保意识的增强，越来越受到市场的欢迎，FTIR 作为微观结构分析的有效手段大量应用于涂料的研究中。由于大量水分的存在带来运输、贮存时防冻，防腐防霉等问题，使得对于水性涂料的涂刷工艺与运输条件提出苛刻的环境要求；涂料中存在的亲水基团，施工中加水量与季节等的因素对涂层的性能影响显著。但关于溶剂水在涂料中的影响的微观结构的研究鲜有报道，本工作配制不同水料比的涂料系列样品，用扫描电镜观测其涂膜的微观形貌；分别用 FTIRATR 和 FTIR漫反射光谱表征湿料、涂膜的微观结构特征。涂膜与湿料的谱图相比较，分析其官能团变化情况，研究施工过程，溶剂对涂膜的影响，对涂料的生产及施工有参考意义。实验部分1畅1 试剂及仪器市售水性涂料：立邦涂料（其组成见表 ）去离子水；FTIR 光谱仪：AVATR，美国（尼高力）公司；扫描电镜：CEMQuanta，德国 EPK 公司。Table 1 Main composition coatings主要组分浓度范围（ww）醋酸乙烯乙烯聚合乳液 1丙二醇;1畅 畅丁二酸二异丁酯 哌照畅戊二酸二异丁酯 哌照畅己二酸二异丁酯 哌照畅二氧化钛 11畅2 方法经市场调查，水性涂料在施工中一般以 的体积分数添加溶剂水，针对市售水性涂料分别以 ，畅，畅，畅，畅，畅，的加水量配制系列涂料溶液。取少量系列湿料进行全反射 FTIR 光谱测定。室温下，将上述系列涂刷成膜，待涂膜干燥后用漫反射附件对膜层物质测定其 FTIR 光谱。水性涂料，样品中的大部分物质均有部分溶解在水中，了解溶剂的快速流失是否会带走某些成分，以及溶剂的快速流失会对涂膜的形成造成什么样的影响，用真空抽滤来模拟溶剂快速流失。取上述剩余的液体涂料样品进行抽滤，抽滤结束后将滤饼放在通风处自然风干，用漫反射附件测定滤饼的 FTIR 光谱。Fig畅1 Flow chart of the experiment 结果与讨论2畅1 液体涂料 FTIRATR光谱分析图 自上而下为在涂料 A 中加水 所得涂料液体的 ATRFTIR 光谱图，从图中可以看出，随着加水量的递增，位于 cm 的 OH 的伸缩振动的吸收峰强度，从加水量 ，畅，畅，畅 逐渐降低；，畅，畅，趋于稳定。位于 cm 的 CH的伸缩振动的吸收峰强度，从加水量 ，畅，畅，畅 逐渐升 高，畅，畅，趋于稳定；cm 对应羰基的弱吸收峰，当加入溶剂后，此峰峰形逐渐发现变化，逐渐由弱的Fig畅2 FTIR spectra of coating addingdifferent amount of water尖峰转换为平的肩峰。cm 吸收峰吸收强度随着加水量的增加，显著降低。2畅2 湿料抽滤 滤饼的 FTIR漫反射光谱分析不同加水量的湿料抽滤所得滤饼干燥后其漫反射 FTIR光谱如图 所示，图 自上而下加水量依次从