第40卷第11期 2010年11月
涂料工业
PAINT & COATINCS INDUSTRY
Vol. 40No.11 Nov.2010
稀土复合物在水性聚氨酯涂料中的紫外屏蔽研究张玉玺1.2，肖耀南，曹鸿璋"2，李春成”，于晓丽"2（1.包头稀土研究院，内蒙古包头014030；
2.稀土冶金及功能材料国家工程研究中心，内蒙古包头014030；3.中国科学院化学研究所，北京100190）
摘要：利用共沉淀法制备不同种类的稀土复合物。将稀土复合物添加到水性聚氨酯涂料中，研究了不同粒径、不同添加量对涂料紫外屏蔽性能的影响。通过紫外可见近红外分光光度计检测发现，随着添加的稀土复合物粒径的减小，在波长200~400nm范围内紫外线透过率逐渐减小。随着添加量增加，均能使涂层的紫外屏蔽性得到提高，但添加量过大会影响涂料的流平性。SEM分析表明，稀土复合物在涂料中的分散性良好。稀土复合物粒径在1μum左右时，其在涂料中的紫外屏蔽率可达到90%以上。
关键调：稀土氧化物；紫外屏蔽剂；透过率；水性聚氨酯
中图分类号：TQ630.4
文献标识码：A
文章编号：02534312(2010)11003204
Study on UV Shielding Ability of Rare Earth Compounds in Waterborne Polyurethane Coatings
Zhang Yuxi'-2,Xiao Yaonan', Cao Hongzhang'2,Li Chuncheng , Yu Xiaoli'.2(1. Baotou Research Institute of Rare Earths,Baotou,Inner Mongolia 014030, China;
2. State Engineering Research Center of Rare Earth Metallurgy and Functional Materials,Baotou, Inner Mongolia 014030,China; 3. Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080, China)
Abstract : Various kinds of rare earth compounds were prepared by coprecipitation method, which were used in waterborne polyurethane coatings. The influence of particles size and concentration in coatings on UV shielding ability of coatings were discussed. The uv vis nir spectrophotometer tests indicated that trans-mittances of UV(200 ~ 400 nm) decreased with the decrease of particles size. The UV shielding properties of coatings could also was improved by increasing the concentration of rare earth compounds,but an excessive amount of rare earth compounds will bring negtive effect on leveling property of coatings. SEM analysis showed that rare earth compounds could be effectively dispersed in coatings. Rare earth compounds with par ticles size 1 μm could provide the UV shielding ability of coatings up to 90%.
Key Words :rare earth oxides; UV shielding agent;transmittance;waterbome PU
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引言
紫外线是一种波长较短的电磁波，其波长范围在200~
400nm之间，被划分为短波紫外线（UVC）、中波紫外线(UVB)和长波紫外线（UVA）1:。到达地球表面的太阳光中，紫外线占5%，所具有的光能约为301~598kJ/mol-2-3)。当分子受到紫外线辐射时，光能大于高分子聚合物自动氧化反应活化能（约为42~167kJ/mol）及各种化学键解离能（约为167 ~418kJ/mol)时，则分子可能离解，产生白由基。存在不饱和双键时，则会引起光聚合致使聚合物的物理力学性能恶化，造成老化降解，从面影响高分子材料的使用寿命。同时含羟基分解产物和发色团的形成又加快了颜色的变化，影响材料的
美观*。紫外屏蔽剂就是设置在聚合物和紫外线辐射之间的一道屏障，是一类能够反射或吸收紫外线的物质，可分为两类，一类是有机紫外线屏蔽剂，另一类是无机紫外线屏蔽剂。有机紫外线屏蔽剂固含有芳香环，不同程度地存在毒性和刺激性等问题-3。与有机紫外线屏蔽剂相比，无机纳米紫外线屏蔽剂具有无毒、无味、对皮肤无刺激性、不分解、不变质、热稳定性好、安全环保、屏蔽范围宽且透过可见光等众多优点“-*。稀土元素具有独特的外电子层结构，显示出既丰富又独特的物理-化学特性，如果将稀土元素制备成紫外屏蔽剂，就可以增加紫外线的反射率和吸收率，减小透过率，从而保护高分子材料免受或少受紫外线的伤害。
本研究采用共沉淀法制备稀土复合物，同时利用分散剂
作者简介；张主垒（1959一），男，高级工程师，主要从事律土在合成高分予材料中的应用研究。 32