改性有机玻璃镜片耐磨涂层的研究

改性有机玻璃镜片耐磨涂层的研究’ 国营新华化工厂研究所三分室 内容提要 采用甲基三乙氧基硅烷树脂涂覆改性有机玻璃镜片 , 提高了镜片的耐磨性能和其 它性能 , 满足了防毒面具镜片的使用要求。 防毒面具的眼窗镜片是面罩 的 重 要 零 件 , 我国过去生产的防毒面具都采用无机玻 璃制成的镜片 , 这种镜片虽然表面硬度较高 , 耐磨性能较好 , 且加工方便 , 成本低廉 , 但冲 击强度太低 , 容易碎裂而刺伤眼睛。 随着防 毒面具的发展 , 眼窗镜片尺寸愈来愈大 , 更 增加了镜片碎裂的可能性 。因此 , 我国 目前生 产的防毒面具眼窗镜片都 已采用了透光率等 各项性能较好的光学塑料—改性有机玻璃作为镜片材料 。 这种镜片虽然解决 了易碎裂 的问 , 但它的表面硬度低 , 在面具生产和 使用过程中 , 镜片表面容易被磨毛划伤 , 影 响了镜片的透明度。 这将对面具佩戴者产生 极大的妨碍 , 因此提高改性有机玻璃镜片的 耐磨性能为防毒面具改进的课题之一 。 提高有机玻璃表而耐磨性能的一种有效 的方法是在其表面涂一薄层硬度 较 高 的 树 脂 。 试验表明采用国产有机硅树脂作为有机 玻璃镜片的涂层 , 可以满足防毒面具镜片的 耐磨要求及其它性能要求 。 从材料来源及工 艺等方面来看 , 均能满足生产的要求 。 一 、 镜片涂层材料的要求与选择 能用于镜片的涂层材料 , 应具备如下要 求 。 � 。透光性能好 , 涂覆后的镜片不降低其 光学性能 。 � 涂覆后镜片表面的耐磨性能满足防毒 面具的技术要求 ! 对镜片基材没有化学破坏作用 , 即仍 能满足镜片强度要求 。 ∀ 涂层能牢固地与镜片表面结合 # 。涂层能耐老化 、 耐热 、 耐气温剧变 , 及耐碱性或氧化性消毒剂的侵蚀 。 ∃ 涂覆工艺简便 , 且容易形成均匀薄膜 。 根据上述要求曾对上海油漆厂的脂肪族 聚氨醋 , 上海树脂厂的甲基有机硅树脂 , 四 川晨光化工研究院的有机硅树脂等几种涂层 材料 , 进行涂层试验和系统的实验室评价 结果表明四川晨光化工研究院研制的甲基三 乙氧基硅烷树脂涂层性能最好 , 能较好地满 足防毒面具的性能要求 甲基三乙氧基硅烷树脂为一种无色透明 液体 , 其分子式为%& ∋ () , 。 。 ∗ + , 式 中 , & 为 有机基团 。 选用树脂 的技术指标为 , 比重 , − . ∀ / − 。 . � # % ∀ / � 0 ℃时 ∗ 1 粘度 , � � / � #秒 %� − ℃ , 四号杯 ∗ , 酸值 , 中性 1 折光率 , � ! 2 ! − / � 。 ! .# − %� # ℃ ∗。 这种树脂是交联聚合物。 即是线型或环 型的分子交联成二维或三维的网格 , 当镜片 表面的涂层 固化后 , 便形成一层坚硬的保护 膜 。 二 、 镜 片涂层工艺 甲基三 乙氧基硅烷树脂需要在固化剂的 作用下 , 才能在基体材料上固化成膜 。 因此 必须添加固化剂并确定适宜的固化温度及时 间 。 树脂为两种组份 , 即组份 � 为添加有表 面活性剂的甲基三 乙氧基硅烷树脂的乙醇溶 , 曾在中国兵工学会非金属学会第一届年会上交流 。 浓和组份 � 为醋酸铁的醋酸溶液 。 在使用前 两种组份均匀混合密闭静置熟化三夭并经过 滤后使用 按有机硅树脂条件 固 化 温 度 可采 用 � � −℃ , 但镜片是用改件有机玻璃粒料住射而 成 , 若超过0− ℃时镜片收缩变形 , 且影响表 面光学性能 若低于 ∃ − ℃’母, 膜层的牢固度 及硬度较差 , 故选用∃∃ 士 ! ℃ , 固化时间为 � 小时 涂层工艺 , 镜片用水及乙醇溶液浸洗 , 除去表面油污脏物 。 然后浸入涂层溶液中 , 并以 �− / �# 厘米3 分的速度提出溶液 , 放入 ∀ − ℃烘箱中烘 � 小时再在∃∃ 士 2 ℃烘箱中 , 固化 � 小时后即可 。 三 、 性能测定 涂覆后的镜片 , 经实验评价其结果如下 , � 镜片的外观 涂覆的镜片明亮清晰 , 表面无流痕 , 基木上没有亮点和气泡等疵病 。 � 。光学性能 涂层镜片光学性能测试结 果如表 � 衰 � 涂层镜片磨耗前后变化偕况 4 5 ∋一� −只%�0 ∃一 0 ∗6 类 4 5 ∋一� − !%� 0 ∃一 7 ∗ 4 类 涂前和涂后无差别 ∃ 低温及温度剧变性能 该项性能试验 采用冷冻液为干冰的酒精溶液 , 试验温度为 一 ∀ # ℃ , 涂覆后的镜片在冷冻液内浸泡 2 小 时 , 然后取出置于室温下 % � ∃ ℃ ∗ 。 结界涂 层无脱膜和其它变化。 0 耐老化性能 涂层镜片在室外自然老 化四个月 , 取回测试其透光率在 2− 8 , 膜层 完好 。 2 耐化学性能 涂层耐化学性能测试结 果见表 2 。 表 ∋ 涂层耐化学性能 表 � 涂层镜片光学性能测试结果 ’ 荆 ’⋯, 。时间⋯。 1 ——‘ 9 一一花井二芍代艾里二一几戈二二尸二下罗 乙: 刀瓦〕石 必件 ; 于仃反 <兀等呵哭 < 益到 半/ 。 】% 8 ∗ ; %毫米 ∗ ;% 毫米 ∗ ;%∃ 组数 ∗ 汽翎 万 ; 一= = = = = ; <= 只 1: > 一 > ; < � � 一 ”1徐圳徐后 :徐叫涂后】徐前:涂后】徐前】涂后 乙 �− 写甲醛溶掖 � , . 三合二悬浊液 ∃ / � %∗8 ? ≅ − Α 溶掖 0 # 8 乙醉溶液 0 �小时 Β � %∗天 � −分钟 � −分钟 ∗ �− 天 Β �− 天 Β �− 天 0 �小时 无变化 无变化 无变化 无变化 无交化 无变化 无变化 无变 化 一醇油酮醚 ! 耐磨性能 耐磨性能的测试采用的仪 器是根据美国制造的耐磨度仪 。 测试条 件为。 金刚砂细度2− 目 、 ∀ −− 克 , 金 刚 砂落 高为∃! #毫米 , 镜片成∀ #− 放置 。 其磨耗前后 的变化情况见表 � 。 ∀ 涂层附着力 涂层附着力采用膜层划 圈法测定 , 并在 ∀ 倍放大镜下观察 , 属 > 级 附着力 。 # 冲击强度 冲击强度的测定采用美国 标准的耐冲击仪 , 钢 球直径为小� � � #毫米 , 重量为 ∀∃ �克, 落高�− −毫米 , 镜片 经侧试 九份水加 / 份 兰次抓酸钙 合二氛氛 化钙 。 四 、 试验结果讨论 用配制的甲基三 乙氧基硅烷树脂溶液涂 覆改性有机玻璃 , 使其表面形成厚度为 � / ! 卜的耐磨膜层 、 固化后形成的膜层 结合牢 固 、 坚硬 、 耐磨性能按雾度表示提高0− 8以 = Χ 。 在使用中镜片不 易起毛 , 不 易 产生 划 痕 其光学性能基本无影响 , 而透光率和鉴 别率还有所提高 。 膜层耐水 、 汽油 、 乙醇等 性能良好 , 对丙酮 、 乙醚等强有机溶荆也有一 定抗溶能力 其耐化学介质侵蚀性能良好 , 且其低温 、 温度剧变及自然老化性能均能满 足要求 。 使防毒面具镜片提高了使用性能 为了获得良好耐磨涂层 , 在 涂 覆 镜 片 时 , 树脂浓度 、 配方 、 固化及涂覆工艺必须 严格控制 。 且应在净化工作台内进行操作以 保 一证产品质量 树脂的保存期最长不宜超过半年 。 加入 了固化剂 的树脂溶液容易在室温下固化使溶 液粘度提高 , 膜 层容易产生流衰。 因此溶液 配制好后不宜存放 , 应现配现用 参 考 文 献 〔� 〕四川晨光化工研究院编 , 4 5 ∋树脂简介 〔� 〕 西德Δ · 诺尔曹 , 硅化学及工艺学 亡7 〕 Ε五Φ 且1 Γ + Η + Η ? Φ Ι 7 , ∀ 0 , 〔!−〕, ϑ Κ Λ , %� .∃ , ∗ 〔∀ 〕 Μ>≅ 7 Ν>Φ Δ Λ Ο >Π , , Λ , 〔>一∗ , Μ 0∃ , %�, 0� ∗ 〔# 〕 Θ ∋一!! 2 . � � ∀ 〔∃ 〕Θ ∋一!! 2 . � � � 第五 局玻璃钢年 会暨玻璃钢 3 复合材朴 国际技术 交流会在长沙举行 �. 2 !年�− 月 0 日至 �# 日在 长沙举行 犷中国矽酸敖学会第五届玻璃钢年会瞥一玻璃钢 3 复合材料国际技术 交流会。 出席这次会议的有� ∃个省市自治区 、 ��个部委、 招 � 个单位 , 其中包括“所高牛院校 、 ∀# 个研究 所 、 “个工厂 、 �#个编辑出版新闻单位的代表共�#− 多名 会议收到各类文章约�� −篇。 在第五届玻璃钢年会上 , 首先由玻璃钢专业委员会副主任沈沉作了题为 “努力开创我国玻璃钢工业的 新局面 ” 的。 接着有�∀ 篇论文在大弃报告 , 另有∀# 篇论文分别在四个小组会上宣读 。 玻璃钢 3 复合材料国际技术交流会 , 是我国玻璃钢行业召开的第一次大型国际学术交流会议 。 �# 位来 自美 、 英、 法 、 日等国的有关技术专家 、 生产销售管理人员出席了这次会议 在开幕式 = Ρ , 中国硅酸盐学会 副理事长徐卓然 、 湖南省硅 酸盐学会理事长张勇和这次会议的发起人之一 、 英籍华人容思小姐先后致词和 讲话 接着 , 哈尔滨玻璃钢研究所高级工程师郭遇昌向到会人员介绍了 “玻璃钢工业在中国的发展概况二在大会交流中 , 中方代表报告了 2 篇有关纤维生产、 高效引发剂 、 化学增稠剂 、 环氧树脂韧化、 压力容器 的声发射特征 、 液体在固体表面舒展的椭圆偏振研究及玻璃钢在电气上的应用等 1 国外代表报告了 2 篇有 关连续层压工艺及离心模塑工艺 、 玻璃钢应用的系统化途径、 不饱和聚醋的现状及展望 、 玻漓钢在汽车上 的应用 、 玻璃纤维及矿物增强塑料巾的硅烷偶联剂 、 建筑用聚酮玻璃钢的发展和应 用 、 聚醋玻璃钢的机械 工艺 、 树脂传递模塑连续板及∋ Σ Ε 中使用连续粗纱毡的优点等。 大会报告之后 , 分三个小组进行了深入 、 广泛的技术座谈 。 %李永先报道 ∗ 州 心 / 心 , , 卜户 , 9 一 闷 / / , / 二‘口 叼 / , ‘ 司二 阳心9二叫, 嘴 / 卜 卜 , , , , 9 一‘, 叭 / 闯 / 一 魂 , / 心 / 一月 , , 诩 助闷 / / 刁 / � , 冲 一语 一‘心旧 心一/ 卜 与 叭叫卜 月 心 ‘月卜 ‘巾一 / ‘ , 卜一 ‘ 曰心/ / 川卜 脚, 卜 超 高 制 件 的 注 射 模 具 常德市塑料四厂对一些 “超高 ” 制件的生产是 一些专门的脱模机构 。 如对于制 件 为 ∀2− 毫米 高 , 而注射机移动模板的最人行程仅为0−− 毫米时 , 模具成型开模后采取移出型芯的方式 , 取出制件‘ 其动作过程为 , 注射、 保压后启模 , 分型 , 由 于制件的包芯作用 , 制件随型芯从型腔中脱出 。 当 开模至!− −毫米时 , 固定在落料板上的拉钩 被 固定 在型腔外的拉钩挡块限位 , 落料板不再移动 , 移动 模板继续启模 , 再分离 , 固定在型芯固定板上的型 芯亦随移动模板继续启模。 这时包在型芯上的制件 由于落料板的阻挡离开型芯 。 再启动减速箱 , 带动 螺杆 , 使型芯等沿底板上移 , 至制件取出为止 。 取 出制件后 , 反向启劝减速箱 , 型芯等靠白重沿底板 下落复位 , 其下落位置由型芯挡块限位 。 到此 , 即 可合模进行第二次循环动作。 使用该模具成型周期 为 ∃ 、 0 分钟 。 使用该模具扩大了注射机的使用范围 , 可以生 产 超高” 制件 , 其设备费用 , 电力消耗均有所降 低 。 摘自《湖南塑料》, 〔� 〕 , ϑ , ∀ � , %�. 2 ! ∗ %垣 ∗ 署乒