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        UV防涂鴉涂料的配方設(shè)計(jì)

        2019-10-21 16:42:20王昭浪周曉梅張莉
        名城繪 2019年11期
        關(guān)鍵詞:光固化

        王昭浪 周曉梅 張莉

        摘要:本文主要從樹脂、單體、溶劑、流平劑等方面,探討了UV防涂鴉涂料的影響因素,為實(shí)際生產(chǎn)提供參考

        關(guān)鍵詞:防涂鴉涂料;光固化;表面涂飾;UV樹脂

        1 前言

        防涂鴉涂層具有多種功能,能防止被油性筆擦寫、油漆或污染物覆蓋及黏膠附著,基于其性能的要求,涂層表面要求耐磨性優(yōu)異,被污染后易擦拭、不留痕[1]。因此,UV涂料被用作防涂鴉涂布可達(dá)到其性能要求。本文將著重討論白色化學(xué)PET膜上的UV涂料的配方設(shè)計(jì),其主要成分有低聚物(樹脂),活性稀釋劑(單體),光引發(fā)劑,流平劑、溶劑等[2]。

        2配方的設(shè)計(jì)

        UV防涂鴉涂料是涂裝在化學(xué)PET膜上,作用是經(jīng)涂布后改善原有PET表面的光亮度,并滲透和吸附基材,經(jīng)UV固化后對(duì)基材有良好的附著力,優(yōu)異的耐磨性和防涂鴉性。為達(dá)到這些性能要求,采用聚氨酯樹脂丙烯酸樹脂,搭配優(yōu)選單體、引發(fā)劑及防涂鴉助劑等不同搭配進(jìn)行配方設(shè)計(jì)。

        2.1 單體及光引發(fā)劑的選擇

        防涂鴉涂料屬于高硬度高耐磨涂料,本配方選擇兩官、四官單體混合使用,保證涂料附著力及耐磨性的同時(shí)調(diào)整涂料粘度,增加漆膜的潤(rùn)濕和流平。同時(shí)活性單體在固化過程中有活性基團(tuán)參與反應(yīng)能形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),提高涂層致密性[3]。綜合引發(fā)效率及成本,光引發(fā)劑采用引發(fā)劑184和BPO配合使用,用量在3%-8%[4]。

        2.2 溶劑的選擇

        涂層涂布后,溶劑揮發(fā)速度會(huì)影響表面流平,因此溶劑揮發(fā)速度要均勻,使涂膜有足夠時(shí)間流平,且同時(shí)也要保證在涂布生產(chǎn)過程中不會(huì)因溶劑揮發(fā)導(dǎo)致涂料粘度增大,影響施工。所以選用不同干燥速度的溶劑,快干溶劑乙酸乙酯、中速干的醋酸丁酯和慢干的丙二醇單乙醚進(jìn)行測(cè)試。

        復(fù)配的配方3和4能取得較好的干燥和流平的平衡。

        2.3 防涂鴉助劑的選擇

        防涂鴉劑起到流平潤(rùn)濕的作用,增加涂層表面的滑度,同時(shí)增加涂層的耐磨性[5]。配方設(shè)計(jì)用量為0.7-2.5%,通過漆膜表面滑度、降低涂層表面張力,提升耐磨性及涂層的防涂鴉性能。

        對(duì)比測(cè)試發(fā)現(xiàn)TEGO5000性能較優(yōu),通過加量?jī)?yōu)化,得出加量在1.4%以上有較好的防涂鴉效果,加量高于1.9%時(shí)涂層流平有變差的趨勢(shì)。

        3試驗(yàn)結(jié)果與討論

        涂料制備完成后,線棒刮涂,后經(jīng)中低溫烘箱烘烤(溫度設(shè)定為100℃左右,烘烤時(shí)間5-10s),然后進(jìn)行UV固化,UV機(jī)能量為320-450mj/cm2。固化后測(cè)試涂層附著力、硬度、耐磨性、防涂鴉性、漆膜流平及干燥程度。

        3.1 溶劑的確定

        通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試,乙酸乙酯揮發(fā)過快,漆膜來不及鋪展,導(dǎo)致漆膜網(wǎng)紋,同時(shí)乙酸乙酯易揮發(fā),也會(huì)導(dǎo)致涂料在生產(chǎn)過程中溶劑揮發(fā),粘度變大,流平變差;丙二醇單乙醚使用使得粘度稍偏大,漆膜流動(dòng)性差,出現(xiàn)漆膜橘紋,其揮發(fā)速度也較慢,不宜單獨(dú)使用;醋酸乙酯揮發(fā)性適中,同時(shí)添加少量的乙酸乙酯及二丙酮醇改善溶劑揮發(fā)均勻性,漆膜流平好,在實(shí)際生產(chǎn)過程中也不會(huì)出現(xiàn)粘度變大問題,確定配方4的溶劑體系較佳。

        3.2 防涂鴉劑的確定

        防涂鴉劑主要影響漆膜的滑度、表面張力、流平性、耐磨性,其測(cè)試結(jié)果如表5所示。

        通過實(shí)驗(yàn)確定,TEGO 5000使得涂層表面張力較低,滑度、流平、涂層硬度等性能平衡較好;其余助劑漆膜的防涂鴉性有改善作用,但影響涂層流平或硬度,但相比較而言優(yōu)選TEGO 5000。

        4結(jié)論

        通過以上配方試驗(yàn),本項(xiàng)目使用聚氨酯丙烯酸樹脂作主樹脂,采用乙酸乙酯:醋酸丁酯:丙二醇單丁醚=12:76:12的溶劑體系,防涂鴉劑采用TEGO 5000,單體采用雙官和四官單體搭配,光引發(fā)劑采用184與BPO配合,在320-450mj/cm2的能量條件下固化,漆膜流平好,固化快,防涂鴉性能好,油性筆書寫后擦除涂層面無殘留墨跡,涂層硬度及附著力達(dá)到要求,耐磨性優(yōu)異。此涂料可應(yīng)用于防涂鴉板的表面涂裝。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 趙金榜,防涂鴉涂料性能改進(jìn)淺見[J]現(xiàn)代涂料與涂裝, 2010.20-22.

        [2] 張東生,防涂鴉涂料的開發(fā)與測(cè)試[J]國(guó)際化工信息,2006,(5):1-4.

        [3] 楊建文,曾兆華,陳用列.光固化涂料及應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011,239.

        [4] 金養(yǎng)智.光固化材料性能及應(yīng)用手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2010,189.

        [5]趙惠斌.UV涂料中使用的BYK助劑.面向21世紀(jì)中國(guó)輻射固化技術(shù)與市場(chǎng)發(fā)展研討會(huì)論文集[C].2000.

        [6] 何明俊,胡孝勇,柯勇.UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯的最新研究進(jìn)展[J].中國(guó)膠粘劑.2017(09).

        (作者單位:江蘇鼎勝新能源材料股份有限公司)

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