應(yīng)用于塑料表面的水性UV涂料技術(shù)

由于紫外光(UV)涂料的綠色環(huán)保與高效率，使得該技術(shù)在世界范圍內(nèi)獲得了廣泛重視，并獲得了快速增長，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬廣，而它所固有的能量利用率高、成膜速度快、漆膜質(zhì)量好，適用于熱敏感材料等傳統(tǒng)涂料無法比擬的優(yōu)點(diǎn)使得它在塑料產(chǎn)品涂裝方面具有廣闊的市場(chǎng)前景。隨著世界范圍內(nèi)環(huán)保呼聲的提高，UV涂料的水性化研究在近年來也獲得了長足的進(jìn)步，它充分發(fā)揮了UV固化方式和水性稀釋兩種技術(shù)的綜合效能，比傳統(tǒng)的溶劑型UV涂料更具有施工、經(jīng)濟(jì)、安全、應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)。然而水性UV涂層的一些性能弱點(diǎn)(如耐水、耐堿較差)限制了它在塑料上的應(yīng)用。

    中海油常州涂料化工研究院研究人員采用乳脂工藝得到的水性UV涂料在塑料上作為罩光清漆時(shí)，性能與普通UV涂料的耐磨性、耐水性等相當(dāng)，并對(duì)影響這種涂料性能的因素進(jìn)行了分析。

    1實(shí)驗(yàn)部分

    1.1原材料

    環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、乳化樹脂：自制；己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二縮三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)：工業(yè)品，長興化學(xué)工業(yè)股份有限公司；RUNTECURE1103、RUNTECURE1104、RUNTECURE1107：工業(yè)品，常州華鈦有限公司；EFKA3772：EFKA公司；BYK331：BYK公司；去離子水。

    1.2實(shí)驗(yàn)儀器

    光固化機(jī)UV-102型：歐石曼科技發(fā)展有限公司；UV能量計(jì)UV-INTEGRATOR型：德國；激光粒度測(cè)試儀Sympatec；RAC紙帶耐磨試驗(yàn)機(jī)：TOS-860A。

    1.3UV涂料的配制

    將配方量的活性低聚物、乳化樹脂、光引發(fā)劑等投入容器中，充分混合均勻，在1000r/min的分散條件下緩慢加入定量的去離子水，得到穩(wěn)定的乳液，其中殘留的溶劑可以蒸去也可保留。

    1.4實(shí)驗(yàn)方法

    將水性UV涂料噴涂在塑料基材上，60℃烘烤一定的時(shí)間去除水分和其他揮發(fā)分，在光固化機(jī)下照射固化，采用國標(biāo)方法測(cè)定涂層與基材各項(xiàng)物理機(jī)械性能。

    離心穩(wěn)定性測(cè)試，將乳液放入直徑為1.5cm的小試管中，在離心機(jī)上以3000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)分離30min，以分層情況來判斷其穩(wěn)定性好壞。

    用激光粒度測(cè)試儀測(cè)試UV涂料的粒徑分布情況。

    2結(jié)果與討論

    將能水分散的丙烯酸樹脂通過改性接入雙鍵后可以成為一種水溶性的活性低聚物，由于其鏈段上的親水基團(tuán)分布的不均一性，使得它的分子鍵段具有親水和憎水兩部分，在加入水后低聚物起到了表面活性劑的作用，成為了一種可聚合的表面活性劑，它能參與光固化交聯(lián)過程而固定于固化膜中，可以解決一般表面活性劑在涂層表面帶來的易滲透性和易萃取性問題。本文中的水性UV涂料就是以這種水性樹脂作為乳化樹脂的一種涂料。

    經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，采用直接乳化工藝制得的水性UV涂料，具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能以及耐水、耐堿性，其性能達(dá)到溶劑型UV涂料的水平，優(yōu)于水溶型或自乳化型的水性UV涂料，能滿足在手機(jī)、電腦等對(duì)表面涂層性能要求比較苛刻的應(yīng)用領(lǐng)域的要求。

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