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(zhǎng)，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)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(wú)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(lái)也獲得了長(zhǎng)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(shù)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(zhǎng)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(guó)；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(shù)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(guó)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(lái)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(shù)脂通過(guò)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(guò)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(lái)的易滲透性和易萃取性問(wèn)題。本文中的水性UV涂料就是以這種水性樹(shù)脂作為乳化樹(shù)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(mǎn)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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