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UV塗料配方中如何選擇低聚物

低聚物在UV 塗料中的作用

低聚物(oligomer):光固化塗料所用低聚物,也稱預聚物(prepolymer).早些年譯為齊聚物,顯著特征:分子量小、特征聚合基團、粘度較大。

是光固化塗料的主體和骨架作用(漆膜的很多物化性)


UV固化反應的特點

UV固化是屬於不飽和分子之間的的加聚反應。按引發劑的引發機理有自由基聚合和陽離子聚合。但AG官网平台研究得多的聚合是自由基聚合(本講都是基於自由基聚合)。這種最後C-C交聯的結構是一種剛性交聯。


聚合機理

自由基聚合具有:反應迅速;收縮較大;聚合度變化小;阻聚影響較大(0.01-0.1%的阻聚劑阻止反應)。

--最為對塗料不利的是收縮,據國外W.J.Bailey等研究發現,雙鍵未聚合時間距較長,一旦聚合,生成共價鍵,間距縮短,引起體積縮小,所有不飽和聚合雙鍵收縮高達11%。


UV塗料配方的複雜性

1,單體種類多

2,基礎低聚物(樹脂)種類多目前按合成時官能團來分有不飽和聚酯類PE、環氧類EA、聚氨酯類PUA、聚酯類PEA、氨基類、聚醚類、有機矽類、磷酸酯類、混合類等。


按功能區分UV塗料中常用的樹脂簡介


硬樹脂—Tg高

硬度高、耐化性好、多數固化速度快

1,標準雙酚A類EA;

2,高官能團PUA及小分子量2fPUA;

3,高官能團氨基丙烯酸酯;

4,甲基丙烯酸酯低聚物。


軟樹脂—Tg小

柔韌性好、固化速度低、交聯密度低。

1,改性環氧---環氧大豆油丙烯酸酯等;

2,長鏈的聚酯丙烯酸酯;

3,直鏈結構分質量超過1200的PUA;

4,部分純丙烯酸酯低聚物


極性樹脂

含有活性氫或易形成氫鍵的低聚物,改變極性或表麵張力

1, 磷酸酯丙烯酸酯

2,有機矽低聚物—特別

3,羧基丙烯酸酯類低聚物


水性UV低聚物

乳液型、水分散型、水溶型

1,聚氨酯類----為主;

2,環氧丙烯酸酯類;

3,聚酯丙烯酸酯類。


非交聯類樹脂在UV中的應用

填充作用、改善交聯密度、增加附著力、改變柔韌性、增強潤濕性等方麵的輔助作用

1,長油醇酸樹脂;

2,熱塑性丙烯酸酯樹脂;

3,醛酮樹脂;

4,石油樹脂等。


設計UV塗料配方如何選用樹脂


設計塗料配方前,應該明確:

1,塗料施工的過程的塗層種類----明確底漆、麵漆、色漆;

2,了解被塗物材料的基本性能----極性大小(表麵張力)、有無結晶、熱塑熱固;


底漆樹脂的選擇

1,附著力要求:這是底漆樹脂的通性,相對來說目前比較難的附著力主要有:

A,  玻璃------選擇甲基丙烯酸酯類的低聚物和非成膜樹脂及一些特殊極性樹脂—硫醇矽氧烷體係的搭配(但耐水性是目前配方的一個障礙);

B, 金屬,分清金屬種類,對於金屬的附著力在塗料界基本應用破壞交聯方法,國際通用的是磷化處理。UV目前最通用的是磷酸酯結合一些純丙的方法。

C, 塑膠類(含塑化的紙張及它類油漆的塗飾),這是目前比較大的一類尤為複雜的一類,主要是因為塑料結構複雜,結晶形態各異,表麵張力不一,相對困難的 BMC,PET,PP等。沒有統一的配方可以通吃,一般來說配用柔軟的PUA,及純丙和一些非成膜樹脂及極性樹脂都有一定效果,但要注意耐化性、耐水性時要嚴格注意相關樹脂搭配;

D,含油木器類:目前主要是一些硬質檀木如克隆木、紫檀、綠柄桑、大河馬木等有木質油的附著力是相對較難的,要封油目前市場上還很少純UV做好的案例,可以先用PU封好後再做UV附著力底漆。主要用一些極性樹脂或單體及填充樹脂可以做好附著力。


2,潤濕性:對於顏填料的潤濕和基材的潤濕,這是兩個不同的功能,因為不能保證基材表麵張力與顏填料剛好一致。

A, 對於顏填料的潤濕可以保證塗料的儲存穩定及漆膜相容性表現出的透明性,比如一些PUA、PEA和環氧大豆油丙烯酸酯就有此功效;

B,對於基材的潤濕比如氨基樹脂和PEA,效果較好。


3,柔韌性: 關乎打磨性和層間附著。

一般選用標準EA和一些PEA及一些單體來協調處理柔韌性,從而調節打磨和層間附著。

目前市場也有強調硬度的加硬底漆----注意硬樹脂的固化和做的塗布量,否則容易導致漆膜爆裂;

市場也有要求所謂的彈性底漆----多用些柔韌性好的樹脂,最好用聚酯類的PUA,聚醚類的韌性不是很好,力學模量不夠。


麵漆樹脂的選擇

1,豐滿度、流平

達到這個要求,一定要選相容性好的樹脂和單體搭配,提高與底塗的潤濕流平,交聯度適當提高,選用較高折射率的樹脂。

一般選用高官能團的PUA、氨基樹脂,標準EA作為主體樹脂。

2,韌性(硬度及耐磨性):這兩個漆膜性能有許多必然的關聯,但不一定完全一致,有差別對待。

硬度:除了傳統木器淋塗有80-120Unm的厚漆膜和一些厚噴塗,這種情況的硬度很大一部分來自漆膜本身以外,還有一部分是假象硬度要引起足夠的重視,比如基材、底塗、表麵感等,滾麵及薄噴就是一個典型例子,可以選用前述的高官樹脂外還可以用一些矽樹脂或矽助劑來改善。

耐磨性:一般選用PUA要好過其他,主要有氫鍵提供一些韌性來增加耐磨。但薄塗的耐磨也是不能靠樹脂來解決的。

3,層間附著

解決好潤濕流平及樹脂極性搭配,曾間附著是可以解決的,特殊時可以選一些甲基丙烯酸酯樹脂。

4,耐化性

EA、PUA(聚酯類)的都具有好的耐化性,PE、聚醚類就要差些

5,耐黃變性

一般目前認為脂肪族的PUA,純聚醚丙烯酸酯,純丙類,氨基類都具有很好的耐黃性。第一類是大家最愛用的,但耐黃性不是最好的。後麵兩類是大家少用的因為有缺項,但是耐黃性綜合性能最好的氨基類。

6,亞光類

目前用一些分子量稍微小的樹脂或者巨大的都有效果,例外一些聚氨酯也很有效果(目前市麵上有一種兩官能的硬度好的聚氨酯有競爭力)。


文章來源:餘宗萍