资料分享 料分享 资料分享 ABS塑胶UV光固化涂料的配方设计 资料分享 分享 资 资料分享 周荣华 （深圳市天健涂料科技开发有限公司 广东深圳518122） 分享 资料 享 料 摘要：采用低黏度的3官能树脂，搭配脂肪酸改性EA+纯丙树脂(6071)和TMPTA 三羟甲分 资 料 基丙烷三丙烯酸酯树脂为主要成膜物，以1173、184为光引发剂，添加少量的2 官能度硅改 分享 资 享 性丙烯酸酯改善流平性能，研制出ABS塑胶UV光固化涂料，讨论了预聚体结构、光引发剂 分 资料 享 料 及稀释剂等对紫外光固化表面涂层的性能影响，及塑胶UV最普遍的问题的解决，所制涂料综 资 合性能好，具有广泛的应用前景。 料分 分享 资 享 关键词：紫外光固化；配方设计；UV光固化；ABS塑胶UV涂料 分 资料 料分享 资料 分享 分享0 前言 资 享 资料 紫外光固化涂料以高能量的紫外光为涂料固化的能源，通过光引发剂吸收紫外线光，产 资料 享 料分 生活性自由基，进而导致可光固化的树脂发生一系列聚合反应，而使涂膜固化。其固化速度 料分 资 分享 快、能量利用率高、节省能源、涂料 100%反应成膜、无溶剂挥发污染、污染少，是新一代 料 资 享 资 绿色化工产品。其优异的表面性能：高强度、高硬度、高耐磨性、高光泽、高耐溶剂性，在 享 料分 许多表面涂装领域得到应用。 资 享 料分 分 笔者以低黏度的3官能树脂，搭配脂肪酸改性EA+纯丙树脂(6071)和TMPTA （三羟甲基 资 享 资料 享 丙烷三丙烯酸酯树脂）为主要成膜物开发出在紫外光照射下可快速固化、综合性能优良的 料分 料分 ABS塑胶UV光固化涂料，并研究了预聚体结构、光引发剂及稀释剂等对紫外光固化表面涂 资 分享 资 层的性能影响，产品大范围的应用于ABS塑胶底材制品的表面涂饰涂装。 1 试验部分享 资料 享 料分 料分 1.1 原材料 资 分享 资 享 树脂：低黏度3官能PUA、长兴6071，国产； 分 资料分享 光引发剂：1173、184，国产； 资料 料分享 资料 单体：TMPTA 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、HDDA 己二醇二丙烯酸酯、2官能度硅改性丙 分享 资 享 烯酸酯，国产； 资料 享 料分 溶剂：MAK、BAC、IBA，国产。 料分 资 1.2 仪器设施 分享 资 享 资料VFS-230高速分散机、涂-4＃杯、QXP ISO刮板细度计、QCJ漆膜冲击试验仪、WGG60料分 享 光泽度计、高温高湿机、UV机，国产；QUV耐候测试仪、7-IBB-C-CRCA纸带耐磨仪、PIG-10 膜厚仪、JM-IV磨耗仪，进口。 料分 资 料分享 资 享 资 1.3 ABS塑胶UV参考配方(见表 1) 料分 料分享 表1 ABS塑胶UV参考配方 资 分享 资料分享 资 原材料 资料分享 ω/% 资料分享 资料 资料分享 料分享 资料分享 低黏度3官能PUA 43 分享 资 享 资料长兴6071 15 料分 享 TMPTA 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 料分12 资 分享 HDDA 己二醇二丙烯酸酯 资 8 享 资料 1173 享 2 料分 184 分 1 资 分享 料 MAK 5 料 资 享 资 享 BAC 7 料分 IBA 6.8 料分 资 分享 资 2官能度硅改性丙烯酸酯 分享 0.2 资料 享 享1.4 固化条件 资料 料分 在UV机上进行漆膜固化，采用 1只中压汞灯 （120W/cm）强光照射。固化过程中无氮 料分 分享 资 资 气保护。 分享 资料 享 1.5 测试方法 资料 料分 黏度：涂料在25℃，用涂-4＃杯测量。 分享 资 固化速率：固化速率用临界固化速率表示，临界固化速率定义为：使漆膜表面达到完 分享 资料 享 全固化时传送带的最大允许速度。 分 料 资 附着力：将涂层切割成1mm×1mm方格，用600胶带测试。# 料 分享 资 享 光泽：将配好的涂料用空气喷涂法制板，在一支UV强灯照射下完全固化。用光泽度计 分 资料 享 料 测定60°时的光泽，取平均值。 料分 资 耐磨性：在一定负载下经规定的磨转次数后，以漆膜的失重量 （mg）表示。 分享 资 分享 硬度：将配好的涂料用空气喷涂法喷涂于经打磨过的马口铁板上，待其完全固化后用 资料 享 资料 标准铅笔测试硬度。 料分 分享 享 柔韧性：将配好的涂料用空气喷涂法喷涂于经打磨过的马口铁板上，待其完全固化后 料 分 资 分享 资 资料 测试涂膜在弯曲后不断裂的最小弯曲直径。 料 享 资 耐冲击实验：将配好的涂料用空气喷涂法喷涂于经打磨过的马口铁板上，待其完全固 享 料分 分 化后用落球式涂膜冲击试验仪测试漆膜的耐冲击性能。 料 资 分享 资 耐老化性：将涂料喷涂于金属铝板上，在一支UV强灯照射下完全固化后，放入QUV耐 享 资料 候测试仪中，经过一段时间以后，检测涂膜的失光情况。 享 料分 分 资1.6 涂料及其涂膜性能测试(见表2)分享 资料 享 表2 涂料及其涂膜性能测试结果 分 检验项目 资料技术指标 检验结果 检测验证的方法 料 分享 资 享 质地均匀、无悬浮杂 均匀、无 料 外观 资 目测 享 享 资料分 质料分享杂质 资料分 资料分 资 资料分享 资料分享 料分享 资料分享 黏度 （25℃，涂4杯）/s ≥15 18 GB/T1723-79 分享 资 享 细度 （μm） ≤5 5 GB/T1724-79 分 资料-1 享 料 固化速率/ （m ·min ） ≥9 9 120W/cm 中压汞灯 资 料分 分享划格法附着力 100/100 资 100/100 GB/T 9286-98 享 资料 光泽 （60°） ≥95 96.9 GB/T 9754-88 料分 享 铅笔硬度 （三菱铅笔） 料分≥2H 2H GB/T 6739-96资 分享 资无锈蚀，起泡，剥落， 料 耐黄变性 （QUV）/300h 优 QUV老化机 享 光泽保持率≥80% 料分享 资 耐磨耗性 （RCA） 不露底 通过 荷重175g/350次 资料分 资 磨耗仪，荷重 料分享 磨耗/mg 不露底、≤10享 8.5 500g/ 1000次 资 享 享 资料分 荷重500g 99%无水 料分 料分 耐醇性 （无水乙醇） 漆膜无变化 通过 分享 资 乙醇/100次 资 分享无龟裂、脱漆、起泡、 资料 分享 耐高低温 通过 高温高湿机72h 资料 变色、变形等现象 分享 资料 耐湿热 40℃ 95%RH 120h 通过 GB/T1740-1979 分享 资料 享 资料 贮存稳定性 3个月/25℃ 通过 GB/T6753.-86 料分 2 结果与讨论 分享 资 享 2.1 树脂的选择 资料 享 料分 主体树脂若分子量低，则黏度低，相对流平好，能减少针孔等弊病，但是有可能会出现积边 资 料分 和流挂；低官能树脂其后期物理性能如耐水性、硬度等会有影响。配方中选择了低黏度的3 享 : 分 资 删除 ， 享 官能PUA树脂，搭配脂肪酸改性EA+纯丙树脂(6071)，在提高硬度的同时，能降低收缩率， 分 料 : 删除 ： 资 享 资料 促进流平，且保证后期的物理性能。 分 : 分享 料 删除 ， 享 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯为三官能度功能单体，具有高沸点、高活性、低挥发、低粘度 料 分 资 分享 资 料 特性。与丙烯酸类预聚体有好的相溶性，能成为交联聚合的组成物，并赋予良好的耐磨性、 资 硬度、附着力及光亮度。分享 资料 分享 料 己二醇二丙烯酸酯为低玻璃化温度，强化对ABS的附着力以及对一些离型剂残留过多的 料 资 分享 资 表面润湿性，能促进整体耐水、耐候、稀释力、耐着力。 享 资料 2官能度硅改性丙烯酸酯，能利用紫外光发生自由基反应固化,促进流平和手感。 享 料分 分 资2.2 光引发剂的选择 分享 资料 享 光引发剂能吸收紫外线能量，产生游离基，再引发涂层低聚物及单体，实现聚合、交联， 分 资料 料 使体系同化成膜。选择光引发剂应从光引发效率、价格、污染、毒性、稳定性等因素考虑。 分享 资 提氢型光引发剂黄变系数较大，一般应选择裂解型有助于减轻黄变，实验中选择1173、184 分享 资料 享 可以轻松又有效地提高涂膜的耐黄变性。 分 资料分享 资料 资料分享 资料分享 资料 资料分享 料分享 资料分享 光引发剂用量对涂料固化性能和贮存期有较大的影响。当w （光引发剂）小于2%时，其 分享 资 享 固化速率与质量分数成正比，当w （光引发剂）大于2%时，其固化速率与质量分数的关系不 分 资料 享 料 大。但w （光引发剂）超过4%时，其贮存期下降，考虑综合因素，w （光引发剂）以3%为宜。 资 2.3 稀释剂的选择 料分 分享 资 享 料 光固化涂料中所用的惰性溶剂应当是沸点较低的易挥发溶剂，即可在湿膜升温留置闪干分 资 过程中挥发掉，不易带入固化膜中。 享 资料 享 料分 分 塑料基材对某些溶剂的敏感性，酮类、酯类和芳烃类溶剂要慎用，通常用的溶剂为吸 料 资 享 资 水性较低的丁醇和异丙醇，出于成本考虑，乙醇有时也被采用。酮类、酯类和芳烃类溶剂可 享 料分 以少量和醇类溶剂混用，但比例过高，也许会出现所谓 “咬底”弊病，破坏漆膜的力学均匀性 料分 资 分享 和美观程度。 料 享 资 料分享 资 分享 料分 3 塑胶紫外光固化最普遍的问题 资 分享 删除: 2.4 资料 资 塑胶UV最普遍的问题有：针孔、麻点、流平。其出现的原因有： 料 删除: UV 享 资 1）喷涂环境中灰尘太多，底材表面没有处理干净；底漆涂装工艺缺陷、细度不够或反 享 料分 分 粗都可能会引起针孔； 料 资 分享 资 2）配方体系中过滤不干净或搭配不合理,体积收缩太大,涂膜的润湿铺展性不佳，易形 享 资料 享 成局部团聚，导致麻点产生； 料分 料分 资 3）稀释剂的溶解力不够或挥发速率过快；开油比例偏低，涂装粘度偏高导致流平不佳； 分享 资 享 涂料分子量高或涂装固含量偏低；配方中使用了短波助剂；树脂相容性不良； 分 资料 享 料 4）喷涂粘度过高,一次涂膜太厚引起的针孔，或者是助剂不正确使用,底面的微小气泡上 资 升而没有破裂。享 资料分 享 分 解决方法： 分 资料 享 料 1）保证底漆的色漆、银粉漆的细度；平衡底漆的膜厚、平整性和遮盖力； 资 享 料分 分 享 2）调整配方的相容性、固化速率和体积收缩，引入大分子量的体积收缩小伸展性较好 料 资料分 的树脂； 享 资 料分享 资 3）控制稀释剂的溶解力和挥发梯度，做到溶解力、挥发速率和咬底性的三方平衡；控 料分 资 分享 制好开油比例和涂装粘度；配方的分子量和涂装固含要控制的合理；短波助剂少用或不用； 料 资 享 资 选择相容性好的树脂搭配组合 料分 享 4）调整助剂的合理搭配，做到润湿、流平、消泡性能三者平衡。 料分 资 分享 4 结语 : 资 享 资料 删除 3 通过试验，选用低黏度的3官能树脂，搭配脂肪酸改性EA+纯丙树脂(6071)和TMPTA 三 享 料分 分 羟甲基丙烷三丙烯酸酯树脂为主要成膜物开发出ABS塑胶UV光固化涂料，在紫外光照射下 料 资 分享 资 可快速固化、具备优秀能力的附着力、高光泽、优异的耐磨性和耐老化性，良好的耐醇性、耐湿 享 资料 热性和具有长效的贮存稳定性，大范围的应用于手机及通迅设备、MP3、数码相机及其它高档小 享 资料分享 资料分 资料分享 资料分享 资料分 家电的表面涂饰。料分享 资料分享 资料分享 料分享 资料分享 资料分享 资 资料分享 资料分享料分享 资料分享 资 资料分享 资料分享 资料分享料分享 资料分享 资 资料分享 资料分享料分享 资料分享 资料分享 资 资料分享 资料分享料分享 资料分享 资 资料分享 资料分享 资料分享料分享 资料分享 资 资料分享 资料分享料分享 资料分享 资料分享 资 资料分享 资料分享料分享 资料分享 资 资料分享 资料分享 资料分享 资料分享 资 资料分享 资料分享
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