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UV涂料配方中如何选择低聚物

低聚物在UV 涂料中的作用

低聚物(oligomer):光固化涂料所用低聚物,也称预聚物(prepolymer).早些年译为齐聚物,显著特征:分子量小、特征聚合基团、粘度较大。

是光固化涂料的主体和骨架作用(漆膜的很多物化性)


UV固化反应的特点

UV固化是属于不饱和分子之间的的加聚反应。按引发剂的引发机理有自由基聚合和阳离子聚?#31232;?#20294;我们研究得多的聚合是自由基聚合(本讲都是基于自由基聚合)。这种最后C-C交联的结构是一种刚性交联。


聚合机理

自由基聚合具有:反应迅速;收缩较大;聚合度变化小;阻聚影响较大(0.01-0.1%的阻聚剂阻止反应)。

--最为对涂料不利的是收缩,据国外W.J.Bailey等研究发现,双键未聚合时间距较长,一旦聚合,生成共价键,间距缩短,引起体积缩小,所有不饱和聚合双键收缩高达11%。


UV涂料配方的复?#26377;?/strong>

1,单体种类多

2,基础低聚物(树脂)种类多目前按合成时官能团来分有不饱和聚酯类PE、环氧类EA、聚氨酯类PUA、聚酯类PEA、氨基类、聚醚类、有机硅类、磷酸酯类、混合类等。


按功能区分UV涂料中常用的树脂简介


硬树脂—Tg高

硬度高、耐化性好、多数固化速度快

1,标准双酚A类EA;

2,高官能团PUA及小分子量2fPUA;

3,高官能团氨基丙烯酸酯;

4,甲基丙烯酸酯低聚物。


软树脂—Tg小

柔韧性好、固化速度低、交联密度低。

1,改性环氧---环氧大豆油丙烯酸酯等;

2,长链的聚酯丙烯酸酯;

3,直链结构分质量超过1200的PUA;

4,部分纯丙烯酸酯低聚物


极性树脂

含有活性氢或易形成氢键的低聚物,改变极性或表面张力

1, 磷酸酯丙烯酸酯

2,有机硅低聚物—特别

3,羧基丙烯酸酯类低聚物


水性UV低聚物

乳液型、水分散型、水溶型

1,聚氨酯类----为主;

2,环氧丙烯酸酯类;

3,聚酯丙烯酸酯类。


非交联类树脂在UV中的应用

填充作用、改善交联密度、增加附着力、改变柔韧性、增强润湿性等方面的辅助作用

1,长油醇酸树脂;

2,热塑性丙烯酸酯树脂;

3,醛酮树脂;

4,石油树脂等。


设计UV涂料配方如何选用树脂


设计涂料配方前,应该明确:

1,涂料施工的过程?#32784;?#23618;种类----明确底漆、面漆、色漆;

2,了解被涂物材料的基本性能----极性大小(表面张力)、有无结晶、热塑热固;


底漆树脂的选择

1,附着力要求:这是底漆树脂?#32784;?#24615;,相对来?#30340;殼氨?#36739;难的附着力主要有:

A,  玻璃------选择甲基丙烯酸酯类的低聚物和非成膜树脂及一些特殊极性树脂—硫醇硅氧烷体系的搭配(但耐水性是目前配方的一个障碍);

B, 金属,分清金属种类,对于金属的附着力在涂料界基本应用破坏交联方法,国?#37322;?#29992;的是磷化处理。UV目前最通用的是磷酸酯结合一些纯丙的方法。

C, 塑胶类(含塑化的纸张及它类油漆?#32784;?#39280;),这是目?#27688;?#36739;大的一类尤为复杂的一类,主要是因为塑料结构复杂,结晶形态各异,表面张力不一,相对困难的 BMC,PET,PP等。没有统一的配方可以通吃,一般来说配用柔软的PUA,?#25353;?#19993;和一些非成膜树脂及极性树脂都有一定效果,但要注意耐化性、耐水性时要严格注意相关树脂搭配;

D,含油木器类:目前主要是一些硬质檀木如克隆木、紫?#30784;?#32511;柄桑、大河马木等有木质油的附着力是相对较难的,要封油目前市场上还很少纯UV做好的案例,可以先用PU封好后再做UV附着力底漆。主要用一些极性树脂或单体及填充树脂可以做好附着力。


2,润湿性:对于颜填料的润湿和基材的润湿,这是两个不同的功能,因为不能保证基材表面张力与颜填料刚好一?#38534;?/p>

A, 对于颜填料的润湿可以保证涂料的储存稳定及漆膜相容性表现出?#32784;该?#24615;,比如一些PUA、PEA和环氧大豆油丙烯酸酯就有此功效;

B,对于基材的润湿比如氨基树脂和PEA,效果较好。


3,柔韧性: 关乎打磨性和层间附着。

一般选用标准EA和一些PEA及一些单体来协调处理柔韧性,从而调节打磨和层间附着。

目前市场也有强调硬度的加硬底漆----注意硬树脂的固化和做?#32784;坎剂浚?#21542;则容易导致漆膜爆裂;

市场也有要求所谓的弹性底漆----多用些柔韧性好的树脂,最好用聚酯类的PUA,聚醚类的韧性不是很好,力学模量不够。


面漆树脂的选择

1,丰满度、流平

达到这个要求,一定要选相容性好的树脂和单体搭配,提高与底涂的润湿流平,交联度适当提高,选用较高折射率的树脂。

一般选用高官能团的PUA、氨基树脂,标准EA作为主体树脂。

2,韧性(硬度及耐磨性):这两个漆膜性能有许多必然的关联,但不一定完全一致,有差别对待。

硬度:除了传统木器淋涂有80-120Unm的厚漆膜和一些厚喷涂,这种情况的硬度很大一部分来自漆膜本身以外,还有一部分是假象硬度要引起足够的重视,比如基材、底涂、表面感等,滚面?#27688;?#21943;就是一个典型例子,可以选?#20204;?#36848;的高官树脂外还可以用一些硅树脂或硅助剂来改善。

耐磨性:一般选用PUA要好过其他,主要有氢键提供一些韧性来增加耐磨。但薄涂的耐磨也是不能靠树脂来解决的。

3,层间附着

解决好润湿流平及树脂极性搭配,曾间附着是可以解决的,特殊时可以选一些甲基丙烯酸酯树脂。

4,耐化性

EA、PUA(聚酯类)的都具有好的耐化性,PE、聚醚类就要差些

5,耐黄变性

一般目前认为脂肪族的PUA,纯聚醚丙烯酸酯,纯丙类,氨基类都具有很好的耐黄性。第一类是大家最爱用的,但耐黄性不是最好的。后面两类是大家少用的因为有缺项,但是耐黄性综合性能最好的氨基类。

6,亚光类

目前用一些分子量稍微小的树脂或者巨大的都有效果,例外一些聚氨酯也很有效果(目前市面上有一种两官能的硬度好的聚氨酯有竞争力)。


文章来源?#27827;?#23447;萍


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