全  站关键词

摘要：通过选用合适的弹性树脂为主体,配合助剂和固化剂的选择进行配方设计,阐述了弹性手感涂料的配制及其施工工艺。测试结果表明该涂料具有附着力佳、手感细腻滑爽、抗划伤力强、优异的耐腐蚀等性能。     关键词：弹性手感涂料；双组分涂料；橡胶涂料     0前言     如今对日用品的外观效果要求越来越高,如铝粉效果、裂纹效果、弹性手感效果等等,特别是一些经常用手触摸的部位,要求喷涂弹性手感涂料,如吹风筒手柄、MP3外壳、鼠标、手机外壳、望远镜、伞柄等等,使人感觉到一种软绵绵爽滑的感觉,为此弹性手感涂料应运而生。弹性手感涂料又称橡胶涂料,现在主要是双组分溶剂型产品：一组分是带羟基的直链聚酯树脂或带羟基有少许支链的改性聚酯树脂；另一组分是异氰酸酯类固化剂,一般是用HDI三聚体型或缩二脲型。溶剂型单组分涂料、UV固化涂料、水性涂料,由于其性能及价格问题,在中国市场上应用较少。     1试验部分     1.1弹性手感涂料制造原理     要使聚氨酯涂料具备有高度弹性,则其结构必须是由线型长链大分子组成(分子量范围在几百至几千的各种类型树脂均不能显现出高弹性),并具有适度的交联(或称硫化)。线型大分子间存有弱的分子间力,在常温是柔顺无规线团,能够移动或转动。在柔性链段之间需有短的刚性链段,示意式如下： 柔性链段之间需有短的刚性链段     上式中,短节的二元醇(G)所生成的氨酯链段呈刚性,在分子间氢键吸力大,可起到弱的交联点的作用,而长链部分的链段柔软。刚性部分的数量决定涂膜的硬度和高温性质。柔软部分的数量决定涂膜的弹性、低温性质、耐水解性、耐溶剂性。     1.2试验用原材料     弹性手感涂料主要是由弹性树脂、固化剂、催干剂、消光粉、弹性粉、手感助剂、有机溶剂等组成,本试验研究所采用原材料见表1。 表1弹性手感涂料所用原材料及产地/产商 配方 src="/uploadfile/201008/20100802085525325.gif" border=0> 表2弹性手感涂料参考配方     1.3弹性手感涂料参考配方(见表2)与施工工艺     施工工艺：先将工件表面用白电油或异丁醇将油渍清除,然后按照mA组分∶mB组分∶mC组分=(8～10)∶1∶4的比例配制涂料,喷涂黏度调整为15～21s(涂4#杯/25℃),气压控制在34kPa,正常枪法喷涂,涂层干膜厚度在35μm左右,喷好工件后,风干15～20min,然后在70℃/30min条件下干燥或自干24h。     1.4涂膜性能的测试方法     抗压变形测试：在正常生产过程中,内应力是不可避免的。所以需要测试弹性手感涂料对PC塑胶材料的适用性,以内应力2000PSI作为测试标准。(1)将具有2000PSI内应力的PC塑板浸泡于弹性手感涂料内10min,观察有无龟裂变形现象。(2)将弹性手感涂料喷涂在具有2000PSI内应力的PC塑板上,于室温下自然干燥后,观察塑板有无龟裂变形现象。(3)将弹性手感涂料喷涂在具有2000PSI内应力的PC塑板上,10min内将温度提升到71.1℃,观察塑板有无龟裂变形现象。     2结果与讨论     2.1涂膜性能检测结果(见表3)     2.2分析与讨论     2.2.1树脂的选择     目前较常用的弹性树脂一类是带羟基直链聚酯树脂,另一类是聚氨酯弹性体改性的聚酯树脂。两类树脂产品对比而言,纯直链型聚酯树脂价格便宜,性价比较好,而改性聚酯树脂价格相对较高,但在某些主要性能(如手感、耐刮伤性)方面超过纯聚酯树脂。试验中通过对比拜耳1650、长润5800-X-70和盖斯塔夫317三家的树脂,结果表明拜耳1650具有更好的手感。     2.2.2固化剂的选择     TDI类型固化剂刚性较强,固化后涂膜较硬,手感较差,且不耐黄变,一般不采用。固化剂一般是选择HDI型产品,但其中缩二脲固化剂如N-75,反应较慢,也很少用,主要是三聚体型。在弹性手感涂料领域里,HDI三聚体比缩二脲型制成涂膜要稍硬,但三聚体比缩二脲可施工时限更长,并且三聚体产品黏度低,更适宜制造高固含产品。另外要注意的是固化剂特别容易吸水受潮造成黏度升高而变质,异氰酸根的浓度降低将影响涂膜不干,所以尽量使用新鲜的HDI型固化剂,如3390反应较快,便于快速涂装,比较常用。     2.2.3消光粉的选择及分散     在弹性手感涂料中,消光粉的选择很重要,不同的消光粉对手感影响较大,市售的消光粉主要有Degussa公司的OK520、TS-100,格雷斯公司的ED30、ED40等,试验表明TS-100是最佳选择。另外消光粉的分散也是一个重要的过程,分散是解聚、润湿、均匀分布和稳定颗粒的过程。一般分散可用高速搅拌装置来实现,用树脂加少量溶剂,在适中的黏度下高速分散15～25min就可以,避免分散温度超过50℃,为达到理想的分散结果,应使容器中液体保持适当的旋涡状,正确的分散状态是浆体呈旋涡状并刚好能看到搅拌叶的中心部位,并且搅拌叶不应在容器的正中心部位,调节浆叶周边速度至5～6m/s。需特别注意的是：TS-100加入树脂和溶剂中后,整个体系是透明的,此时不要认为TS-100已分散好,仍需要以上较好的分散才可以。消光粉良好的分散对涂料的沉降性有重要影响,弹性手感涂料良好的防沉性一般是2周至2个月内不沉淀或少量软沉淀(手摇即可分散)。     2.2.4催干剂的选择     催干剂的选择主要有二月桂酸二丁锡(DBTDL)型,不同公司的锡催干剂的催干效率不同,试验中选择美国气体公司的T-12,质量分数在0.05%～1%可保证涂料的施工时间在2～4h左右。如果锡催干剂加量少,反应速度慢,在一定时间内A、B组分不能充分反应,使涂膜变软,耐刮伤性变差。     2.2.5弹性粉的作用     5070D弹性粉是一种聚氨酯型的粉末,微观结构是圆球状,平均粒径是7μm左右,分散性好,分散到树脂中呈乳白状,透明度比消光粉稍差,在弹性手感涂料中主要起增强肉厚感和爽滑感作用,添加量一般为2%～9%(W)。 表3涂膜的性能检测结果     2.2.6溶剂的选择     由于弹性手感涂料是聚氨酯类产品,要求溶剂一定是聚氨酯无水级。如果溶剂过量含水,则可能固化剂先与水分反应,消耗掉一部分固化剂而使涂膜不干、变软、耐刮伤性变差,使反应的时间延后。具体说,A+B+C组分混合后立即在10min之内施工涂膜是可以干燥的,但10min后,涂膜就会慢慢不干了。如有此种现象,则可证明溶剂中的水分含量超标了。在溶剂种类的选择方面,最好选酯类、醚酯类(如丁酯、乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯),乙二醇单丁醚最好不用；第二选择可用MIBK、MEK、CYC、DAA、DIBK等溶剂。溶剂的溶解度参数与树脂尽量相差不要太大,否则会造成涂膜一些不良现象。溶解力太强会腐蚀底材而引起烧焦现象,此时可用DIBK、DAA、MIBK、ACE等调节溶解力。不同的溶剂种类可能引起的弹性手感涂料分水现象和沉淀现象不同,选择和弹性树脂相溶性不好的溶剂如苯类、烃类、DAA等,会造成分水现象和沉淀现象较重。不同溶剂的挥发速度也会直接影响到涂膜的流平,如DIBK、DAA、PMA对涂膜的流平会起正面的作用,而乙酯、甲苯、丙酮则相反。     3弹性手感涂料的应用及注意事项     用该配方生产的弹性手感涂料特别适用于较敏感的塑材,对各类塑胶材料的附着性极佳,有良好的防沉降性,作业性佳,喷涂时溢漆与飞尘的状况不太明显；属慢干型涂料,配合烘烤适合大量生产。需要注意的是该弹性手感涂料干燥迅速,必须时时盖好成品桶盖,并保证施工过程中无水分的渗入；另外,如果涂料表面结块,不要搅碎结块,须用粗滤网将结块滤掉；每次喷涂生产结束后必须清洗各项设备,可以选择使用配套稀释剂来清洗设备；如果喷涂设备先前使用了其他类型的涂料,在喷涂弹性手感涂料前须用弹性手感涂料的配套稀释剂冲洗干净喷涂设备；与固化剂混合后须在6h内用完；喷涂环境必须清洁干净,并有良好的通风设施,否则涂膜表面会沾上尘粒。     4结语     开发和研制的机壳外表面用弹性手感涂料其涂膜在35～40μm涂层厚度下,即可提供良好的手感效果,干燥以后的涂层非常柔软、滑爽。该涂料施工简单,适合大批量生产,应用广泛。