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研究紫外光固化手机涂料附着力和耐磨性

时间:2011-10-12 14:57:55 来源: 作者:小辉点击:次

介绍了紫外光固化的概念，讨论了预聚物、活性稀释剂以及添加剂对紫外光固化手机涂料附着力和耐磨性的影响。

手机机壳表面皆需被覆涂料。涂料除装饰作用外，更重要的是保护。不同厂商有自己的企业规范。但也有一定的共同点[1]：皆需要良好的附着力，优良的耐磨耗性能。

涂料按固化机理大致分为溶剂型和非溶剂型两类。前者需用溶剂将成膜物稀释到所需粘度,通过溶剂挥发达到干燥或固化的目的。后者属于辐射固化型涂料,其中90%以上是UV(紫外光)固化涂料[2]。UV固化涂料与溶剂型涂料比较，具有低VOC(volatileorganiccomposition,挥发性有机物)排放、低能耗、高速固化等优点，因此UV固化涂料是涂料行业增长最快的一个品种。进入21世纪后,我国UV固化涂料以大于50%的年增长率快速增长[3,4]。近年来,手机行业也采用了UV固化涂料。

影响UV固化手机涂料性能的因素有很多：液体涂料的固化速率、固化程度，固化膜的光泽度、与基材的附着力、耐化学品性、耐候性、硬度和耐磨耗性等。本实验着重对附着力和耐磨耗性进行较深入的探讨。

1实验部分

1.1主要原材料和仪器

1.1.1主要原材料

预聚物:新齐3(双酚A环氧丙烯酸酯),自制;PEA400(聚酯丙烯酸酯)、PUA315(聚酯改性丙烯酸聚氨酯树脂)、PUA305(脂肪酸改性丙烯酸聚氨酯树脂),陕西金岭光固化材料股份有限公司。

活性稀释剂:二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPG2DA)、1,62已二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA),台湾长兴化学品公司。

助剂:BYK2361,德国BYK公司;432、810,台湾德谦涂料助剂公司;EFKA23035,荷兰EFKA公司。

1.1.2仪器

紫外光固化机UV2125A型,北京埃士博印刷新技术发展中心;QFZ漆膜附着力测定仪,天津市材料试验机厂;XB线棒涂布器、JM2IV型磨耗仪,上海现代环境工程技术研究所;CCA2100表面张力测定仪,英国CAMTEL公司。

1.2涂料的配制及固化

一定量的预聚物、活性稀释剂、光引发剂及添加剂(必要时)按比例搅拌混合,将一块光滑、洁净的毛玻璃平板或待涂敷的手机面料置于平台上,用XB线棒涂布器涂敷或用涂料喷枪均匀喷涂至所需厚度,在UV辐射下固化。

1.3性能测试

1.3.1涂膜附着力

按GB1720289涂膜附着力测定法进行。定为七级,一级最佳,七级最差。

1.3.2涂膜的耐磨性

按GB1768289漆膜耐磨耗性测定法进行。磨耗较少者为耐磨性好。

2结果与讨论

2.1附着力及其影响因素

涂膜与基材之间可以通过机械结合、范德华力、形成氢键和化学键、互相扩散等作用形成粘附力。这些作用产生的粘附力决定了涂膜与基材的附着力。

21111预聚物的影响

预聚物是涂料中最主要的成膜物质,对固化膜性能影响最大。固定其他条件,考察了新齐3、PEA400、PUA315和PUA305对附着力的影响,对结果较好的新齐3和PUA315进行了复配试验。结果见表1所示。

表1 预聚物配比对涂膜附着力的影响

由表1可见,在其它组分不变的条件下,改变新齐3与PUA315的比例,附着力变化很大。增大前者的比例,附着力变差。这是由于新齐3中的双酚A刚性结构使固化速率快,但涂膜收缩率大,产生收缩应力,涂膜性脆,附着力变差[5]。PUA315中含有较长的柔性链结构,涂膜收缩率小,同时涂膜与基材形成氢键是提高涂膜附着力的主要因素。配方6中新齐3提供了较快的固化速率和表面硬度,而PUA315则提供了较好的附着力。

关键词： 研究紫外光固化

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