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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

21112活性稀释剂的影响

确定预聚物的种类和含量后,考察了双官能度的TPGDA、HDDA和三官能度的TMPTA对附着力的影响,在TPGDA∶TMPTA=4∶1时,可得到最佳附着力。原因为:TMPTA是三官能度单体,固化快,收缩应力大,含量高时,附着力下降;TPGDA交联密度低,收缩率小,使涂膜的残余应力降低,导致涂膜附着力增强。

21113助剂对表面张力和附着力的影响

涂料被覆到手机上后,有的流平性很好,有的会产生各种弊端。这大多与液体涂料对固体表面的润湿有关:手机机壳多为塑料,属低表面能物质,若低于液体涂料的表面能,涂料难润湿表面,不但造成各种表面缺陷,附着力也受到极大的影响。使用流平助剂[6],可降低涂料的表面张力,增加涂料对底材的润湿性。极大地改善附着力。表2是在22℃、加入助剂前后用CCA2100表面张力测定仪测得的表面张力变化以及固化膜附着力的情况。明显的规律是,较低表面张力的涂料附着力有很大的改善。

表2 流平助剂的种类与固化时间及表面状态的关系

2.2耐磨性及其影响因素

涂料的耐磨性和涂料表面的摩擦系数和涂料体系的脆性和弹性有关,化学组成(软段/硬段比率)、涂膜的分子结构(聚合物的交联结构、交联密度)决定着耐磨性的优劣[7]。

21211预聚物的影响

(1)预聚物种类的影响用不同种类预聚物配制涂料,观察涂膜耐磨性的情况影响,见表3所示。

表3 预聚物种类对耐磨性的影响

环氧丙烯酸酯主链结构中的双酚A结构单元属刚性结构,硬度大,柔韧性差;聚氨酯丙烯酸酯类涂料耐磨性较好,是因为氨酯键间形成氢键的缘故：应力较高时,氢键断裂吸收能量,保护了共价键;外力撤消,氢键重新形成。实际配制的涂料从综合性能考虑,采用新齐3与PUA315复配。

(2)预聚物的含量对涂料耐磨性的影响以新齐3∶PUA315=3∶7为基础,改变预聚物的含量,涂料耐磨性见表4。

表4 预聚物的含量对耐磨性的影响

由表4可见,磨耗失重随着预聚物含量的增加而减少,但预聚物过多,耐磨性反而降低。原因是:聚合物材料的强度主要取决于主链的化学键力和分子间的作用力,增加主链的强度或增加分子间作用力,可使聚合物的强度增加。预聚物含量上升,涂膜分子量增加,涂膜的强度和耐磨性都较好;预聚物含量超过55%时,涂料的粘度上升,不利于涂膜的流平和对表面的润湿,表面状态不好,摩擦系数变大,耐磨性降低。

21212活性稀释剂的影响

总的影响是,少量的多官能度稀释剂可提高耐磨性,但量太多,则会有负面影响。较好的配方是TMPTA∶TPGDA=1∶4,二者总量占体系的30%～35%(限于篇幅,具体的试验情况从略)。

3结论

(1)涂膜的附着力不但与预聚物和活性稀释剂的组成有关,而且由于手机机壳是低表面能的物质,因此合适的流平剂对提高附着力有很大作用。

(2)涂膜的耐磨性与预聚物的种类有很大关系,聚氨酯丙烯酸酯类预聚物耐磨性较好。

(3)通过试验,具有较佳附着力和耐磨性的手机用UV固化配方为:预聚物占体系总量的50%～55%,其中,新齐3∶PUA315=3∶7,活性稀释剂占体系总量的40%～45%,光引发剂占3%～7%,另加少量的流平剂及其他添加剂。

关键词： 研究紫外光固化

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