應用于塑料表面的水性UV涂料技術

應用于塑料表面的水性UV涂料技術

由于紫外光(UV)涂料的綠色環保與高效率，使得該技術在世界范圍內獲得了廣泛重視，并獲得了快速增長，其應用領域越來越寬廣，而它所固有的能量利用率高、成膜速度快、漆膜質量好，適用于熱敏感材料等傳統涂料無法比擬的優點使得它在塑料產品涂裝方面具有廣闊的市場前景。隨著世界范圍內環保呼聲的提高，UV涂料的水性化研究在近年來也獲得了長足的進步，它充分發揮了UV固化方式和水性稀釋兩種技術的綜合效能，比傳統的溶劑型UV涂料更具有施工、經濟、安全、應用方面的優勢。然而水性UV涂層的一些性能弱點(如耐水、耐堿較差)限制了它在塑料上的應用。

    中海油常州涂料化工研究院研究人員采用乳脂工藝得到的水性UV涂料在塑料上作為罩光清漆時，性能與普通UV涂料的耐磨性、耐水性等相當，并對影響這種涂料性能的因素進行了分析。

    1實驗部分

    1.1原材料

    環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、乳化樹脂：自制；己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二縮三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)：工業品，長興化學工業股份有限公司；RUNTECURE1103、RUNTECURE1104、RUNTECURE1107：工業品，常州華鈦有限公司；EFKA3772：EFKA公司；BYK331：BYK公司；去離子水。

    1.2實驗儀器

    光固化機UV-102型：歐石曼科技發展有限公司；UV能量計UV-INTEGRATOR型：德國；激光粒度測試儀Sympatec；RAC紙帶耐磨試驗機：TOS-860A。

    1.3UV涂料的配制

    將配方量的活性低聚物、乳化樹脂、光引發劑等投入容器中，充分混合均勻，在1000r/min的分散條件下緩慢加入定量的去離子水，得到穩定的乳液，其中殘留的溶劑可以蒸去也可保留。

    1.4實驗方法

    將水性UV涂料噴涂在塑料基材上，60℃烘烤一定的時間去除水分和其他揮發分，在光固化機下照射固化，采用國標方法測定涂層與基材各項物理機械性能。

    離心穩定性測試，將乳液放入直徑為1.5cm的小試管中，在離心機上以3000r/min的轉速旋轉分離30min，以分層情況來判斷其穩定性好壞。

    用激光粒度測試儀測試UV涂料的粒徑分布情況。

    2結果與討論

    將能水分散的丙烯酸樹脂通過改性接入雙鍵后可以成為一種水溶性的活性低聚物，由于其鏈段上的親水基團分布的不均一性，使得它的分子鍵段具有親水和憎水兩部分，在加入水后低聚物起到了表面活性劑的作用，成為了一種可聚合的表面活性劑，它能參與光固化交聯過程而固定于固化膜中，可以解決一般表面活性劑在涂層表面帶來的易滲透性和易萃取性問題。本文中的水性UV涂料就是以這種水性樹脂作為乳化樹脂的一種涂料。

    經試驗驗證，采用直接乳化工藝制得的水性UV涂料，具有優異的物理機械性能以及耐水、耐堿性，其性能達到溶劑型UV涂料的水平，優于水溶型或自乳化型的水性UV涂料，能滿足在手機、電腦等對表面涂層性能要求比較苛刻的應用領域的要求。

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