水性UV涂料在塑料上的应用.pdf

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1、0引言由于紫外光(UV)涂料的绿色环保与高效率，使得该技术在世界范围内获得了广泛重视。并获得了快速增长。其应用领域越来越宽广，而它所同有的能量利用率高、成膜速度快、漆膜质量好、适用于热敏感材料等传统涂料无法比拟的优点使得它在塑料产品涂装方面具有广阔的市场前景。随着世界范围内环保呼声的提高。UV涂料的水性化研究在近年来也获得了长足的进步。它充分发挥了UV同化方式和水性稀释两种技术的综合效能，比传统的油性UV涂料更具有施T、经济、安全、应用方面的优势。然而水性UV涂层的一些性能弱点(如耐水、耐碱较差)限制了

2、它在塑料上的应用。尤其在手机、电脑等对表面涂层性能要求比较苛刻的应用领域水性UV涂料的使用还多见。本文研制的水性UV涂料用作塑料罩光清漆时具有极佳的附着力。解决了一般水性UV涂层相对于普通UV涂层在光泽、硬度、耐磨性、耐水性等方面的劣势．无论作为塑料涂料表面罩光还是直接用作塑料表面处理都有着很强的竞争力。1实验部分1．1原材料环氧丙烯酸酯(自制，低聚物)、聚氨酯丙烯酸酯、乳化树脂(自制)、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、RUNTECUREll03，RUNTECUREl

3、l04，RUNTECUREll07(常州华钛有限公司。光引发剂)、EFKA3772、BYK331、去离子水。1．2实验仪器光同化机UV一102型(欧石曼科技发展有限公司)、UV能量计UV—INTEGRATOR型(德国)、激光粒度测试仪、RCA纸带耐磨试验机(台湾)。1．3UV涂料的配制将配方量的活性低聚物、乳化树脂、光引发剂等一齐投入容器中，充分混合均匀，在1000r／min的分散条件下缓慢加入定量的去离子水．得到稳定的乳液，其中残留的溶剂可以蒸去也可保留。1．4实验方法将水性UV涂料喷涂于塑料基材上．

4、60℃烘烤一定的时间去除水分和其它挥发分，在光固化机下照射固化的，采用国标方法测定涂层与基材各项物理机械性能。离心稳定性测试，将乳液放入直径为1．5cm的小试管中，在离心机上以3000f／rain的转速旋转分离30min，以分层情况来判断其稳定性好坏。用激光粒度测试仪测试UV涂料的粒径分布。究开发2结果与讨论第3屠塑料涂料及涂装技术研讨会3“SymposiumonPlasticCoatings＆FinishingTechnology将能水分散的丙烯酸树脂通过改性接入双键后可以成为一种水溶性的活性低聚物，

5、由于其链段上的亲水基团分布的不均一性，使得它的分子链段具有亲水和憎水两部分．在加入水后低聚物起到了和表面活性剂同样的作用，成为了一种可聚合的表面活性剂⋯．它能参与光固化交联过程而同定于同化膜中．可以解决一般表面活性剂在涂层表面带来的易渗透性和易萃取性问题[2】。本文中的水性UV涂料就是以这种水性树脂作为乳化树脂的一种涂料。2．1乳化树脂用量对乳液粒度分布的影响外乳化型的水性涂料是通过外加表面活性剂在高剪切力的作用下将普通树脂变成水分散体系的。因此表面活性剂的加入量直接影响乳液的性能。我们在实验中通过调整

6、乳化树脂和活性低聚物(环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯)的比例得到了不同的水性UV涂料配方．乳液粒度随它们比例的不同而变化，结果如图l所示。—卜件靴一I·『nJ们牝i^--11"-体e：叩丝航杵图1乳液粒径随乳化树脂加入量的变化从图1来看，随着水性丙烯酸树脂的增加，乳液的平均粒径由大逐渐变小，这是因为更多的乳化树脂可以将普通树脂在乳化过程中分解成更加微小的颗粒．在表面静电排斥作用下稳定存在，加水时。足够的水性丙烯酸树脂可以扩散到新形成的水滴表面，有利于最后水形成连续相发生相反转时得到尺寸较小的乳液分散相微粒

7、，但太多的水性丙烯酸树脂不能确保相反转后分散相微粒更小．从图中看在乳化树脂达到一定量时平均粒径变化不大。过量的乳化树脂反而使得粒径变大。从图2可以找到乳液粒径不规律变化的原因．I图就是乳化树脂过量后。平均粒径升高了的乳液粒径分布图。Ⅱ图是一般情况下稳定乳液的乳液粒径分布图。两者相比较，一般情况下稳定乳液粒径分布呈一种单峰正态分布，而加入大量乳化树脂得到的乳液呈双峰甚至可以说是一种多峰状态．从图中看它在粒径偏大的一侧仍有较大的分布。这就导致了平均粒径变大。发生这种情况的原因可能是由于乳化树脂在乳液粒子周围

8、有积聚情况产生。Ⅱ图2加入不同乳化树脂时乳液粒径分布情况2．2乳化树脂用量对乳液稳定性的影响在乳液中乳液粒子依靠表面的同性静电获得稳定．当颗粒在重力作用或其他作用力下相互接近．如果作用力大于静电斥力，不同的液滴会重新聚合到一起影响乳液稳定。表l中通过离心分散测试和储存测试(在常温放置3个月后观察)考察了乳液树脂用量对乳液稳定性的影响。从表l看。乳化树脂对乳液稳定性的影响主要通过影响乳液的颗粒大小来起作用的，平均粒径在2恤m以下就可以基本确保