UV塑料涂料的性能及影响因素.docx

UV塑料涂料的性能及影响因素紫外光〔UV〕固化技术是利用紫外或可见光作为能源，引发具有化学反响活性的液态配方快速转变为固态的一种技术。uv固化技术已在我国得到广泛的重视，并且在各类基材上，如特别是在木器、纸*、塑料和金属等基材上获得普遍的应用。目前，塑料的UV涂料是继UV木器涂料和UV纸*涂料之后，在我国得到最广泛的研究。各种塑料基材在很多日常生活和工业领域得到广泛应用。例如，ABS、PS、PMMA、PP和PC等塑料基材大量应用于摩托车、汽车、手机、家电等零部件。许多包装材料和标签都大量使用了PE、PP、PET等塑料基材。在一些高档应用上，特种工程塑料如PA、PBT，复合材料如BMC、UP树脂、三聚氰胺树脂，都得到应用。在这些塑料基材的不同应用上，应运了许多UV固化涂料的需求。这不仅给UV产业提供了开展时机，也对UV的配方工程师们带来了巨大的挑战。本文将着重讨论UV固化涂料的性质及其影响因素，以期对塑料基材的UV固化涂料的开发作些探讨。一、附着力对任何UV涂料的应用，附着力都是最根本也是最重要的要求。对塑料基材而言，其外表性质的差异直接影响到UV涂料的附着力。一般需要考虑到这些塑料基材的性质有：极性大小、有无结晶性、热塑性或者热固性以及外表*力上下等性质。从UV涂料配方的考虑，一般有三种因素可以提高对塑料基材的附着力。一是，降低液体涂料的外表*力，提高液体涂料对基材的润湿作用;二是，降低UV涂料的固化收缩率；三是，对塑料基材适当的侵蚀〔咬底〕作用。不管对哪种塑料基材，涂料对基材的良好润湿作用是产生良好附着力的前提，特别是对于只有物理相互作用的体系更是如此。液体配方对基材的润湿好坏由两方面因素决定：一是液体配方和基材之间的界面*力，液体外表*力必须小于等于基材的外表*力才能获得良好的润湿，另一是配方的粘度也会影响到润湿的效果。表1列举了一些低外表*力值的单体。大多数塑料的外表*力值在32-50之间，因此这些低外表*力的单体可以提高对塑料基材的润湿作用。表1：一些UV单体的外表*力值产品名称产品代号外表*力（dynes/cm）烷氧化新戊二醇二丙烯酸酯CD904331.1丙烯酸异冰片酯SR50631.7(2)丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯SR9332.02〔2-乙氧基乙氧基〕乙基丙烯酸酯SR25632.4三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯SR53133.1降低UV涂料的固化收缩率，主要是通过选择适宜的树脂和单体以及控制其比例，此外，固化的反响程度也是一个影响因素。一般来说，单位体积的双键密度越小，收缩率越小。因此，单官能单体比双官能单体的收缩率小，双官能单体比多官能单体的收缩率小，乙氧化和丙氧化的单体比非改性的单体的收缩率小，UV树脂的收缩率比单体的收缩率小。但是，在实际的UV固化过程中，固化收缩率是个复杂的、难以预测的指标，例如通过表2列举的一些多官能单体的收缩率数据，可以说明双键转化率、理论收缩率和实际收缩率的差异。因此要获得一个UV固化体系的体积收缩率，最好进展具体的实验来测试。表2：单体的双键转化率与理论收缩率和实际收缩率的关系样品1%转化率下的理论收缩率(%)实测的双键转化率(%)该转化率下的理论收缩率(%)该转化率下的实测收缩率(%)SR35128702012SR45419851611.5SR35526651711SR39929651910要提高对塑料基材适当的侵蚀〔咬底〕作用，就要区分塑料基材的性质。*些塑料基材如聚碳酸酯〔PC〕、聚氯乙烯〔PVC〕、聚苯乙烯〔PS〕，会受到溶剂或者*些单体的物理侵蚀作用，这些单体对塑料基材有溶涨作用，因而产生很好的附着力。固化以后漆膜和基材之间形成互穿网络构造，因此附着力特别好。表3中列举了一些可以对塑料溶胀作用的单体。从表中可以看出SR238,SR256,SR28具有最好的溶涨作用，因此对提高与塑料基材的附着力尤为有效。表3:一些可以对塑料溶胀作用的单体列表产品代号产品名称产品性质可溶胀的塑料PCPVCPETPSSR2381,6-己二醇二丙烯酸酯快速固化、低挥发性、疏水主链3333SR2562〔2-乙氧基乙氧基〕乙基微溶于水、高活性稀释单体333丙烯酸酯SR285四氢呋喃丙烯酸酯含有四氢呋喃环状构造、对大多数底材具有良好的附着力3333SR306二缩三丙二醇二丙烯酸酯低挥发性、低粘度3SR335丙烯酸月桂酯疏水性脂肪族长主链3SR3392-苯氧基乙基丙烯酸酯低挥发性、良好的耐化学性、耐水性33SR344