UV防涂鴉涂料的配方設(shè)計(jì)

王昭浪 周曉梅 張莉

摘要：本文主要從樹(shù)脂、單體、溶劑、流平劑等方面，探討了UV防涂鴉涂料的影響因素，為實(shí)際生產(chǎn)提供參考

關(guān)鍵詞：防涂鴉涂料；光固化；表面涂飾；UV樹(shù)脂

1 前言

防涂鴉涂層具有多種功能，能防止被油性筆擦寫、油漆或污染物覆蓋及黏膠附著，基于其性能的要求，涂層表面要求耐磨性優(yōu)異，被污染后易擦拭、不留痕[1]。因此，UV涂料被用作防涂鴉涂布可達(dá)到其性能要求。本文將著重討論白色化學(xué)PET膜上的UV涂料的配方設(shè)計(jì)，其主要成分有低聚物（樹(shù)脂），活性稀釋劑（單體），光引發(fā)劑，流平劑、溶劑等[2]。

2配方的設(shè)計(jì)

UV防涂鴉涂料是涂裝在化學(xué)PET膜上，作用是經(jīng)涂布后改善原有PET表面的光亮度，并滲透和吸附基材，經(jīng)UV固化后對(duì)基材有良好的附著力，優(yōu)異的耐磨性和防涂鴉性。為達(dá)到這些性能要求，采用聚氨酯樹(shù)脂丙烯酸樹(shù)脂，搭配優(yōu)選單體、引發(fā)劑及防涂鴉助劑等不同搭配進(jìn)行配方設(shè)計(jì)。

2.1 單體及光引發(fā)劑的選擇

防涂鴉涂料屬于高硬度高耐磨涂料，本配方選擇兩官、四官單體混合使用，保證涂料附著力及耐磨性的同時(shí)調(diào)整涂料粘度，增加漆膜的潤(rùn)濕和流平。同時(shí)活性單體在固化過(guò)程中有活性基團(tuán)參與反應(yīng)能形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，提高涂層致密性[3]。綜合引發(fā)效率及成本，光引發(fā)劑采用引發(fā)劑184和BPO配合使用，用量在3%-8%[4]。

2.2 溶劑的選擇

涂層涂布后，溶劑揮發(fā)速度會(huì)影響表面流平，因此溶劑揮發(fā)速度要均勻，使涂膜有足夠時(shí)間流平，且同時(shí)也要保證在涂布生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)因溶劑揮發(fā)導(dǎo)致涂料粘度增大，影響施工。所以選用不同干燥速度的溶劑，快干溶劑乙酸乙酯、中速干的醋酸丁酯和慢干的丙二醇單乙醚進(jìn)行測(cè)試。

復(fù)配的配方3和4能取得較好的干燥和流平的平衡。

2.3 防涂鴉助劑的選擇

防涂鴉劑起到流平潤(rùn)濕的作用，增加涂層表面的滑度，同時(shí)增加涂層的耐磨性[5]。配方設(shè)計(jì)用量為0.7-2.5%，通過(guò)漆膜表面滑度、降低涂層表面張力，提升耐磨性及涂層的防涂鴉性能。

對(duì)比測(cè)試發(fā)現(xiàn)TEGO5000性能較優(yōu)，通過(guò)加量?jī)?yōu)化，得出加量在1.4%以上有較好的防涂鴉效果，加量高于1.9%時(shí)涂層流平有變差的趨勢(shì)。

3試驗(yàn)結(jié)果與討論

涂料制備完成后，線棒刮涂，后經(jīng)中低溫烘箱烘烤（溫度設(shè)定為100℃左右，烘烤時(shí)間5-10s），然后進(jìn)行UV固化，UV機(jī)能量為320-450mj/cm2。固化后測(cè)試涂層附著力、硬度、耐磨性、防涂鴉性、漆膜流平及干燥程度。

3.1 溶劑的確定

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，乙酸乙酯揮發(fā)過(guò)快，漆膜來(lái)不及鋪展，導(dǎo)致漆膜網(wǎng)紋，同時(shí)乙酸乙酯易揮發(fā)，也會(huì)導(dǎo)致涂料在生產(chǎn)過(guò)程中溶劑揮發(fā)，粘度變大，流平變差；丙二醇單乙醚使用使得粘度稍偏大，漆膜流動(dòng)性差，出現(xiàn)漆膜橘紋，其揮發(fā)速度也較慢，不宜單獨(dú)使用；醋酸乙酯揮發(fā)性適中，同時(shí)添加少量的乙酸乙酯及二丙酮醇改善溶劑揮發(fā)均勻性，漆膜流平好，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中也不會(huì)出現(xiàn)粘度變大問(wèn)題，確定配方4的溶劑體系較佳。

3.2 防涂鴉劑的確定

防涂鴉劑主要影響漆膜的滑度、表面張力、流平性、耐磨性，其測(cè)試結(jié)果如表5所示。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，TEGO 5000使得涂層表面張力較低，滑度、流平、涂層硬度等性能平衡較好；其余助劑漆膜的防涂鴉性有改善作用，但影響涂層流平或硬度，但相比較而言優(yōu)選TEGO 5000。

4結(jié)論

通過(guò)以上配方試驗(yàn)，本項(xiàng)目使用聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂作主樹(shù)脂，采用乙酸乙酯：醋酸丁酯：丙二醇單丁醚=12：76：12的溶劑體系，防涂鴉劑采用TEGO 5000，單體采用雙官和四官單體搭配，光引發(fā)劑采用184與BPO配合，在320-450mj/cm2的能量條件下固化，漆膜流平好，固化快，防涂鴉性能好，油性筆書(shū)寫后擦除涂層面無(wú)殘留墨跡，涂層硬度及附著力達(dá)到要求，耐磨性優(yōu)異。此涂料可應(yīng)用于防涂鴉板的表面涂裝。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙金榜，防涂鴉涂料性能改進(jìn)淺見(jiàn)[J]現(xiàn)代涂料與涂裝， 2010.20-22.

[2] 張東生，防涂鴉涂料的開(kāi)發(fā)與測(cè)試[J]國(guó)際化工信息，2006，（5）：1-4.

[3] 楊建文，曾兆華，陳用列.光固化涂料及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011，239.

[4] 金養(yǎng)智.光固化材料性能及應(yīng)用手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2010，189.

[5]趙惠斌.UV涂料中使用的BYK助劑.面向21世紀(jì)中國(guó)輻射固化技術(shù)與市場(chǎng)發(fā)展研討會(huì)論文集[C].2000.

[6] 何明俊，胡孝勇，柯勇.UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯的最新研究進(jìn)展[J].中國(guó)膠粘劑.2017（09）.

（作者單位：江蘇鼎勝新能源材料股份有限公司）