应用于塑料表面的水性UV涂料技术

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，而它所固有的能量利用率高、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固化方式和水性稀释两种技术的综合效能，比传统的溶剂型UV涂料更具有施工、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)限制了它在塑料上的应用。

    中海油常州涂料化工研究院研究人员采用乳脂工艺得到的水性UV涂料在塑料上作为罩光清漆时，性能与普通UV涂料的耐磨性、耐水性等相当，并对影响这种涂料性能的因素进行了分析。

    1实验部分

    1.1原材料

    环氧丙烯酸酯、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)：工业品，长兴化学工业股份有限公司；RUNTECURE1103、RUNTECURE1104、RUNTECURE1107：工业品，常州华钛有限公司；EFKA3772：EFKA公司；BYK331：BYK公司；去离子水。

    1.2实验仪器

    光固化机UV-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Sympatec；RAC纸带耐磨试验机：TOS-860A。

    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涂料喷涂在塑料基材上，60℃烘烤一定的时间去除水分和其他挥发分，在光固化机下照射固化，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3000r/min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涂料的粒径分布情况。

    2结果与讨论

    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，由于其链段上的亲水基团分布的不均一性，使得它的分子键段具有亲水和憎水两部分，在加入水后低聚物起到了表面活性剂的作用，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固定于固化膜中，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。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。

    经试验验证，采用直接乳化工艺制得的水性UV涂料，具有优异的物理机械性能以及耐水、耐碱性，其性能达到溶剂型UV涂料的水平，优于水溶型或自乳化型的水性UV涂料，能满足在手机、电脑等对表面涂层性能要求比较苛刻的应用领域的要求。

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