UV镀膜涂料配方设计

1深圳市撒比斯科技有限公司O 一 、 O 3 0 % )基本工业使用( 1 0 % )汽车( 6 0 % )针对用于塑胶的工业液体涂料技术发展趋势汽车和 3用技术 的领域技术 目前的市场规模 增长趋势溶剂型 大水性 小等(办公设备 , 家用电器 ,手机 )(内饰 /外饰 )(工艺品、运动器材 ,其他 )5用氯乙烯 硬质 : 扣板 , 包装材料软质 : 地板 , 标签 , 箱包 苯乙烯 家用电器外壳顺性好 , 装饰目的应用 , 层压金属箔 对苯二甲酸乙二醇酯 包装 , 瓶子 , 显示屏 乙烯 包装 ,瓶身 , 处理 /未处理妆品 , 包装材料烯氰 苯乙烯共聚物 汽车 , 铸造 , 手机机身 , 化妆品增强 车 , 碳酸酯 镜片 , 覆盖物 , 透明介质 , 6O 电镀 ( 物理气相沉积1 真空蒸镀（ 2 溅射真镀 ( 化学沉积1 化学气相镀膜 2 电化学镀膜- 涂装之意义：掩盖基材细小缺陷，封闭基材易气化小分子物质，改善镀膜金属光亮度和附着力；保护镀膜或中途加色需要，提高使用物性及外观要求；8空蒸镀 溅射镀膜 化学镀可镀金属 金属 /化合物 金属 /化合物 金属 /合金 /化合物沉积速率 nm/5000常快界面附着强度 一般 较好 好镀膜效果 一般均匀 较均匀 纯度高、致密性好复杂外观镀覆能力 直射表面 直射表面 复杂外观形状均可环保 好 好 污染严重10要特性 表面张力(mN/m)好的弯着和弹性 , 未处理 28电晕处理 40好的绝缘和光稳定性 , 30好的柔顺性 , 耐水性和绝缘性 33好的抗冲击性 , 33好的拉伸强度 , 389好的光学特性和光泽 , 41好的光学特性 , 33 (A) 65 (B)好的硬度 , 抗冲击性能和耐化学品性 4311真空蒸镀涂料施工工艺 不同的施工工艺基材漆涂漆镀层在 漆漆镀层基材工艺 2工艺 1基材镀层漆工艺 312手机外壳真空蒸镀涂料 工艺 2: V 面漆 要求 :- 长效附着力- 底漆或面漆都可以高光或哑光- 耐水煮及 时 ,根据要求可能会烫金漆機按鍵- 印刷- 噴塗- 雷雕O 定配方的主体性能，如硬度、耐磨性、附着力、抗化性等；低聚物性能要求：透明度高，混溶性好；活性高，固化速率快；附着力，韧性和硬度平衡性好；面漆树脂收缩率、黄变低，对染料的润湿性好；耐水煮好；选用前测试： 试 度、柔韧性、润湿性、耐黄变性能。 测试树脂在配方中的相溶性和使用性能。17A）聚酯丙烯酸酯（ 亲水 良好混溶性； 颜染料的良好润湿分散性； 官能度适中，改善 衡配方硬度及韧性； 卤化改性 低表面张力底材上具有良好的附着力，因卤素含量限制，有被淘汰使用的趋势； 超支化 殊应用领域；18B）环氧丙烯酸酯（ 赋予涂层基本的耐化性能；提供光泽、固化速度、耐热性、膜耐抗性，耐化学品性，注意脆性和黄变性 ；推荐酚型 高性价比的 脂肪酸（酸酐）改性的 气味低脆性，良好的流动性和流平性能，良好的颜染料润湿性，同时可协助对金属镀膜的附着力； 特殊改性 9C）聚氨酯丙烯酸酯（ 要提供固化膜良好的断裂伸长率和附着力，降低收缩率 ，缺点是耐热性及流平性不够出色，双键交联度不够高； 2官能的 分子量，高伸长率，改善耐水煮及层间附着力； 3衡配方的硬度和韧性，但市场上多数是由 2官能 官能 赋予涂层的主要物理化学性能，如硬度、抗刮磨性、固化速率等，缺点是收缩率大导致附着力差，硬度过高导致成膜发脆； 5场主流使用品种，性价比高，聚醚结构韧性好、聚酯结构硬度高； 8本高，真正能做到收缩率低，韧性好，硬而不脆的品质主要集中在日本生产；20D）大分子树脂、纯丙酯和磷酸酯大分子树脂： 可降低由高官能度 加附着力、控制表面状态，改善施工性等； 纯丙酯，可参与 善对聚酯类基材的附着，但注意混溶性； 热塑性树脂，气干雾化性好，对颜料及大多数塑料基材的润湿性好，但注意混溶性和对 饱和聚酯型，含羟基，可气干，可热自由基固化，具有良好的流变性及对 属类基材出色的附着性，使用上需要一定的工艺技巧； 纤维素类，气干性高，溶剂释放性好，有一定的增稠性，可改善厚涂层溶剂挥发的残留，但注意混溶性和交联度的负面影响； 可共聚型酯化磷酸酯 利于提高对金属层附着力，羟甲基可与 到架桥功效；21E） 活性稀释剂（ 调节粘度和 衡配方的最终双键转化率，改善附着力，流平和表观状态； 选用原则：低皮肤刺激性，气味小，合适的降粘能力和分散润湿性，建议使用含羟基结构的单元或多元丙烯酸酯单体 ，对固化膜有一定的附着力促进作用，多官能特性可弥补低官能 提高固化膜的交联密度，增加漆膜的封闭性能； 单官能单体：降低粘度、提高附着力，但形成线型和支化结构。配方中加量过多，形成一定的可塑性和可溶性结构，从而降低物性；二官能以上单体： 形成枝链型结构，提供硬度和增加交联点，提高双键转化率 ；多官能单体的应用，注意后反应的副作用（收缩率和后固化）导致的附着长效性问题；活性稀释结构 固化膜性能特点链烷结构 耐高温，疏水性，耐候性，抗黄变，耐化学 药品，促进附着力酯结构 耐候性（耐高温，耐黄变，抗紫外），耐溶 剂，但遇碱易水解，良好的附着力芳香环结构 耐高温，耐化学药品，提供硬度、附着力、 疏水性，易黄变酯环结构 耐高温，耐候性，不黄变，耐化学药品，提 供附着力、疏水性醚结构 固化快，耐碱和链烷类溶剂，对环氧和聚氨 酯溶解力良好，一旦氧化易黄变22引发剂取决于 : 针对颜料类型的吸收波长1 对 变性小；2 与主体树脂混溶性好，不迁移；3 性能稳定，不影响涂料的储存期；4 气味低，低毒性；5 光引发剂与颜染料吸收波长相互匹配，避免光谱吸收窗口叠加问题；23F）惰性稀释剂的选用 惰性溶剂， 促进涂膜的流平，改善对底材附着力，获得低粘施工特性 。 沸点较低的易挥发溶剂为主，需要在湿膜升温留置闪干过程中尽可能挥发掉，不能过多带入固化膜中，否则，真空镀膜时将直接影响真空镀和镀膜质量。 因塑料基材对某些溶剂的敏感性，酮类、酯类和芳烃类溶剂要谨慎，注意比例控制，不要出现所谓 “ 咬底 ” 弊病的问题，破坏漆膜的力学均匀性和美观程度。 快干溶剂：醋酸乙酯 /异丙醇 /丙酮 / 中间挥发溶剂：醋酸丁酯 /正丁醇 /甲苯 /丁酮 / 慢干溶剂：甲基丁基酮 /二丙酮醇 /乙二醇乙醚 /丙二醇甲醚醋酸酯注意溶剂含水率控制，特别是醇类溶剂24溶剂在有喷涂施工需要可以使用 通常 20溶剂的使用量 , 趋势是降低溶剂的使用量( 低粘度连接料 ) 大多数的常见溶剂都可以使用 , 比如乙醇 , 丙酮 , 醋酸丁酯 ,甲苯 , 甲基异丁基酮 溶剂组合 (慢 /快干溶剂 ) 用来优化涂料的流平，表面效果等 , e v a p o r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f d i f f e r e n t s o l v e n t . 66 . 7 55 . 7 232 . 4 2 . 31 . 410 . 6 302468101214at At ol 发速率递增25G）助剂平衡和控制涂料的流平、润湿、消泡，改进分散性和防沉淀性，调整表面张力，以及其他表观性能的改进； 润湿性分散剂 流平剂 波流平的平衡性和重涂性影响； 防泡剂 溶性高； 抗油剂 硅烷偶联剂 机之间的架桥； 储存安定剂 6H）染料水颜染料的选择要点：色力强，混溶性好，不能影响涂料的储存期限；外光吸收小或易匹配引发剂，有优良的分散润湿性和流动度；稳定性好，抗迁移型好；4. 无毒，无重金属，无游离金属离子；5. 常用类型：溶剂溶解型染料（色精）、溶剂溶解型颜料（纳米级），料）、溶剂溶解型色片；27I） 消光剂改善抗划伤、 增加手感、增韧或提高硬度、改善流变状态； 消光粉：消光能力最强，气相法不易分散，未处理型透明度高； 消光蜡粉：消光兼具抗刮耐磨性、手感，缺点不易分散润湿； 消光蜡浆：抗刮耐磨性、手感兼具消光，蜡浆较易蜡粉更易于使用，蜡浆是以蜡粉表面经过特殊高分子树脂包膜热悬浮处理。 (蜡浆通常含有 10蜡粉 )； 消光树脂：有醇酸树脂、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸酯球形聚合物等，消光兼具透明度，可参与体系交联；28A： 赋予涂层强度和抗性； 2赋予涂层基本物性，韧性和拉伸率 ； 改性树脂： 针对不同基材改善附着； 3官能单体： 调节固化速率和增加交联点； 1降低粘度、提高附着力和双键转化率 引发剂： 提供引发聚合的自由基 添加剂： 调整表面效果和其它特殊性能 溶剂： 降低粘度和改善涂装润湿性机理： 见现场报告29如何调配 ?使用低收缩率的产品 低官能度- 单官能度和二官能度单体- 聚氨酯丙烯酸酯- 纯丙烯酸酯- 改性聚酯使用低表面张力类型 更好的流动；含有 避免使用高含量的环氧丙烯酸酯； 2959羟基交联性型引发剂可提高附着力；- 好的选择可以得到更快的固化速度并且不损失附着力308赋予涂层的主要物理化学性能，硬而韧； 三官能 收缩率和增加柔韧性调控； 大分子树脂： 改善施工性； 4平衡 高交联度 2降低粘度和提高转化率 特殊单体： 改善附着力 引发剂： 提供引发聚合的自由基 助剂： 改善表面效果 溶剂： 降低粘度和提高涂装润湿能力机理：详见现场报告31料牌号 建议比例2官能 比斯 比斯 A 撒比斯 173+联剂 隐 1 45 固含： 45 稀释剂 :500 03432料牌号 建议比例9官能 比斯 比斯 684+或 2959 69 平剂 隐 比斯 色浆或染料水 纳米级颜料或染料 240 稀释剂 :55释剂 5620总计 100 33麻点问题影响因素要 2个方面： 1 底材及底面漆配套性因素：（）底漆干燥不够，残留小分子热迁移；（）由不相溶性杂质引起；（）镀膜过薄，底漆 ）基材中可塑剂含量过高，迁移； 2 配方设计因素：树脂 /单体搭配、溶剂（残留）的释放梯度以及稳泡性助剂的存在；A 晶析现象， 惰性溶剂挥发梯度，溶解力梯度控制；C 助剂方面：稳泡性助剂，混溶性差的助剂；D 表面张力梯度控制；34几个层间附着：基材 镀膜 漆连接塑胶基材及镀膜 ， 承上启下；A 底漆与塑胶基材之间 ， 无化学交联 ， 附着的关键是渗透咬合能力以及极性基团间的氢键键接能力；B 镀膜与底漆直接的附着 ， 取决于底漆氢键的活性能力；2 底漆流平性和封闭性 ， 会影响镀膜效果及耐水煮特性；3 底漆的小分子物质残留率 ， 影响镀膜附着能力及发彩问题；4 底漆的拉伸率 ， 耐热性要优良 ， 否则会影响附着和水煮；5 底漆的抗渗透能力，面漆透过镀膜与底漆 底漆和面漆收缩率平衡性，会影响镀膜的附着力；7 面漆稀释剂溶解力梯度，要能二次咬合；8 面漆的封闭性 ， 影响到耐水 、 高温高湿 、 耐盐雾性能；润湿 基材 可以通过对表面进行处理来改变 :- 电晕 , 火焰 : 在表面形成极性基团 (暂时性 )- 等离子处理- 洗 (清除迁移的助剂和表面的污染） 以通过以下措施降低- 选择合适的树脂 /单体- 借助一些辅助的助剂表面张力粘度 : 越低越好 配方 < 底材- 收缩对附着力非常有害- 起因 : 双键的聚合- 在聚合过程中 , 密度增加 收缩- 收缩 : 如何测量 ?- 收缩 (%) =100 x ( ： 固化后体系密度- = 液 体密度不同种类和规格的材料 / 底材 : 材料每家供应商提供的都存在一些不同附着力方面 : 一些塑胶基材非常困难 (非极性塑料基材 ) 非渗透性 无物理粘附表面处理的可能性 : 提高表面极性 (更好的润湿 ,流动和流平 )更好的附着力 (提高表面活性 )增塑剂的迁移 : 外加增塑剂价格便宜但容易迁移到表面表面清洁可增进附着力和固化保持表面的新鲜 ) 最好的方法36始咬噬基材 产品C, 低分子量 低官能度 降低收缩 对基材有一定的亲和性 通常是一个单体 (温度 ) 限制数量更多的空间来满足其它性能的平衡特定的物理交联 互穿网络结构的示意o l y ch ai n o f th e su b o n o T R A V I N E T R A T I O T H E M O N T H E S U B S T R A T O S S L I N K I N T E R P E N E T R A T I N G P O L Y M E R N E T W O R O D A D H E S I O N B E T W E E N U V F I L M A N D S U B S T R A T 薄涂特性：高粘度低固含及低粘度高固含的取舍； 耐水煮特性 : - 成膜致密性；- 亲水基残留量；- 层间附着力 耐碱性汗液特性 : - 成膜三维交联强度；- 环状刚性结构； 抗指纹特性 : - 表面张力，双疏效果；- 氟化物的改性； 抗震动耐磨特性 : - 表面滑度；- 配方硬度及韧性的平衡性；- 附着力； 无黄变特性 : - 清漆，白底上，肉眼看不出色差；- 老化试验机，色差符合值及附着稳定性38O 料顺序：一步法配方： 体 /溶剂 预热的树脂 溶解并充分分散 溶剂 /引发剂 /助剂 分散，过滤消光：单体 /溶剂 预热的树脂 溶解并充分分散 溶剂 /助剂 蜡浆 /消光粉浆 溶剂 /引发剂 分散，过滤B）颜染料的使用：颜料 /单体 /分散剂 少量预热的树脂 分散后上三辊研磨 半成品；染料 /溶剂 少量预热的单体 溶解并充分分散 三级过滤 半成品；40生产设备、检测仪器及参数控制 （ a）分散设备： 分散效果和时间控制盘式高速分散机蓝式砂磨机红魔鬼 （ b）树脂改性设备：（ c）大型容器设备：规格 1#：用于成品的混合与调配；规格 2#：用于简单的混合和反应改性；规格 3#：用于半成品的调配； （ d）过滤罐装设备：杂质和细度的控制 （ d）称量设备：投料量精度控制（一）生产设备41（二）检测仪器 检测 还可以直接用碳粉来测试； 粘度杯 、 杯； 旋转粘度计 铅笔硬度计 橡皮磨耗仪 抗划伤性； 光泽度仪 分光测色仪 水浴锅 /电磁炉 恒温恒湿箱 老化测试仪 黄变及盐雾模拟； 比色箱 黄变对比； 比重测试仪 、 烤箱 、 天平 、 滴定套件等 2真空镀膜光固化涂料性能要求及检测 施工性：黏度（固含）：底漆：固含 45漆：固含 40度（ 25度） 8 9秒（ 5 ） ;11杯 25 ） 底漆、面漆的层间配套性附着：（基材与底漆 底漆与镀膜 镀膜与面漆）收缩率 渗透咬合 键和润湿 喷涂膜厚：底漆： 15± 2 m，面漆： 8m 光泽度和抗黄变性：全光、部份消光、无光，低黄变 铅笔硬度： 高低温循环性 : （ （ 韧性和硬度的平衡） 恒温恒湿性能：（成膜致密性和亲水基残留） 耐水（煮）性 ： （耐热性、 成膜致密性和亲水基残留） 耐盐雾性：（三维成膜强度和成膜致密性） 耐手汗（指纹）性 ： （小分子迁移性及表面张力） 耐化学品性：（刚性、枝化结构）43几个特殊检测参数控制参考标准：1 冷热循环：一般 0度 2小时 ,循环十次， 小时 小时 24个循环2 耐水煮：一般是 70个小時，或 90度水 1个小时，要求层间附着力 温高湿测试 :高温 65摄氏度 88小时连续加热 ,取出样品静置 2小时后 ,检查外观不变色 ,再做白格 ,检验镀层的附着性 盐雾测试 :参考 1771喷雾箱、 35度、 5%浓度 恒温条件下连续测试 48小时后取出，再在清水中清洗后观察外观，检查外观不变色；5 附着测试： 3次，指甲法 ；6 考 2357,纸带， 175300底为准40607砂轮 500g/1000耗损失7 硬度测试：参考 3363分 1000泽测试：参考 5230度9 耐黄变测试：参考 194，涂到标准白底上，测试 3个点的黄变值，过 试对应黄变点，比较差值10 抗溶剂性测试：参考 5402，耐溶剂仪， 500磨损或发白为准44真空镀膜技术的展望随着真空镀膜技术的应用领域的发展，对配套性的镀膜涂料物性及环保要求越来越严格，目前，蒸镀用涂料在使用上，仍存在许多缺点有待改进，仅列出以下三个方向做为改进参考：a节省能源：开发、使用烤温较低、固化时间较短之涂料；b缩短工期，减少涂装工序，二涂着色工艺即能达到良好的物性要求；c提高涂装效率：应用全自动喷涂设施、静电涂装设施等；a开发、应用高固体份涂料，如低粘度的低溶剂含量型 b开发、应用无溶剂型涂料，如水性真空镀镀膜涂料；发创新性之产品方面：a开发特殊特殊质素质素之产品，如 合金属 b开发特殊耐物性、耐化性之产品开发，如抗指纹、电磁屏蔽型 以上论点这有待于我们的行业同仁需要不断学习掌握涂料最新配方设计理论、总结现场的问题解决经验，交流创新，共同推进行业技术的发展，以期 更具市场经济效益。