紫外光固化涂料耐划伤性能的研究.pdf

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信息记录材料2006年第?第5期
辐射聞化抜木
紫外光固化涂料耐划伤性能的研究
胡学梅·2,秦长喜
(1.中国乐凯胶片集团公司,保定071054;2.北京化工大学材料学院,北京100029)
摘要:本文通过选择不同的UV固化树脂、活性稀释剂、促进剂,制备了适合于薄膜基材使用的UV固化涂料
实验显示,涂料的各项性能如附着力、硬度、柔韧性和耐擦伤性等达到了使用要求。
关键词:UV固化;薄膜基材;硬涂层;抗擦伤
中图分类号:TQ314.243文献标识码:A文章编号:1009-5624-(2006)05-0008-04
预聚物、单体组成及添加剂有关,在UV涂料体系中
1前言
加入纳米二氧化硅及丙烯酸脂官能团的硅烷改性,
随着科学技术的发展和人们生活的需求,各种可以使涂料具有较高的硬度和耐刮擦性(“别。高官
薄膜产品已广泛用于各领域。除用于日常生活和生能度环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯及高官能度
产的包装及农膜外,高质量的光学薄膜材料已经大丙烯酸单体成膜后形成的交联密度高也可使得涂料
量应用于光电子领域,例如PDP、LCD等显示器应化后膜的硬度和抗擦伤性能提高?。
板上的应用,同塑料制品一样薄膜材料也需要由涂
用于薄膜基材涂料的性能决定涂料在基材上的
层来提高膜表面的耐擦伤性、耐候性和耐溶剂性
涂装和应用,基材种类对涂料的应用有较大影响,本
因此,适用于薄膜材料的硬涂层近年有了较快的发文主要对用于PET基材的UV固化硬化涂料的组
展
成与固化成膜后的硬度、柔韧性及耐擦伤性能进行
紫外光固化体系由于具有较高的交联密度,淤丁初步研究,找出了涂料预聚物和单体官能度与硬
层可根据需要调节涂料组分得到需求的性能,作为度和柔韧性的相互关系。
塑料材料的表面硬化涂层已经广泛用于移动电话、2试验
电脑、照相机、电视及汽车配件等。随着各类涂料消
耗量的逐步提高,人们对涂料性能的要求越来越高,2.1实验用原材料
尤其是人们环保意识的增强,紫外光固化涂料由于
改性环氧丙稀酸树脂、聚氨酯氧丙稀酸树脂陕
具有低VOC排放和3E的特点,越来越受到人们的西喜莱坞实业有限公司;活性稀释剂( TMIPTTA
青睐,在涂料的需求方面特别是一些特殊的使用中EO- TMPTA、 NPGDA、HDA等),天津市天娇化
成为首选。
工有限公司;助剂(流平剂),BYK化学公司;钛酸酯
UV固化涂料的抗划伤耐磨擦研究已经有较多促进剂,江苏仪征市天杨化工厂;光引发剂,清华英
报道,众所周知UV涂料固化后具有较高的硬度是力科技发展有限公同;漆膜弹性实验器(QTX-ー1),
由于涂料体系自身结构决定的,抗擦伤性与涂料的天津市材料试验机厂;铅笔硬度计(PPH-1),上海
现代环境工程技术有限公司;钢丝绒,武汉邦路钢棉
公司;光固化设备:LT1KW-2型紫外固化机,蓝天
收稿日期:2006-03-16
作者简介:胡学梅(1970-),女,高工。现在乐凯集团公司
特灯发展有限公司。
保定乐凯数码影像公司工作,北京化工大学硕士
涂料的制备同一般光固化涂料的配置方法。
研究生在读。通讯联系人秦长喜男,教授级
2.2测试
高工.,现在乐凯集团公司保定乐凯数码影像公司
工作,主要从事高分子材料、光固化材料、功能膜
2.2.1涂层附着力
材料等研究。
涂料与基材的附着力直接影响材料的使用,附
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着力差涂层将很容易由基材上脱落,尤其是柔性的
表1涂料组成与附力
薄膜材料,如果凃料附着力不好,在生产期间就将造
Table 1 composition coating and adherence
成涂层脱落而不能使用,参照GB9256-88方法,通改性环氧丙聚氮氧丙活性稀释剂
过划格实验的方法判定涂膜的附着力好坏。
促进剂附着力
稀酸树脂稀酸树脂及助剂
2.2.2涂层硬度
涂料固化成膜后的硬度是决定是否能提高薄膜
材料表面的硬度和抗擦伤性能的主要参数,参照
GB6739-86方法,使用涂膜铅笔划痕硬度仪测试涂
层的铅笔硬度。
2.2.3涂层柔初性能
参照GB/T1731-93,使用漆膜弹性实验器,用
000000000
0
40
双手将试板漆膜朝上,紧压于规定直径的轴棒上,绕
0
轴棒弯曲试板。然后以4倍放大镜观察漆膜,检查
漆膜是否产生网纹、裂纹及剥落等破坏现象。以不
由表中数据可见,用于PET薄膜的涂料的附着
产生上述破坏现象处的轴棒尺寸为试样柔韧性数力,与促进剂的使用有一定关系。不使用促进剂时,
据
涂料的附着力较差,促进剂使用量达到4%以上时
2.2.4涂层抗擦伤性
附着力达到一级。这是由于PET薄膜表面与有机
薄膜材料的抗擦伤性能一般用钢丝绒测试,利酞酸酯有较好的亲合性,因为有机钛酸酯易于与聚
用钢丝绒在涂层表面以恒定的速度来回摩擦,涂层酯基团发生酯交换作用,进而提高了涂层在PET表
的抗擦伤能力定义为看到第一条明显划痕所需的摩面的附着力。由表1可见,环氧丙烯酸脂含量高时
擦次数?
由于固化后形成的膜脆性较高,因而附着力较差,而
3结果与讨论
聚氨酯丙烯酸脂固化的膜有较好的柔性,因而在薄
膜基材上的附着力也较好。
3.1涂料附着力
3.2硬度、柔韧性
涂料附着力与涂料的组成有关,为提高涂料在
涂料组成中预聚物树脂种类、活性稀释剂官能
PET薄膜上的附着,添加附着力促进剂是必要的。度与涂层硬度有较大的关系,表2、表3是涂层硬度
表1是涂料组成与附着力的关系。
与涂料组成的关系。
表2涂层硬度与涂料组成
Table 2 hardness of coat and composition coating
改性环氧丙
聚氨酯氧丙
TMPTA
TPGDA
柔韧性mm
稀酸树脂
铅笔硬度H
稀酸酯
35
15