行業(yè)應(yīng)用技術(shù)研究方向PPT課件

行業(yè)應(yīng)用技術(shù)研究方向 針對用于塑膠的工業(yè)液體涂料技術(shù)發(fā)展趨勢 汽車和3C電子市場是塑膠涂料關(guān)鍵的組成部分重點投入研發(fā)應(yīng)用技術(shù)的領(lǐng)域 技術(shù)目前的市場規(guī)模增長趨勢溶劑型大水性小UV固化中等 辦公設(shè)備 家用電器 手機 內(nèi)飾 外飾 工藝品 運動器材 其他 UV塑膠基材的總體描述 最常用的塑料 UV塑膠基材的總體描述 主要性質(zhì)和表面張力 真空鍍膜技術(shù)簡介 塑膠表面金屬化制程方式噴涂 Spraying 和電鍍 Electroplating 物理氣相沉積1真空蒸鍍 Evaporation 2濺射真鍍 Sputter 化學(xué)沉積1化學(xué)氣相鍍膜2電化學(xué)鍍膜涂裝之意義 uv真空鍍過程就是包括真空鍍膜和噴涂涂膜2個流程1 底涂 掩蓋基材細(xì)小缺陷 封閉基材易氣化小分子物質(zhì) 改善鍍膜金屬光亮度和附著力 2 面涂 保護(hù)鍍膜或中途加色需要 提高使用物性及外觀要求 FilmDeposition 真空蒸鍍涂料施工工藝 不同的施工工藝 基材 UV底漆 UV中涂漆 鍍層 在UV中涂上的UV面漆 UV底漆 UV面漆 鍍層 基材 工藝2 工藝1 基材 鍍層 UV底漆 工藝3 手機外殼真空蒸鍍涂料 工藝 UV底漆和UV面漆要求 長效附著力底漆或面漆都可以高光或啞光耐水煮及RCA有時 根據(jù)要求可能會燙金 真空鍍涂料涂裝線 真空鍍膜光固化涂料配方設(shè)計之原料選用 OLIGOMER是涂料主體成膜物 決定配方的主體性能 如硬度 耐磨性 附著力 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 附著力 韌性和硬度平衡性好 面漆樹脂收縮率 黃變低 對染料的潤濕性好 耐水煮好 選用前測試 試UV樹脂自身的附著力 硬度 柔韌性 潤濕性 耐黃變性能 測試樹脂在配方中的相溶性和使用性能 A 聚酯丙烯酸酯 PESA 親水 疏水平衡性 良好混溶性 顏染料的良好潤濕分散性 官能度適中 改善UV固化速率 平衡配方硬度及韌性 鹵化改性PESA 在低表面張力底材上具有良好的附著力 因鹵素含量限制 有被淘汰使用的趨勢 超支化PESA UV快干低粘度 特殊應(yīng)用領(lǐng)域 B 環(huán)氧丙烯酸酯 EA 賦予涂層基本的耐化性能 提供光澤 固化速度 耐熱性 膜耐抗性 耐化學(xué)品性 注意脆性和黃變性 推薦酚型EA用在真空鍍底漆中 如高性價比的EAM 2160W 脂肪酸 酸酐 改性的EA 低氣味低脆性 良好的流動性和流平性能 良好的顏染料潤濕性 同時可協(xié)助對金屬鍍膜的附著力 特殊改性EA提供對金屬的附著及耐堿性汗液的能力 C 聚氨酯丙烯酸酯 PUA 2 3官能的PUA 主要提供固化膜良好的斷裂伸長率和附著力 降低收縮率 缺點是耐熱性及流平性不夠出色 雙鍵交聯(lián)度不夠高 2官能的PUA 高分子量 高伸長率 改善耐水煮及層間附著力 3 4官能的PUA 平衡配方的硬度和韌性 但市場上多數(shù)是由2官能PUA 6官能PUA復(fù)配而成 6 9官能的PUA 賦予涂層的主要物理化學(xué)性能 如硬度 抗刮磨性 固化速率等 缺點是收縮率大導(dǎo)致附著力差 硬度過高導(dǎo)致成膜發(fā)脆 5 6官能PUA 市場主流使用品種 性價比高 聚醚結(jié)構(gòu)韌性好 聚酯結(jié)構(gòu)硬度高 8 10官能PUA 成本高 真正能做到收縮率低 韌性好 硬而不脆的品質(zhì)主要集中在日本生產(chǎn) D 大分子樹脂 純丙酯和磷酸酯 大分子樹脂 可降低由高官能度UV所帶來的體積收縮 增加附著力 控制表面狀態(tài) 改善施工性等 純丙酯 可參與UV交聯(lián) 改善對聚酯類基材的附著 但注意混溶性 熱塑性樹脂 氣干霧化性好 對顏料及大多數(shù)塑料基材的潤濕性好 但注意混溶性和對RCA的影響 飽和聚酯型 含羥基 可氣干 可熱自由基固化 具有良好的流變性及對PET類 金屬類基材出色的附著性 使用上需要一定的工藝技巧 纖維素類 氣干性高 溶劑釋放性好 有一定的增稠性 可改善厚涂層溶劑揮發(fā)的殘留 但注意混溶性和交聯(lián)度的負(fù)面影響 可共聚型酯化磷酸酯 磷酸基對金屬基材有輕微磷化作用 有利于提高對金屬層附著力 羥甲基可與UV體系參與聚合 起到架橋功效 E 活性稀釋劑 MONOMER 調(diào)節(jié)粘度和UV固化速率 平衡配方的最終雙鍵轉(zhuǎn)化率 改善附著力 流平和表觀狀態(tài) 選用原則 低皮膚刺激性 氣味小 合適的降粘能力和分散潤濕性 建議使用含羥基結(jié)構(gòu)的單元或多元丙烯酸酯單體 對固化膜有一定的附著力促進(jìn)作用 多官能特性可彌補低官能PUA聚合的活性不足 并提高固化膜的交聯(lián)密度 增加漆膜的封閉性能 單官能單體 降低粘度 提高附著力 但形成線型和支化結(jié)構(gòu) 配方中加量過多 形成一定的可塑性和可溶性結(jié)構(gòu) 從而降低物性 二官能以上單體 形成枝鏈型結(jié)構(gòu) 提供硬度和增加交聯(lián)點 提高雙鍵轉(zhuǎn)化率 多官能單體的應(yīng)用 注意后反應(yīng)的副作用 收縮率和后固化 導(dǎo)致的附著長效性問題 F 惰性稀釋劑的選用 惰性溶劑 促進(jìn)涂膜的流平 改善對底材附著力 獲得低粘施工特性 沸點較低的易揮發(fā)溶劑為主 需要在濕膜升溫留置閃干過程中盡可能揮發(fā)掉 不能過多帶入固化膜中 否則 真空鍍膜時將直接影響真空鍍和鍍膜質(zhì)量 因塑料基材對某些溶劑的敏感性 酮類 酯類和芳烴類溶劑要謹(jǐn)慎 注意比例控制 不要出現(xiàn)所謂 咬底 弊病的問題 破壞漆膜的力學(xué)均勻性和美觀程度 快干溶劑 醋酸乙酯 異丙醇 丙酮 中間揮發(fā)溶劑 醋酸丁酯 正丁醇 甲苯 丁酮 慢干溶劑 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劑含水率控制 特別是醇類溶劑 溶劑在有噴涂施工需要可以使用 通常20 50 為溶劑的使用量 趨勢是降低溶劑的使用量 低粘度連接料 大多數(shù)的常見溶劑都可以使用 比如乙醇 丙酮 醋酸丁酯 甲苯 甲基異丁基酮 溶劑組合 慢 快干溶劑 用來優(yōu)化涂料的流平 表面效果等 揮發(fā)速率遞增 G引發(fā)劑 針對顏料類型的吸收波長1對UV吸收效率高 黃變性小 2與主體樹脂混溶性好 不遷移 3性能穩(wěn)定 不影響涂料的儲存期 4氣味低 低毒性 5光引發(fā)劑與顏染料吸收波長相互匹配 避免光譜吸收窗口疊加問題 H 助劑 平衡和控制涂料的流平 潤濕 消泡 改進(jìn)分散性和防沉淀性 調(diào)整表面張力 以及其他表觀性能的改進(jìn) 潤濕性分散劑 對底材和顏填料的潤濕性 流平劑 對長 短波流平的平衡性和重涂性影響 防泡劑 需要消泡力強 混溶性高 抗油劑 針對離型劑及油污染底材或體系 硅烷偶聯(lián)劑 有機 無機之間的架橋 儲存安定劑 穩(wěn)定劑的使用有助于涂料的延長儲存穩(wěn)定性 I 染料水 顏染料的選擇要點 1 透明度高 著色力強 混溶性好 不能影響涂料的儲存期限 2 色澤鮮艷度高 紫外光吸收小或易匹配引發(fā)劑 有優(yōu)良的分散潤濕性和流動度 3 耐侯性好 光穩(wěn)定性好 抗遷移型好 4 無毒 無重金屬 無游離金屬離子 5 常用類型 溶劑溶解型染料 色精 溶劑溶解型顏料 納米級 UV研磨型色漿 顏料 溶劑溶解型色片 UV真空電鍍底漆配方設(shè)計方案 4 5官能EA 賦予涂層強度和抗性 2 3官能PUA 賦予涂層基本物性 韌性和拉伸率 改性樹脂 針對不同基材改善附著 3官能單體 調(diào)節(jié)固化速率和增加交聯(lián)點 1 2官能單體 降低粘度 提高附著力和雙鍵轉(zhuǎn)化率引發(fā)劑 提供引發(fā)聚合的自由基添加劑 調(diào)整表面效果和其它特殊性能溶劑 降低粘度和改善涂裝潤濕性 UV真空電鍍面漆配方設(shè)計方案 8 9官能PUA 賦予涂層的主要物理化學(xué)性能 硬而韌 三官能PUA 收縮率和增加柔韌性調(diào)控 大分子樹脂 改善施工性 4 6官能PESA 平衡UV固化速率 提高交聯(lián)度2 3官能單體 降低粘度和提高轉(zhuǎn)化率特殊單體 改善附著力引發(fā)劑 提供引發(fā)聚合的自由基助劑 改善表面效果溶劑 降低粘度和提高涂裝潤濕能力機理 詳見現(xiàn)場報告 幾個層間附著 基材 底漆 鍍膜 面漆之間1底漆連接塑膠基材及鍍膜 承上啟下 A底漆與塑膠基材之間 無化學(xué)交聯(lián) 附著的關(guān)鍵是滲透咬合能力以及極性基團(tuán)間的氫鍵鍵接能力 B鍍膜與底漆直接的附著 取決于底漆氫鍵的活性能力 2底漆流平性和封閉性 會影響鍍膜效果及耐水煮特性 3底漆的小分子物質(zhì)殘留率 影響鍍膜附著能力及發(fā)彩問題 4底漆的拉伸率 耐熱性要優(yōu)良 否則會影響附著和水煮 5底漆的抗?jié)B透能力 面漆透過鍍膜與底漆IPN的形成 6底漆和面漆收縮率平衡性 會影響鍍膜的附著力 7面漆稀釋劑溶解力梯度 要能二次咬合 8面漆的封閉性 影響到耐水 高溫高濕 耐鹽霧性能 UV真空鍍膜層間附著影響因素 Hardcoated面漆 Metal鍍膜 Substrate基材 Primer底漆 對附著力有貢獻(xiàn)的參數(shù) 潤濕 基材可以通過對表面進(jìn)行處理來改變 電暈 火焰 在表面形成極性基團(tuán) 暫時性 等離子處理IPA清洗 清除遷移的助劑和表面的污染 formulation可以通過以下措施降低選擇合適的樹脂 單體借助一些輔助的助劑 表面張力 粘度 越低越好 g配方 g底材 收縮對附著力非常有害起因 雙鍵的聚合在聚合過程中 密度增加 收縮收縮 如何測量 收縮 100 x dcured dliquid dcured注 dcured 固化后體系密度dliquid 液體密度 不同種類和規(guī)格的材料 底材 PVC PE等材料每家供應(yīng)商提供的都存在一些不同附著力方面 一些塑膠基材非常困難 非極性塑料基材 非滲透性 無物理粘附表面處理的可能性 提高表面極性 更好的潤濕 流動和流平 更好的附著力 提高表面活性 增塑劑的遷移 外加增塑劑價格便宜但容易遷移到表面表面清潔可增進(jìn)附著力和固化 在成型后立即施工 保持表面的新鮮 最好的方法 特殊物性要求的挑戰(zhàn) 薄涂特性 厚邊或縮邊效應(yīng)控制 高粘度低固含及低粘度高固含的取舍 表觀效果控制 耐水煮特性 成膜致密性 親水基殘留量 層間附著力耐堿性汗液特性 成膜三維交聯(lián)強度 環(huán)狀剛性結(jié)構(gòu) 抗指紋特性 表面張力 雙疏效果 氟化物的改性 抗震動耐磨特性 表面滑度 配方硬度及韌性的平衡性 附著力 無黃變特性 清漆 白底上 肉眼看不出色差 老化試驗機 色差符合值及附著穩(wěn)定性 真空鍍膜光固化涂料性能要求及檢測 UV真空鍍膜涂料的基本性能要求 施工性 黏度 固含 底漆 固含45 50 面漆 固含40 45 粘度 25度 8 9秒 IHS杯25 11 12秒 FORD 4杯25 底漆 面漆的層間配套性附著 基材與底漆 底漆與鍍膜 鍍膜與面漆 收縮率滲透咬合TG和氫鍵氫鍵和潤濕 噴涂膜厚 底漆 15 2 m 面漆 8 15 m 光澤度和抗黃變性 全光 部份消光 無光 低黃變 鉛筆硬度 H 2H 高低溫循環(huán)性 TG點和斷裂伸長率 RCA耐磨性 韌性和硬度的平衡 恒溫恒濕性能 成膜致密性和親水基殘留 耐水 煮 性 耐熱性 成膜致密性和親水基殘留 耐鹽霧性 三維成膜強度和成膜致密性 耐手汗 指紋 性 小分子遷移性及表面張力 耐化學(xué)品性 剛性 枝化結(jié)構(gòu) 幾個特殊檢測參數(shù)控制 參考標(biāo)準(zhǔn) 1冷熱循環(huán) 一般 40 80度2小時 循環(huán)十次 40度2小時 80度2小時24個循環(huán)2耐水煮 一般是70 80度4個小時 或90度水1個小時 要求層間附著力OK3高溫高濕測試 高溫65攝氏度 90的濕度 88小時連續(xù)加熱 取出樣品靜置2小時后 檢查外觀不變色 再做白格 檢驗鍍層的附著性 4耐鹽霧測試 參考GB T1771 91噴霧箱 35度 5 濃度NaCL 6 5 7 2PH鹽霧室內(nèi) 在恒溫條件下連續(xù)測試48小時后取出 再在清水中清洗后觀察外觀 檢查外觀不變色 5附著測試 3M膠紙百格法重復(fù)3次 指甲法 6RCA耐磨性 參考ASTMF2357 紙帶 175g荷重 300 500次 見底為準(zhǔn)TABER耐磨性 ASTMD4060 01 cs 10 17砂輪500g 1000g力磨耗損失7硬度測試 參考ASTMD3363 100 充分UV固化 1000g力小車推三菱鉛筆8光澤測試 參考ASTMD523 89 BYKGardner60度9耐黃變測試 參考ASTMG194 涂到標(biāo)準(zhǔn)白底上 測試3個點的黃變值 過QUV或戶外暴曬一定時間 測試對應(yīng)黃變點 比較差值10抗溶劑性測試 參考ASTMD5402 耐溶劑儀 500g力往復(fù)擦拭 以磨損或發(fā)白為準(zhǔn) 真空鍍膜技術(shù)的展望 隨著真空鍍膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展 對配套性的鍍膜涂料物性及環(huán)保要求越來越嚴(yán)格 目前 蒸鍍用涂料在使用上 仍存在許多缺點有待改進(jìn) 僅列出以下三個方向做為改進(jìn)參考 降低成本方面 a 節(jié)省能源 開發(fā) 使用烤溫較低 固化時間較短之涂料 b 縮短工期 減少涂裝工序 二涂著色工藝即能達(dá)到良好的物性要求 c