一、輻射固化漆,是60年代發(fā)展起來(lái)的,由于它具有傳統(tǒng)溶劑/水性漆所不擁有的特點(diǎn),有效低污染,被歐美發(fā)達(dá)國(guó)家所看好,我國(guó)十分關(guān)注該類漆種的制造和應(yīng)用,國(guó)內(nèi)已有10余家左右的生產(chǎn)單位來(lái)滿足UV漆的應(yīng)用市場(chǎng)。輻射固化分為紫外線固化和電子束EB固化,其機(jī)理都是通過(guò)輻射使涂膜形成自由基(或離子)引發(fā)高分子預(yù)聚物而交聯(lián)成膜。兩者既有相似點(diǎn),又有所區(qū)別,UV漆,光引發(fā)劑吸收一定能量后生成自由基,進(jìn)行引發(fā)聚合,而EB固化則通過(guò)足夠能量的電子束使加速的電子與樹(shù)脂中不飽和基團(tuán)作用生成自由基(或離子)進(jìn)行聚合,從現(xiàn)階段的應(yīng)用成本看,UV固化普及率大大高于EB。
UV漆光固化,具有生產(chǎn)效率高,涂裝占地面積小,UV漆含揮發(fā)溶劑極少,因而VOC排放少,污染低,其成膜溫度低,能適應(yīng)塑料、木材、紙張等基材,涂膜表面硬度>3H,但也有它的局限性,異形,凹腔等復(fù)雜產(chǎn)品較難做到一致(光通量不均一造成),產(chǎn)生涂裝廢品之后,較難返工,從我們的體會(huì)看,最適宜平面有規(guī)律的回轉(zhuǎn)體形狀制品的表面涂裝。
二、制備
UV漆的制備,UV漆因不同種類型號(hào),有各種預(yù)聚體,如環(huán)氧丙烯酸、丙烯酸聚氨酯、不飽和聚酯、丙烯酸聚酯、丙烯酸醚等。這些均含有雙鍵,在制備過(guò)程中,盡管原材料的產(chǎn)地、配比有不同,工藝參數(shù)、溫度、時(shí)間有差異,但一個(gè)十分普遍的問(wèn)題是:在制備預(yù)聚物合成過(guò)程中分子量增大時(shí)都是放熱的,即不飽和鍵按自由基聚合從很容易產(chǎn)生聚合過(guò)程的膠凝發(fā)生。因此,在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí),一定要控制放熱反應(yīng)。
a稀釋劑通常為活性單體,在UV漆固化時(shí)參與光固化交聯(lián)反應(yīng),也有的有少量非反應(yīng)稀釋劑,起調(diào)節(jié)粘度之用,涂層密度與雙鍵、消耗量有關(guān),不同的品種與涂膜收縮率有關(guān)。
b引發(fā)劑如二苯甲酮BP、安息香丁醚等,在光作用下產(chǎn)生自由基來(lái)引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)。
c助劑如果要求帶色,有些須有染料。
UV漆的制備要比普通油漆來(lái)得簡(jiǎn)便,不需要三輥筒研磨,主要是一個(gè)混合過(guò)程,類似于清漆制造,即使是帶色的UV漆。因?yàn)樗捎玫耐该鞯娜玖希皇穷伭希砸卜奖恪<窗搭A(yù)聚體、稀釋劑、引發(fā)劑、助劑,在攪拌罐中,邊加入邊攪拌混合均勻即可,南北潮提示您:不能有陽(yáng)光直射的環(huán)境,因?yàn)閁V漆最紫外線。同時(shí)在貯存過(guò)程中一般在16~28℃,溫度高引起自聚,溫度低會(huì)使各組分間分離。
三、涂裝
前處理任何涂裝產(chǎn)品,在噴漆前都要進(jìn)行表面處理,只不過(guò)是基材不同,表面處理方式會(huì)有差異,塑料件注射成形后,要先去毛刺,表面經(jīng)過(guò)清洗劑清洗,水清洗,烘干,然后送去涂裝車間。這期間,特別要注意的是不能用手直接接觸產(chǎn)品表面,因?yàn)槭稚系暮观E、污物很難清洗干凈,所以要求注塑成形到噴涂前都要戴手套操作。
涂裝塑料制品因?yàn)轶w積電阻率很大,因此很容易吸收空氣中的灰塵,只有消除或降低靜電,才能夠吹走表面的灰塵,噴涂質(zhì)量才會(huì)提高。
A、噴涂根據(jù)要求選擇UV漆的漆種,并用稀料調(diào)節(jié)至合適的噴漆粘度。通常為10-14"/15℃。
IR烘道通過(guò)預(yù)熱使尚未固化的漆膜中的非活性溶劑蒸發(fā)出來(lái),通常用紅外線燈效果上乘,預(yù)烘工藝60℃/2~3min可適當(dāng)調(diào)整。
B、UV光固化是交聯(lián)樹(shù)脂從流動(dòng)到固體的關(guān)鍵段,即發(fā)生自由基聚合,鏈間架橋的過(guò)程,UV管目前國(guó)內(nèi)藍(lán)天公司等有提供。UV射線是波長(zhǎng)200nm至400nm的高頻率輻射射線,在這一區(qū)段不僅有光,還會(huì)有熱能,因此所需有冷卻裝置,如抽風(fēng)、隔熱濾光玻璃,反射鏡等輔助設(shè)施,這對(duì)塑料產(chǎn)品而言是十分安全的。
大部分塑料硬度較低,表面容易磨損,擦傷,且又不耐熱的烘烤,因此,采用UV漆是極為稱心的,最成功的是由日本優(yōu)先開(kāi)發(fā),然后傳到美國(guó)、歐洲的聚碳酸酯(PC)前燈透鏡的UV固化耐磨硬涂層,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多燈具廠都在PC上采用了這一工藝,使過(guò)去需要加熱固化的工藝大為縮短,且抗劃傷性能大幅度提高,UV漆的硬度>3H,同樣,一些裝飾件,護(hù)板等也均采用UV漆罩光,使得產(chǎn)品的檔次提高,為保護(hù)鍍鋁產(chǎn)品的鍍鏡面,采用UV漆罩光保護(hù),大大延長(zhǎng)了使用壽命。
四、缺陷分析
通常UV漆在ABS上附著力較為稱心,而PC、BMC材質(zhì)上相對(duì)要差些,也暴露出一些棘手的問(wèn)題。
(1)異形產(chǎn)品棱角處有裂紋與白點(diǎn)。這恐怕UV漆在IR預(yù)烘中沒(méi)有足夠的能量和時(shí)間讓所含溶劑揮發(fā)掉,當(dāng)殘留在漆膜沒(méi)有蒸發(fā)掉就會(huì)有白點(diǎn),如果在光固化段蒸發(fā),那就引起裂紋。
(2)產(chǎn)品UV漆表面不干、硬度不足。這說(shuō)明UV光能量不足,高分子鏈未能wan全交聯(lián),應(yīng)檢查照度,UV管功率不低于80w/cm,并要注意,如何調(diào)節(jié)照射角度,使各個(gè)UV漆面都能達(dá)到固體,如果是需要鍍鋁膜產(chǎn)品,若存在UV漆固化不足,鋁膜表面會(huì)發(fā)暗,降低質(zhì)量。
(3)相反如果UV漆膜發(fā)脆,常常是光能太強(qiáng),而使高分子鏈結(jié)構(gòu)老化所致,通過(guò)調(diào)節(jié)行速或降低光量來(lái)解決,還有一種因素即UV漆漆膜太厚所致。
(4)附著力低。一種因素是所造UV漆與基材不配套,另一種是在基材上噴涂的UV漆太厚所致,因?yàn)楦街υ囼?yàn)與漆膜厚度有關(guān)。
(5)局部燒焦,洞坑現(xiàn)象。UV漆中有溶劑,對(duì)熱塑性材料有溶脹作用,要求噴漆后迅速進(jìn)入IR,UV段,不像其他油漆噴后適當(dāng)有個(gè)涼干段。
(6)小氣泡產(chǎn)生。從外觀上看,涂裝面有較大而浮在漆膜表面的透明圓點(diǎn),尤其是冬季低溫潮濕時(shí)段,我們分析可能是有的漆氣溫低,使UV漆內(nèi)產(chǎn)生組分分離,采用升溫或攪拌的方式可消除一些,另外更換油漆就基本消除,看來(lái)原因較復(fù)雜,包括水氣。
(7)出UV段后的產(chǎn)品有一股難聞的氣味逸出,分明是UV漆未固化wan全,用手捏就有所感覺(jué),一種方法減少噴涂厚度使氣味減少,如果仍然不行,則調(diào)整預(yù)聚體,引發(fā)劑,活性單體,助劑等配方。
盡管UV漆發(fā)展很迅速,但由于普及面不及溶劑型油漆,因此對(duì)于它在涂裝中的問(wèn)題認(rèn)識(shí)和解決還不如傳統(tǒng)材料,特別是UV漆一旦固化成型,涂裝表面的缺陷很難通過(guò)打砂紙來(lái)克服解決,同時(shí)UV漆的涂裝不像傳統(tǒng)底漆、中涂、面漆,層間通過(guò)打磨提高附著力。而UV漆往往采用一次涂裝完成,有的采用UV漆+真空鍍膜+UV漆的復(fù)合涂裝方式。而此時(shí),往往UV漆會(huì)產(chǎn)生一種放大鏡的作用。使涂裝缺陷進(jìn)一步擴(kuò)大,令人難以克服。
五、結(jié)語(yǔ)
搞好涂裝,既要了解UV漆的組成,產(chǎn)品材料的性能,又要懂得環(huán)境因素,使每一工序都得到有效控制,才能使UV漆涂裝又快又好,對(duì)于相當(dāng)一類產(chǎn)品的涂裝,UV漆已經(jīng)顯示出強(qiáng)大的生命力。
相關(guān)產(chǎn)品
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