紫外光(UV)固化樹脂結構解析和性能闡述
發(fā)布時間:2015-06-06 09:11:21 點擊瀏覽:次
為使得客戶在初次接觸“太亞(UV)科技”公司生產的UV固化樹脂材料時有更加清晰的產品性能界定,從而有效的篩選出符合期望性能需求的材料,完成對各類紫外光固化涂層的設計,研發(fā)部門對我司銷售的部分UV樹脂做出了結構和性能的一般性解析。通過對比式描述來幫助客戶快速了解產品的性能優(yōu)勢點,提供出綜合性的涂層解決方案,更加便捷的建立起產品合作的橋梁。
因篇幅較長,現(xiàn)將本文內容做以下歸納,以便您快速搜尋到所感興趣的UV涂層解決方案。
一. 真空電鍍的UV底涂
二. 延伸性UV固化彈性體
三. UV美甲光療膠領域
四. 高強度UV彈性體(UV橡膠油研發(fā)型材料)
五. 特種環(huán)氧丙烯酸樹脂
六. 韌性型PUA材料
七. 其他類部分產品
一.真空電鍍的底涂樹脂
DAY-021、DAY-423和DAY-429DX是我司三款大分子型的2官PUA樹脂。極性分子結構,是應用在真空電鍍UV底涂中的高性價比產品。均為用于提高底涂上鍍性和促進涂層豐滿的大分子量樹脂。前者DAY-021為純脂肪結構,具有突出的上鍍和柔軟性,和大多數(shù)塑膠基材具有好的密著性。后者DAY-423和DAY-429DX為芳香類結構產品,降低了使用成本,提高了固化速度,同時成膜的延伸性能并未受到大的遮蔽,依然具有較高的延伸性能。它們在真空電鍍UV底涂中的一般性用法和日本合成UV3000B類似,促進和鍍層的結合性,提供與基材的附著性,類似市場上同類產品,產品在設計時突出較低的初始粘度性能,具有更容易調整的流平性。
需要注意的是幾款樹脂的固化速度都相對比較慢,DAY-423和DAY-429DX目前主要應用在化妝品、酒瓶包裝等領域,以降低成本為主要目的,它們的潤濕性能會相對DAY-021差一點,若是出現(xiàn)潤濕性差的情況下,可適當?shù)募尤肷倭康蛷埩Φ膯误w來調整如:長興公司EM2251類產品,它們具有較低的表面張力,從而能幫助涂層潤濕能力的提高,DAY-021因為是脂肪類的PUA結構,它的潤濕性會好于DAY-423和DAY-429DX,同時在對比與基材附著力的測試中,DAY-021的附著力會好于另外兩支產品,但三者之間對鍍層咬合的能力并沒有較大的差距。另外在耐水煮的性能方面,三者的性能都屬于中等,主要的原因是固化速度慢引起,在底涂適當?shù)奶砑?官的脂肪PUA樹脂對其耐水煮的性能有一定幫助。需要指出的是DAY-429DX具有更加大的分子量,它的初始粘度相對于DAY-423更高,同等使用量的前提下更容易獲取遮蓋力強的底涂,同時DAY-429DX成膜的延伸性最為優(yōu)異,屬于高彈性聚氨酯,在底涂中對韌性的幫助會更加明顯,在做好協(xié)調搭配后可適用于軟質基材的電鍍底涂設計。
我司耐水煮性能優(yōu)異的上鍍性底涂樹脂可以選擇DAY-020,這支產品是手機等高端3C產品電鍍UV底涂中經常性使用的一款產品,主要的特點是固化速度快,和基材的附著力好,耐水煮性能優(yōu)異,屬于快速固化的上鍍性樹脂,但價格會高很多,導致使用成本上升。另外DAY-158是一支耐水煮性能突出的產品,在結構上屬于己內酯改性的特種環(huán)氧,眾所周知,己內酯結構具有優(yōu)秀的耐熱和耐老化性,此款產品保證了環(huán)氧結構的賦予的成膜特點,也極大的改善了它的柔韌性和耐熱性,從而使得應用領域拓寬。之前大多用在3C產品的電鍍底涂中,用于提升附著和耐水煮,同時對底涂的遮蓋能力的提高有幫助。另外DAY-158大分子量的特點,在底涂中能有效的降低收縮,促進涂層和底材的附著力。目前它主要的應用領域在PC車燈的電鍍UV底涂中,提供上鍍性,其具有比2官上鍍性聚氨酯更加優(yōu)秀的耐熱性,能夠幫助UV底涂應對130℃耐熱2個小時的測試。
在大面積工件的電鍍UV底涂的設計過程中,聚酯丙烯酸酯會被經常性用到,因其有著非常好基材潤濕流平能力,能使得生產出的UV底涂具有優(yōu)秀的流平外觀,尤其是在面積大的工件上作用顯得更加突出。同時聚酯產品和塑膠基材的附著力也相對比較好,大多的廠家把其設計成3-4官的結構,使得它的固化速度也會相對比較快,這樣更能生產出固化需求能量比較低的底漆。在手機電鍍的底涂中,固化能量大多在600mj以上,而化妝品盒方面的UV底涂更多的是低能量固化,如:200mj左右或以下的固化環(huán)境等,這樣需要UV底漆具有快速固化的性能,同時具備優(yōu)秀的上鍍性,固然聚酯類產品在此類領域中被大量應用到。目前市場上聚酯類產品應用比較多的如:長興6316等這類產品,他們大多提供的3-4官的聚酯產品,價格相對偏高。我司針對聚酯丙烯酸酯類產品在UV底涂中應用的方向,推出了DAY-431A的三官能度聚氨酯產品,它具有與聚酯類產品對等的良好的流平能力、快速固化及良好的上鍍性能,能與2官上鍍性聚氨酯搭配設計出流平優(yōu)異的底涂產品,同時它的成膜韌性比較好,脆性相對聚酯要低很多,這樣能使得底涂的脆性降低,更加有利于鍍層的穩(wěn)定。在特大面積的UV底涂配方設計取代中,如果是直接替換聚酯類產品,DAY-431A的流平性還是相對弱一些,在此同時可以適當在底涂中添加少量的低表面張力單體來進一步提高潤濕性,從而促進流平。在與聚酯類產品的價格對比中,DAY-431A有更大的優(yōu)勢,固然從可以從性價比的角度出發(fā)推薦給客戶使用。我們注意到,在華南市場的大部分電鍍UV底漆中,仍大量應用到改性環(huán)氧類產品,DAY-431A在使用過程中具有更加突出的流平性和鍍層穩(wěn)定性,加之化妝品UV電鍍的線體固化能量遠低于手機等3C電鍍品,在大量使用改性環(huán)氧樹脂設計的化妝品電鍍UV底涂的配方中,鍍層的穩(wěn)定性沒有這種用純PUA的設計體系好。
二.延伸性UV固化彈性體
DAY-029C系列產品為高延伸性聚氨酯樹脂,具有較高的斷裂伸長率,適合對涂膜韌性及彈性要求高的涂層,如家具木皮UV層(膩子及底漆)、高沖壓型UV臨時保護涂層等。同時此類樹脂屬于長直鏈結構,固化過程的收縮率極低,對大部分塑膠基材具有好的附著能力,也可做為高粘結性的成膜物應用于UV膠黏劑的配方體系,需要指出的是,由于樹脂雙鍵密度相對較小,對成膜的干燥速度構成了一定影響,這個系列的產品在應用中需要有較高的固化能量,以保證成膜物性的完全釋放。在出廠前,可根據(jù)客戶的施工要求來添加不同配比的活性單體(建議主要以IBOA單體為主,IBOA的加入對樹脂延伸性的施展具有一定的幫助性)。目前DAY-029C主要應用在金屬層的臨時保護涂層中,也就是堿褪性臨時保護UV層等。也有應用在其他需要高延伸保護的UV涂層設計中,它的延伸率在我司的所有樹脂中是最高的。其他兩款型號為DAY-029G和DAY-029AE,前者是全樹脂份產品,后者是含有15HEMA(日本三菱)的產品,同屬于脂肪結構的高延伸性PUA材料,客戶可以根據(jù)配方的需要進行篩選。在市場同類型產品中,以上幾款材料具有更加高的性價比,能有效的幫助配方師在制取延伸性的UV涂層時控制成本。
在彈性木皮的彈性底中,我們在大力推薦DAY-429DX型號,它具有延伸性高,價格低的特點, DAY-429DX中不含有任何的單體和溶劑,是全組分樹脂,同時為了適應家具行業(yè)的環(huán)保要求,它不含有機錫等任何重金屬成分,非常適用在對成本壓力大的彈性膩子和底涂中。為適應客戶的施工性需要,公司也有用15HEMA(國產)稀釋的產品,型號是:DAY-429E,和用15IBOA稀釋的產品,型號是:DAY-429D。稀釋后的樹脂粘度就小了很多,便于客戶施工。
特別需要推薦的是我司新推出的幾款快速固化的高延伸性聚氨酯產品,型號分別是DAY-729和DAY-729G,前者屬于芳香類結構,后者則是脂肪族類的產品。它們均屬于快速固化的高延伸性聚氨酯材料,延續(xù)了傳統(tǒng)型產品的高延伸性和低應用成本的特點,保持了樹脂成膜后較高的斷裂伸長率,并有效的提高低聚物活性自由基在光固化過程中抗氧阻聚的能力,從而使得樹脂在成膜后有著優(yōu)秀的表層固化和實干性能,從結構上化解了彈性UV固化低聚物存在的固化和物性平衡的矛盾,易化了UV配方師在高柔涂層設計過程中的難度。
三.美甲光療膠用樹脂
DAY-025X和DAY-020是客戶在美甲光療膠領域中經常性應用的產品,前者可用于設計免洗封層和一步膠產品,后者則是一款與指甲附著力優(yōu)秀的低官PUA樹脂。DAY-025X具有優(yōu)異的固化性能和成膜韌性,在傳統(tǒng)的低官能度的聚氨酯丙烯酸酯類樹脂中,絕大多數(shù)的產品都會因為雙鍵密度的稀疏而導致交聯(lián)速度非常緩慢,這樣無法在美甲光療膠這種低能量固化場合中應用。同時綜合到美甲膠對韌性的要求,通過高官能度材料對交聯(lián)速度的提高渠道無法進行,同時雙鍵密度的局部提高會導致成膜時放熱量的加劇,容易使客人在美甲時產生灼傷感,固然在大多情況下只能考慮低官能的固化材料來進行配方設計。DAY-025X樹脂在具有低官快速固化性能的同時,能提供非常好的柔韌性和成膜光澤,使得工程師對封層或延長膠的設計更加容易進行,需要指出的是,此款材料分子的柔順性使得樹脂具有較低的粘度,能有效的提高涂布膠油時對氣泡的破除。單一的聚氨酯分子材料,在成膜后的殘留氣味非常低。DAY-020因其優(yōu)良的附著力,大多數(shù)的情況下被用來改善底膠或一步膠對指甲的附著性,但其固干燥較慢,需通過搭配方式完善固化性能,以保證附著力的完全釋放。需要指出的是,以上兩支產品均屬于極低皮膚刺激性產品。
四.高強度UV彈性樹脂(UV橡膠油研發(fā)型材料)
DAY-0212和DAY-712同屬于高強度的UV彈性體,彈性模量非常高。均具有快速固化和可延伸性的特點,成膜定型好,回彈緩慢,可剝性佳,同時具有較高的成膜豐滿度和抗老化能力,DAY-0212更多的推薦可于UV型可剝藍膠的主體樹脂和高耐刮的UV涂層。DAY-712可做為UV橡膠油的研發(fā)樹脂,提供延伸和自修復性能,同時需要指出的是,DAY-712與玻璃、陶瓷等無機基材上的附著力佳,且抗刮性優(yōu)異,可以搭配對應的硅氧烷偶聯(lián)劑完成玻璃及無機基材的UV保護涂層的研發(fā)。
五.特種改性環(huán)氧樹脂
DAY-158 是一款大分子型的特種環(huán)氧類UV樹脂產品。優(yōu)異的成膜韌性和突出的粘附性能是它的主要特點。環(huán)氧結構的材料都具有優(yōu)異的耐化學品和耐熱性能,但大多數(shù)用于UV固化的環(huán)氧類改性材料也都會存在脆性大柔性不足,耐候性不夠及蓋點率低等問題。主要原因是環(huán)氧類材料的分子量相對較小,在丙烯酸改性合成中,分子量控制不均勻或改性鏈段的不穩(wěn)定性原因都有可能導致這樣的性能弊端。在一般性的酸酐類改性環(huán)氧是可以獲取相對好的柔順性能,但接枝材料的缺陷無法有效的解決此類改性環(huán)氧的耐候性和附著性問題,同時更多的時候由于酸酐類改性環(huán)氧分子量分布寬等因素極易導致成膜后出現(xiàn)干膜回粘的問題發(fā)生,某些應用場合便不利于使用。DAY-158型的特種環(huán)氧為己內酯改性的大分子型環(huán)氧,具有比一般性改性環(huán)氧更加突出的耐候性能,在UV涂層的設計中能提供非常優(yōu)異的耐水煮性能,單一大分子樹脂提高了底涂的豐滿性和遮蓋力,在PVD底涂中應用使得鍍層效果更加優(yōu)異。同時此款樹脂成膜非常柔軟,和金屬及塑膠基材的結合性優(yōu)異,能夠鞏固PVD底涂的層間附著和底層附著的作用。
六.韌性型PUA樹脂
DAY-025和DAY-026是我司兩款脂肪類二官PUA樹脂。非??焖俚墓袒俣群蛢?yōu)異的成膜硬度是這類產品的共同特點。由于官能度和結構的限制,大多數(shù)低官能度的PUA型樹脂的交聯(lián)速度是比較慢的,這樣可以獲取更加柔軟或具有彈性的成膜性能。但為了獲取堅韌性的涂膜,更多的場合需要用到這類具有優(yōu)異固化速率和成膜硬度的低官能度的PUA材料,因為它們具有與高官度材料有對等的成膜速度,但因為低官能結構的緣故使得成膜時的收縮率變得更小,這樣能在有效的獲取堅韌性涂膜的同時減少對附著力的影響。PUA結構的材料是具有軟硬段結合的分子構造,從而能在涂膜中能提供優(yōu)異的耐磨損性能,需要指出的是,DAY-025的耐堿性及耐化性非常好,可以提高涂層的耐鹽霧性能,DAY-0210是在其基礎上改性的產品,具有更加快的固化速度,同時耐化性和耐磨性比DAY-025會更加突出,但柔韌度相對稍弱一點。DAY-0211也是屬于韌性非常好的2官聚氨酯,它目前主要推廣在高耐沖壓的UV涂層中使用。
七.其他樹脂
1.DAY-331 是我司一款應用在UV固化體系中的主體型氨基樹脂,由于其具有優(yōu)異的快速流平性能,可做為配方骨架型材料使用在各類對流平和過機黃變要求較高的UV涂層中。相對于其他氨基類改性丙烯酸酯,獨特的低氣味及低脆性也是此款樹脂的應用點所在,同時具備氨基類材料固有的低黃變性特點。在市場應用的反饋過程中,大多數(shù)使用者在選擇與之配伍的其他UV材料中更加趨向于脂肪類的PUA結構,這樣可利用此款氨基樹脂低價性的特點,在有效的控制配方材料成本的前提下實現(xiàn)快速流平低黃UV涂層的配方設計工作。
2.DAY-391 是一款具有9個光固化官能度以上分子結構的特種氨基改性丙烯酸樹脂,屬于紫外光固化樹脂市場中硬度和固化速度最為突出的氨基類材料。不同于常規(guī)的氨基改性丙烯酸酯的是,此款高官氨基樹脂具有更加高的成膜硬度和更加低的固化能量需求,分子量的增大,也彌補了常規(guī)氨基豐滿度和亮度不夠的性能盲點,在市場中往往用于低價替換傳統(tǒng)高官型UV樹脂,充分利用其流平的特點獲取更加突出的高硬涂層。在此類樹脂的應用中,需要注意的是處理好高雙鍵密度固化時引發(fā)的應力釋放,調節(jié)配方對收縮應力釋放的能力,防止漆膜脆性而導致的干膜穩(wěn)定性。一般做為功能性添加的過程中,此類材料不會有太高的配方添加量。同時需要強調的是,這類高官樹脂由于其較小的分子量和高密度雙鍵分布等特點,特別適應用于UV啞光涂層,促進涂層整體的消光能力而提高干燥速度和硬度。
3.DAY-100 是和金屬層提供附著性的純丙樹脂,溶劑型產品。和鋁材、不銹鋼、鍍鋅板、馬口鐵等金屬有非常好的粘附性,因本身固化慢的缺點,此款材料在大多數(shù)情況下是需要和高官能度或具有快速固化性能的UV材料一同使用,從而來提高整個涂層的硬度和耐磨性指標。需要指出的是,此款材料具有好的顏料潤濕性和耐水煮性能,也可調制成市場上常見到的應用在金屬領域的混拼性UV樹脂使用,具體的調制配方可以參考產品的TDS資料,市場上大多數(shù)做電鍍面或金屬附著力方面的UV樹脂都屬于混合性的產品,這類產品在出廠前就已經將各方面的性能調整得比較均衡,如附著力、固化速度、硬度、耐磨等,都會比DAY-100有更加明顯的優(yōu)勢,但DAY-100是一支純的樹脂,我們始終相信,純的樹脂具有更加靈活的使用性與更加好的相容性,它可以根據(jù)成本要求來搭配6官脂肪PUA或者是DAY-391這樣的低成本硬度樹脂,這樣對成本控制更加輕松一點。在現(xiàn)在的化妝品面或者是其他低成本的面漆中,一般都建議用DAY-100這類產品,搭配DAY-391或其他硬度型材料來進行設計,用DAY-100提供附著力,DAY-391來提高速度和硬度,單體方面使用HEMA或IBOA等,也可以少量復配一點DPHA或6官脂肪PUA類更加提升物性。至于DAY-100與DAY-391這類樹脂在配方中的具體搭配量,工程師可以根據(jù)自身情況靈活調整。若是對面涂有較高的耐水煮要求,可以用DAY-100搭配耐水煮性好的6官能度脂肪PUA來完成。
4.DAY-431A是一類具有良好自流平能力的3-4官型PUA樹脂,低分子量的聚氨酯丙烯酸樹脂材料,相對于其他流平性樹脂,具有快速流平的聚氨酯類UV材料能更多的提供其他成膜物性,如良好的韌性,好的附著力及溶劑釋放性等,良好的抗油性等,會更加適用于具有需要被釋放溶劑的大面積噴涂領域,或是對成膜自流平要求高的輥涂體系等。但需要提出的是,這個系列的3支產品同屬于芳香結構的PUA樹脂,不具備良好的過機黃變性。DAY-033是一支在DAY-431A的基礎上改進了過機黃變性的一款流平樹脂,屬于脂肪類3官的聚氨酯材料,速度快,固化性好,推薦應用在大面積的耐黃變型UV層,如電動車,塑膠噴涂等,價格低的脂肪類PUA樹脂。
5.DAY-027 是一款耐候性及低黃變性的UV型脂肪類PUA樹脂,同時也具有成膜柔軟和高粘附性的特點。適用于低黃變或柔性UV涂層的配方設計,需要指出的是它的性價比在同類材料中非常明顯。它目前主要應用在要求低黃變的涂層中,如PVC裝飾大板中的使用等,它是一支聚酯型的低黃變2官聚氨酯,相對于DAY-024這種聚醚型的聚氨酯具有更加好的耐熱性和成膜物性。DAY-024是一支低黃變的2官PUA樹脂,成膜非常柔軟,同時具有較低的粘度,可以做為耐黃變的聚氨酯應用在淋涂體系中,尤其是對淋涂亮光UV白,對淋涂體系的消泡性不構成影響。是我司中價格最低的耐黃變性脂肪類PUA樹脂,也可以有限的幫助UV涂層降低成膜脆性,提高柔軟度。
6.DAY-522A/B 是全組分型純丙烯酸樹脂,低收縮和低黃變的特點應用在UV涂料配方中,解決UV涂層的附著力和耐候性等問題,主要應用的領域有硅酸鈣板特殊附著力的解決等。純丙烯酸樹脂相對于其他結構的UV材料,成膜物性往往不足,需要搭配其他物性指標的材料來完整涂膜性能。
7.DAY-18 是一款應用于UV固化的特種磷酸酯。具有單獨成膜性能,且固化速度快。粘度小,和UV體系的混溶性非常好,同時添加量也非常小,即使在大量加入的情況下也不會影響涂膜的耐水煮性能和相溶性,反而能從鞏固附著力的角度下提高了整個涂膜的耐水煮性。是促進UV涂膜與金屬、無機底材、塑膠底材等領域的有效添加型促進材料。
8.DAY-21是一支己內酯丙烯酸酯單體,用于UV固化涂料或UV樹脂合成,低粘度,耐熱,好的柔軟性,低刺激性等特點,單體中含有一定量的羥基,對顏料潤濕和附著力的促進都有較大幫助。