紫外光(UV)固化樹脂結(jié)構(gòu)解析和性能闡述
發(fā)布時間:2015-06-06 09:11:21 點(diǎn)擊瀏覽:次
為使得客戶在初次接觸“太亞(UV)科技”公司生產(chǎn)的UV固化樹脂材料時有更加清晰的產(chǎn)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(shè)計(jì),研發(fā)部門對我司銷售的部分UV樹脂做出了結(jié)構(gòu)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(chǎn)品的性能優(yōu)勢點(diǎn),提供出綜合性的涂層解決方案,更加便捷的建立起產(chǎn)品合作的橋梁。
因篇幅較長,現(xiàn)將本文內(nèi)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(lǐng)域
四. 高強(qiáng)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(chǎn)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(jié)構(gòu),是應(yīng)用在真空電鍍UV底涂中的高性價比產(chǎn)品。均為用于提高底涂上鍍性和促進(jìn)涂層豐滿的大分子量樹脂。前者DAY-021為純脂肪結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)產(chǎn)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(jìn)和鍍層的結(jié)合性,提供與基材的附著性,類似市場上同類產(chǎn)品,產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時突出較低的初始粘度性能,具有更容易調(diào)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(yīng)用在化妝品、酒瓶包裝等領(lǐng)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(diǎn),若是出現(xiàn)潤濕性差的情況下,可適當(dāng)?shù)募尤肷倭康蛷埩Φ膯误w來調(diào)整如:長興公司EM2251類產(chǎn)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?yàn)槭侵绢惖腜UA結(jié)構(gòu),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(chǎn)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(dāng)?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(qiáng)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(diào)搭配后可適用于軟質(zhì)基材的電鍍底涂設(shè)計(jì)。
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(chǎn)品是手機(jī)等高端3C產(chǎn)品電鍍UV底涂中經(jīng)常性使用的一款產(chǎn)品,主要的特點(diǎn)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(dǎo)致使用成本上升。另外DAY-158是一支耐水煮性能突出的產(chǎn)品,在結(jié)構(gòu)上屬于己內(nèi)酯改性的特種環(huán)氧,眾所周知,己內(nèi)酯結(jié)構(gòu)具有優(yōu)秀的耐熱和耐老化性,此款產(chǎn)品保證了環(huán)氧結(jié)構(gòu)的賦予的成膜特點(diǎn),也極大的改善了它的柔韌性和耐熱性,從而使得應(yīng)用領(lǐng)域拓寬。之前大多用在3C產(chǎn)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(diǎn),在底涂中能有效的降低收縮,促進(jìn)涂層和底材的附著力。目前它主要的應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)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(shè)計(jì)過程中,聚酯丙烯酸酯會被經(jīng)常性用到,因其有著非常好基材潤濕流平能力,能使得生產(chǎn)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(chǎn)品和塑膠基材的附著力也相對比較好,大多的廠家把其設(shè)計(jì)成3-4官的結(jié)構(gòu),使得它的固化速度也會相對比較快,這樣更能生產(chǎn)出固化需求能量比較低的底漆。在手機(jī)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(chǎn)品在此類領(lǐng)域中被大量應(yīng)用到。目前市場上聚酯類產(chǎn)品應(yīng)用比較多的如:長興6316等這類產(chǎn)品,他們大多提供的3-4官的聚酯產(chǎn)品,價格相對偏高。我司針對聚酯丙烯酸酯類產(chǎn)品在UV底涂中應(yīng)用的方向,推出了DAY-431A的三官能度聚氨酯產(chǎn)品,它具有與聚酯類產(chǎn)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(shè)計(jì)出流平優(yōu)異的底涂產(chǎn)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(shè)計(jì)取代中,如果是直接替換聚酯類產(chǎn)品,DAY-431A的流平性還是相對弱一些,在此同時可以適當(dāng)在底涂中添加少量的低表面張力單體來進(jìn)一步提高潤濕性,從而促進(jìn)流平。在與聚酯類產(chǎn)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(yīng)用到改性環(huán)氧類產(chǎn)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(yuǎn)低于手機(jī)等3C電鍍品,在大量使用改性環(huán)氧樹脂設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)體系好。
二.延伸性UV固化彈性體
DAY-029C系列產(chǎn)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?zhàn)蛹暗灼幔?、高沖壓型UV臨時保護(hù)涂層等。同時此類樹脂屬于長直鏈結(jié)構(gòu),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(jié)性的成膜物應(yīng)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(gòu)成了一定影響,這個系列的產(chǎn)品在應(yīng)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(yīng)用在金屬層的臨時保護(hù)涂層中,也就是堿褪性臨時保護(hù)UV層等。也有應(yīng)用在其他需要高延伸保護(hù)的UV涂層設(shè)計(jì)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(chǎn)品,后者是含有15HEMA(日本三菱)的產(chǎn)品,同屬于脂肪結(jié)構(gòu)的高延伸性PUA材料,客戶可以根據(jù)配方的需要進(jìn)行篩選。在市場同類型產(chǎn)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(diǎn), 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(yīng)家具行業(yè)的環(huán)保要求,它不含有機(jī)錫等任何重金屬成分,非常適用在對成本壓力大的彈性膩?zhàn)雍偷淄恐?。為適應(yīng)客戶的施工性需要,公司也有用15HEMA(國產(chǎn))稀釋的產(chǎn)品,型號是:DAY-429E,和用15IBOA稀釋的產(chǎn)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(chǎn)品,型號分別是DAY-729和DAY-729G,前者屬于芳香類結(jié)構(gòu),后者則是脂肪族類的產(chǎn)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(chǎn)品的高延伸性和低應(yīng)用成本的特點(diǎn),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(shí)干性能,從結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)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(lǐng)域中經(jīng)常性應(yīng)用的產(chǎn)品,前者可用于設(shè)計(jì)免洗封層和一步膠產(chǎn)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(chǎn)品都會因?yàn)殡p鍵密度的稀疏而導(dǎo)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(yīng)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(jìn)行,同時雙鍵密度的局部提高會導(dǎo)致成膜時放熱量的加劇,容易使客人在美甲時產(chǎn)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(jìn)行配方設(shè)計(jì)。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(shè)計(jì)更加容易進(jìn)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(chǎn)品均屬于極低皮膚刺激性產(chǎn)品。
四.高強(qiáng)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(qiáng)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(diǎn),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(lán)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(fù)性能,同時需要指出的是,DAY-712與玻璃、陶瓷等無機(jī)基材上的附著力佳,且抗刮性優(yōu)異,可以搭配對應(yīng)的硅氧烷偶聯(lián)劑完成玻璃及無機(jī)基材的UV保護(hù)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(chǎn)品。優(yōu)異的成膜韌性和突出的粘附性能是它的主要特點(diǎn)。環(huán)氧結(jié)構(gòu)的材料都具有優(yōu)異的耐化學(xué)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(diǎn)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(dǎo)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(dǎo)致成膜后出現(xiàn)干膜回粘的問題發(fā)生,某些應(yīng)用場合便不利于使用。DAY-158型的特種環(huán)氧為己內(nèi)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(shè)計(jì)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(yīng)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(jié)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。非常快速的固化速度和優(yōu)異的成膜硬度是這類產(chǎn)品的共同特點(diǎn)。由于官能度和結(jié)構(gòu)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(jiān)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?yàn)樗鼈兙哂信c高官度材料有對等的成膜速度,但因?yàn)榈凸倌芙Y(jié)構(gòu)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(jiān)韌性涂膜的同時減少對附著力的影響。PUA結(jié)構(gòu)的材料是具有軟硬段結(jié)合的分子構(gòu)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(chǔ)上改性的產(chǎn)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(diǎn)。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(yīng)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(jī)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(dú)特的低氣味及低脆性也是此款樹脂的應(yīng)用點(diǎn)所在,同時具備氨基類材料固有的低黃變性特點(diǎn)。在市場應(yīng)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(jié)構(gòu),這樣可利用此款氨基樹脂低價性的特點(diǎn),在有效的控制配方材料成本的前提下實(shí)現(xiàn)快速流平低黃UV涂層的配方設(shè)計(jì)工作。
2.DAY-391 是一款具有9個光固化官能度以上分子結(jié)構(gòu)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(bǔ)了常規(guī)氨基豐滿度和亮度不夠的性能盲點(diǎn),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(diǎn)獲取更加突出的高硬涂層。在此類樹脂的應(yīng)用中,需要注意的是處理好高雙鍵密度固化時引發(fā)的應(yīng)力釋放,調(diào)節(jié)配方對收縮應(yīng)力釋放的能力,防止漆膜脆性而導(dǎo)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(qiáng)調(diào)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(diǎn),特別適應(yīng)用于UV啞光涂層,促進(jìn)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(chǎn)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(diǎn),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(biāo)。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(diào)制成市場上常見到的應(yīng)用在金屬領(lǐng)域的混拼性UV樹脂使用,具體的調(diào)制配方可以參考產(chǎn)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(chǎn)品,這類產(chǎn)品在出廠前就已經(jīng)將各方面的性能調(diào)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(diǎn)。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(chǎn)品,搭配DAY-391或其他硬度型材料來進(jìn)行設(shè)計(jì),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(fù)配一點(diǎn)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(diào)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(lǐng)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(chǎn)品同屬于芳香結(jié)構(gòu)的PUA樹脂,不具備良好的過機(jī)黃變性。DAY-033是一支在DAY-431A的基礎(chǔ)上改進(jìn)了過機(jī)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(yīng)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(diǎn)。適用于低黃變或柔性UV涂層的配方設(shè)計(jì),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(yīng)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(yīng)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(gòu)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(diǎn)應(yīng)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(yīng)用的領(lǐng)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(jié)構(gòu)的UV材料,成膜物性往往不足,需要搭配其他物性指標(biāo)的材料來完整涂膜性能。
7.DAY-18 是一款應(yīng)用于UV固化的特種磷酸酯。具有單獨(dú)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(jìn)UV涂膜與金屬、無機(jī)底材、塑膠底材等領(lǐng)域的有效添加型促進(jìn)材料。
8.DAY-21是一支己內(nèi)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(diǎn),單體中含有一定量的羥基,對顏料潤濕和附著力的促進(jìn)都有較大幫助。