1、UV附着改善附着:n当两物体被放在一起,紧密到界面分子接触,以至生成新的界面层,就生成了附着力。n附着力是一种复杂的现象,涉及到“界面”的物理效应和化学反应。一般涉及一层或几层分子的物理或化学吸附作用常见的理论:n1.机械连接理论 n2.化学键理论 n3.静电理论 n4.扩散理论 1.机械连接理论n当涂料施工于含有孔、洞、裂隙或空穴的底材上时,涂料能够渗透进去。起机械铆定作用。n机械打磨方法提供粗糙表面来实现。n底色漆/清漆体系中,要求清漆平滑、光亮且表面能低,因此第二层清漆的附着有一定的困难。2.化学键理论n在界面间形成化学键,这一类连结最强且耐久性最佳,在热固性涂料中最常见n主要包括:共价
2、键,和氢键n化学键:15170千卡/摩尔 氢键:12千卡/摩尔 3.静电理论n两带有残余电荷涂层,通过这些电荷的相互作用能提高一些附着力。n静电力主要是色散力和偶极子的相互作用力。n色散力 10千卡/摩尔n偶极力 5千卡/摩尔n诱导力 0.5千卡/摩尔4.扩散理论n当涂料和底材(聚合物)达到分子接触时,某些分子会向界面另一边进行不同程度的扩散。形成交错网状结构。n因素:接触时间、固化温度和分子结构(分子量、分子链柔性、侧链基团、极性、双键和物理兼容性)UV树脂特征nUV树脂种类:不饱和聚酯,环氧丙烯酸树脂,聚氨脂丙烯酸树脂,聚酯丙烯酸树脂,丙烯酸丙烯酸树脂,甚至环氧树脂等n本质:含有双键或含有
3、环氧基团n常见:CH2CHCOO(丙烯酸脂),CH2=CHCH2(烯丙基)UV附着差原因:nUV树脂本身的结构上的缺陷:缺乏与底材作用的基团,同时自身的极性较小nUV反应的缺陷:上层接受到强紫外线,固化较快,体积收缩较大,而下层收缩较小,整个涂膜会产生一种向上的内应力,与附着力相抗衡,破坏附着性能。n注:UV收缩应力,并不是收缩完成后产生的应力,而是收缩过程受到交联点制约,收缩倾向不能完全表达所导致的内应力UV密着促进方法:1 挑选合适的流平剂2 添加合适的润湿剂3 添加底材树脂4热塑性树脂的控制5 调节体系表面张力6 增强溶剂溶解能力7 添加附着剂8 双重固化涂料 9 稀释单体的侵蚀能力10
4、 打磨1挑选合适的流平剂n 原理:固化后迁移到涂层的表面,从而有效降低涂层表面张力n作用:降低表面张力使涂层和底材能更紧密的接触促进密着,主要用在面漆上n注:选用不当,或用量过大,易导致过多富集在涂层表面,自由能大大降低,变滑。从而使涂层的再黏附性能恶化严重。2添加合适的润湿剂n原理:降低固体物资表面的张力,使固分和树脂充分接触n作用:加入促进UV和底材的接触和润湿,促进UV流进底材的空隙,形成锚固,主要用在底漆,和含无机填料的金油n加过量,或体系不兼容容易导致涂膜混浊n注:不同的物质一般不同,具有特定性3 添加底材的树脂n利用相似相容,使两涂层相互扩散交叉,促进层间的涂层融为一个整体n预留一
5、定量的反应性物质,使两涂层间能反应成为一个整体,例如中途中添加UV树脂,或在UV中添加中途n添加过量容易导致原有涂层的性质发生变化4 热塑性树脂的控制n添加热塑性树脂可以适当修改原有UV的性能,例如改善密着,高光泽,韧性性,n腊浆等低极性的热塑性树脂的使用,使UV和底材接促变差,造成密着不良n强度较低的热塑性树脂的加入,固化后富集在表面形成低强度层,影响层间密着n注意:热塑性要和体系能相容(固化前、后)5 调节体系表面张力n1尽量减少高官能团的稀释单体的用量n2增加聚胺脂丙烯酸,聚脂丙烯酸等固化速度较慢,涂膜较为柔软的树脂,来缓和固化交联速率,缓冲内应力作用n3无机填料,但必须添加必要的偶联剂
6、和润湿剂n4 添加少许弹性的橡胶微粉,将部分收缩应立即分散到弹性微球的内部,改善应力缓冲效果。n5提高履带的走速,减少灯管数目,改过一次为多次过机工艺,缩短单次过机辐射时间,每次辐射固化的转化程度不是很高,给收缩应力有足够的伸展空间。n6 固化后,在进行适当的加热,内应力得到释放6 增强溶剂溶解能力n溶剂最主要作用调节粘度n溶剂会对底材产生一定的侵蚀,溶胀作用 可促进uv和下层树脂的弥合n溶剂清洗去除表面的流平剂,热塑性树脂等浮在表面的低极性物质,可改善附着力n如果洗涤剂配方中含有氯化、氧化等强渗透性助剂,则不仅仅洗去表面油污,塑料表面低极性物质,还可以大大可能提高。n注意:遗留的溶剂可能会阻
7、碍UV的正常反应 太强的溶剂可能造成对底材的破坏 伴虽溶剂的挥发,原有溶剂性能会有很大的不同7 添加附着剂n7.1 偶联剂n7.2 强附着UV树脂n7.3 氯化树脂n7.4 磷化树脂n7.5 强密着的热塑性7.1 偶联剂n偶联剂在底材表面吸附、水解、缩合,键合到金属,无机底材表面n例如 n醇解 产生OH对底材改性,乙烯基在自由基的引发下,交联到网络中,起架桥作用 n对于某些表面存在一定极性的塑料,硅氧烷偶联剂也可能有促进强附的作用。n据报钛酸酯偶联剂比硅氧烷偶联剂具有更强的联结强度7.2 强密着UV树脂n某些丙烯酸单体可通过对特定塑料基材的渗透溶胀作用促进附着力n某些酰胺结构和脲基结构的助剂对
8、塑料基财也有附着力促进作用。n含高羟基,氨基的树脂,如9050n涂料配方中能够在金属界面形成氢键的基团主要包括羧基、氨脂基、氨基、酰胺基等常见基团,其中羧基对金属基材的作用较为显著,n双酚A类环氧树脂及其衍生物(包括环氧丙烯酸酪)通常具有优异的附着力。这些树脂分子链中的羟基和环氧基具有较强的附着性7.3 氯化树脂n通过其氯原子与烯烃表面C、H原子间的大量分子间色散力来增强附着性能。因为大量氯原子的参与,这种本来不强的分子间力得以累积强化,最终产生较强的附着力促进作用。n氯化物较强的渗透性,容易使两涂层相互交错成一整体n主要:氯化聚烯烃,氯化笨乙烯,氯化聚脂n注:氯化物与UV树脂相容性较差,溶解
9、性较差,容易使涂层混浊,甚至层析,等一系列负面影响,谨慎使用7.4 磷化树脂n磷酸基能够与很多极性基材表面形成牢固的化学键(络合结构),n一定长链的磷酸酯可以通过磷酸基较强的渗透能力,甚至能渗入某些塑料,n主要:磷酸酪化或焦磷酸配化的单体、低聚物,甚至非聚合性产物。n磷酸脂的功能比较广泛,它们就是非常有效的渗透剂和表面磷化保护剂n注:磷酸脂吸水严重,容易受潮;同时磷酸脂本身具有一定的颜色,黄变比较厉害,使用的限制比较大7.5 强密着的热塑性n个别非UV树脂由于分子量比较大,粘附性大;同时降低内应力等,能大大提高密着的性能n例如 Degussa公司的LTH树脂,一种可聚合的固体聚酯,本身具有较强
10、的黏附性。AD006:亚克力树脂n加过量可能产生不耐溶剂,硬度变低,(不过热塑性树脂本身有的还是抗溶剂的,有的硬度也很高哦)n因为可能的负面影响太多 一般不建议使用8 双重固化涂料 n鉴于现有的中途遗留的OH基,我们可以人为添加NCO,形成副反应,作为密着的补充,甚至可能起主要作用n相反的我们可以使中途NCO过量,然后和UV中的OH基反应n注:存储稳定性,和操作性性不好9稀释单体的侵蚀能力n主要作用:稀释;同时对UV涂层物性改善,硬度、固化速度、密着n提高对塑料的附着力,在配方中添加长链烷烃单体,例:HDDAn两树脂交联网络互相缠结,嵌套,在界面形成互穿网络结构,结合牢固,附着力增强。n单官能单体的渗透溶胀能力高于双宫能单体,单体分子非反应性的一端通过与基材的分子间亲和力,好似针尖一般“插入”到基材中并引领其他分子进入基材浅表层。聚合成线型大分子n双官能稀释单体可能主要通过基团间的端链亲和基材,引起渗透,渗透能力与亲和性可能不如单官能单体。无法在基材浅表层形成交联的网状结构。n因此一般利用单,双官能稀释剂搭配使用,便于产生牢固交联的层间IPN结构,提高附着力。10 打磨n打磨使底材表面凹凸不平,增强涂料的机械铆定作用。从而促进附着n注:操作性不容易把握