玻璃纖維絕緣材料光固化涂料研究

    摘要:研究玻璃纖維絕緣材料光固化涂料配方設計。解決基材表面附著,橫向縱向拉伸,涂層表面干燥性,柔韌性與漆膜表面滑爽的問題。對比國內外樹脂生產商,設計出適合基材表面涂裝,并且能滿足漆膜各方面性能的配方。體系中以Bayer直鏈不飽和,雙官能脂肪族聚氨脂丙烯酸LPWDJ4529,氨改性聚醚型丙烯酸脂UAVPLS2299為佳。
    0引言
    光固化涂料相對溶劑自干,雙組份型涂料具有固化速度快,溶劑釋放少,生產效率高,交聯度高,耐油污耐化學腐蝕強等特點。現在已經越來越廣泛應用應用于電子產品,汽車工業,路面標識,航空航天等科學技術領域,并被稱為21世紀具環境友好材料之一。但是光固化涂料反應速度快,交聯密度大等特點,要想獲得柔韌性好,拉伸強度高的涂層,無疑對樹脂分子設計和涂料配方設計提出一個難題。隨著科學技術的發展,高分子改進技術的提升,國內外UV樹脂生產商合成出具有高柔韌性,高彈性的產品,適用特殊環境下具有特殊涂裝要求的基材。本文針對玻璃纖維絕緣材料為基材,設計出附著力好,干燥速度快,手感滑爽,表面固化好,高柔韌,高彈性的涂料配方。
    1實驗
    1.1原料及儀器
    本實驗所采用的主要原料及儀器如表1,表2所示
表1

名稱                   產地
樹脂 Bayer
  長興化學工業股份有限公司
  三木化學工業股份有限公司
流平劑 Tego
消光粉 Degussa
蠟漿 德謙化學有限公司
引發劑 Ciba

   表 2
名稱                   型號 生產廠家
涂-4粘度杯   上海吉昌地質儀器有限公司  
轉子黏度計 NDJ-1 上海躍華儀器廠
電子攪拌計 IKA 廣州標格達實驗儀器有限公司
電子天平 TC3K 廣州標格達實驗儀器有限公司
UV光固化機 RW-UVA201-20 廣州標格達實驗儀器有限公司
漆膜柔韌性測試儀 QTX 廣州標格達實驗儀器有限公司
    1.2涂料制備
    測試配方制備:
    配方1:將樹脂,引發劑用實驗電子天平準確稱量,分別添加到電子式攪拌機料筒中,低速分散2-5min,無結塊中速分散3-5min,分散均勻后,用丁酯調整漆液黏度800cps.
   
    配方2:將樹脂,胺改性樹脂用實驗電子天平準確稱量,分別添加到電子式攪拌機料筒中,低速分散2-5min,無結塊,將用少量丁酯溶好的引發劑準確添加到料筒中,中速分散3-5min,分散均勻后,用丁酯調整漆液黏度800cps. 
   
    配方3:將樹脂,胺改性樹脂用實驗電子天平準確稱量,分別添加到電子式攪拌機料筒中,低速分散2-5min,無結塊,將手感蠟漿,消光粉準確添加到料筒中,分散均勻后,將用少量丁酯溶好的引發劑準確添加到料筒中,中速分散3-5min,分散均勻后,用丁酯調整漆液黏度800cps. 
   
    配方4:將樹脂,胺改性樹脂用實驗電子天平準確稱量,分別添加到電子式攪拌機料筒中,低速分散2-5min,無結塊,將手感蠟漿,消光粉準確添加到料筒中,分散均勻后,將用少量丁酯溶好的引發劑準確添加到料筒中,中速分散3-5min,分散均勻后,準確添加平滑和流平劑,低速分散1-2min,用丁酯調整漆液黏度800cps. 
   
    1.3涂裝工藝
    制備所需測試的配方,用擠出包附的方法均勻在玻璃絕緣材料上制備厚50um涂層,預流平3-5min,60℃烘道中加熱1-2min,使丁酯完全揮發,經過800mj/cm2的實驗室用紫外線UV光固化機曝光,待產品冷卻后測試產品柔韌性,附著力,橫向縱向拉伸,滑度。
    2結果分析
    2.1附著力樹脂對配方體系的影響
    聚氨酯丙烯酸酯,主要提供固化膜良好的柔韌性和一定的粘附力,環氧丙烯酸酯提供硬度,快速固化性能和良好的附著性能,但其過高的脆性又限制它的大量使用。聚酯丙烯酸,因其結構脆性大,在此體系并未考慮。
    目前生產聚氨酯丙烯酸酯廠商,本文僅對市場常用的三家樹脂進行測試,附著力測試結果,見圖1。結果表明Bayer公司生產直鏈不飽和雙官能脂肪聚氨酯丙烯酸LPWDJ4529在基材上良好的柔韌性和附著力優于其他同類公司產品。
     
    2.2胺改性樹脂對涂層表干的影響
    聚氨酯丙烯酸酯LPWDJ4529固化成膜后,自身官能度低,反應程度低的原因,表面干燥存在一定程度的缺陷。選擇長興化學工業股份有限公司,胺改性聚醚丙烯酸酯64xx,Bayer公司胺改性聚氨酯丙烯酸酯UAVPLS2299,對比實驗見圖2,發現UAVPLS2299其粘度低,流平性優異,表面干燥好。
   
    2.3蠟漿和消光粉對漆膜表面滑爽的影響
    蠟漿特殊的分子結構決定其表面非常濕滑的感覺,消光粉主要作用消光作用,根據它物理相沉積的特點。使得漆膜表面干爽的特點,對德謙化學有限公司蠟漿2310。Degussa公司消光粉OK-500增加量作出設定,見圖3。 
   
    2.4流平劑對漆膜表面平滑的影響
    流平劑作為改善漆膜成膜縮孔,油窩等問題的功能助劑。采用TEGO410進一步提高涂料表面流平效果,設定佳添加比例,見圖4。 
   
    3結語
    通過對玻璃纖維絕緣材料光固化涂料的研究,發現佳的配方設計,涂料表面具有良好的附著力,優異的表面干燥性能和橫向縱向拉伸性能,良好的手感,優良的流平性。
參考文獻
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