光固化透明清漆目前在耐候性、附着力和光固化可行性三个问题上,存在一些阻力,影响推广应用。这几年来,随着UV固化技术进展,广大科技工作者努力探索,这三个问题都有了解决方案。
耐候性
UV涂料涂层中残留未反应完全的成分和光引发剂的残余都会影响耐候性。此外为改善UV涂料的耐候性,往往要加入紫外吸收剂和光稳定剂,这些助剂在紫外区有较大的吸收,会与光引发剂发生竞争,使光固化反应不能充分、彻底。现在可采用酰基膦化氧类光引发剂,其吸收光谱范围可达到400nm在紫外吸收剂和位阻胺等光稳定剂存在下,仍能很好地引发光固化反应,达到既有满意的固化速率,又有优良的耐候性。
UV汽车罩光清漆采用耐黄变性优异的脂肪族或脂环族聚氨酯丙烯酸酯,配合酰基膦化氧类光引发剂和光稳定剂,可以满足耐候性要求。事实上,摩托车涂装早已使用此类涂料。
附着力
UV涂料在刚性底材上附着曾经是一个问题,因为光固化速率很快,涂料由液体变成固体有体积收缩,在涂层与基材的界面上产生应力,特别是基材温度较低、固化涂层较硬时,在界面上涂层组分的分子键的热运动被冻结,应力将不能有效释放,影响涂层与基材的附着力。现在可以有多种方法来提高附着力:在工艺上采取光固化后再加热后烘,使界面的涂层分子通过热运动消除内应力,或在UV涂料中采用分子量较高的低聚物,或加入非反应性树脂作填料,可有效提高附着力,或在底漆中加人“抛锚剂”,使清漆和底漆间产生化学键联结,可极大地提高附着力;选用合适的UV光源和反射罩,提高光源的强度,保证涂层的深层固化完全,可提高附着力。
光固化的可行性
汽车的罩光清漆涂层较厚,一般干膜厚度在35~40μm(个别的为提高外观装饰性可达50μm);汽车形状复杂,会发生UV光照不到的阴影部分,产生固化不完全的现象,这是作为UV汽车涂料必须要解决的问题。
首先在UV汽车罩光清漆配方上选用高光引发活性,在长波紫外吸收强的酰基膦化氧类光引发剂。为了使光照弱的阴影部分也能完全固化,可采用光/热双固化体系,先UV固化使涂层表面快速干燥,然后再进人烘道进行热固化,使涂层深层和阴影部分涂层彻底固化,同时可释放应力。这种双固化复合体系可以利用现有的汽车涂装设备,将使现行设备的生产效率大幅提高。
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