清漆和有色涂料中的环保型水性光固化涂料.doc

《清漆和有色涂料中的环保型水性光固化涂料.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《清漆和有色涂料中的环保型水性光固化涂料.doc（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流清漆和有色涂料中的环保型水性光固化涂料.精品文档.由于最终木器漆市场的要求和挑战多种多样，木器涂料技术也需要不断改变、不断创新来应对市场的不同需求。绿色环保组织一直都在推动低气味、低有害气体排放(HAPS)涂料的开发与应用。这同时也需要涂料生产商采用新的树脂体系和配方来降低固化前的有害物质挥发。对于涂料生产商和最终消费者来说，低甲醛挥发涂料，或是不含甲醛涂料是最重要的。尤其是在办公家具领域，该市场要求环保涂料的压力更大，因为办公家具通常需要认证。它的挑战就在于采用新配方与新技术的同时，要持续提供现有涂料的性能与外观。出于低碳排放的目的，市场要

2、求低能量紫外(UV)/电子束(EB)固化体系，并且需要产品具有绿色环保标志，正是这些对于可持续材料需求的增长，使符合条件的水性(WB)涂料，包括水性固化(WB-UV)涂料在市场上有了用武之地。UV/EB固化涂料在木器工业领域已成功应用超过30年。100%固含光固化涂料在平板木材上的辊涂应用，已经帮助生产商在提高产率的同时，获得高性能的涂层，并且也符合了严格的化学规定与VOC标准(有机挥发组分)。水性UV/EB固化树脂的问世改变了涂料行业的前景，它综合了水性涂料/传统溶剂型的低黏度，和100%固含光固化体系的高性能。因此水性光固化涂料可以拓展用到形状复杂基材上的喷涂施工。UV/EB固化涂料在木器

3、工业的应用一直在迅速扩大，这不仅仅只是环保立法压力推动的结果，而是因为可喷涂的水性光固化涂料与传统的溶剂型体系具有相似的最终性能，在家具漆领域，水性光固化涂料甚至具有更好的耐机械性能。简介 光固化涂料在木器和纸张工业的应用代表了UV/EB固化技术在工业涂料的主要应用领域。辐射固化涂料体系在木地板上的应用非常著名，因为这项技术非常符合木地板行业的生产工艺，它提高了生产线的生产速度，同时也提升了木器漆的机械性能，如耐磨性，抗划伤性和耐沾污性能。 在纸张上光油行业中，UV/EB固含体系与传统体系相比大大提升了生产速率，减少了生产步骤和成本。目前它已在纸张光油行业中大量使用，例如传统的纸张上光油或是在

4、薄膜上直接或是间接印刷。 在办公家具与橱柜行业，溶剂型涂料依旧有主导地位，因为它具有良好的外观，优异的施工性和物理性能。涂料生产商的目的在于开发新的体系或是配方，具有低HAPS和低UV/EB固化的涂料，因为这些涂料很容易被正从金融危机中恢复的客户所采用。 UV/EB固化技术对于各行业（例如家具）渗透的加速，不仅得益于创新的水性技术的发展，同时也因为VOC法规推动了传统溶剂型涂料向水性涂料、光固化涂料、水性光固化涂料的转变。 目前，紫外光固化聚氨酯分散体（UVPUDs）在有色和清漆涂料市场是最受关注的材料。这种材料具有卓越的性能，尤其有良好的耐沾污与抗刮伤性能。 木器领域技术更新 目前木器涂料领

5、域有很多新型应用与技术，例如UV/EB固化涂料、低溶剂挥发涂料、低含量/无甲醛涂料体系已经在市场上应用或是正在发展之中。无需传统热烘道的液体涂料将会对现有的涂装线带来巨大的影响，当然新的木材组成和复合贴膜产品也一直对树脂与涂料商提出新的挑战。 UV/EB固化技术一直在持续发展。新的技术与应用同样在高速发展。固化设备有了长足的进步。这些设备变得越来越高效，体积越来越小，可以适合任何的生产工艺，都能提供高速的生产效率。 LED技术，手提式设备和新型固化灯为技术的创新提供了有力条件。用UV/EB涂料进行现场施工已经不仅仅是一个梦想，在水泥或是PVC地板上已经有案例采用100%辐射固化体系或是水性UV

6、涂料进行现场施工。 在木器漆市场新技术的替代已经在进行中，我们希望水性木器漆在接下来的几年中能够有10%的增长，其中光固化涂料能够占有其中的一半。水性UV体系在工业涂料中的应用 在上世纪90年代，光固化聚氨酯分散体(UVPUDs)主要被开发用在PVC和木器地板领域中。这种涂料具有良好的柔韧性，附着力和耐沾污性能，这项新技术非常成功，为光固化聚氨酯分散体打开了100%光固化技术所不能涉及的新的应用领域（主要由于黏度的原因）。如今，有多种多样的光固化聚氨酯分散体可以被用到工业涂料领域。 UVPUD的性能 光固化聚氨酯分散体（UVPUD）通常是固含在35-40%的低黏度(200mPa.s)分散体。这

7、类产品是水性体系并且符合欧洲对于环保产品的立法要求。光固化聚氨酯分散体的低黏度特性使之非常适合喷涂与淋涂施工，当然大多数光固化聚氨酯分散体也可以采用传统的辊涂施工方式。 当水分挥发之后，漆膜有些可指触干，有些表面粘手，这都取决于合成分散体时所用产品的结构。可指触干的材料通常被用做面漆，因为当水分挥发之后，漆膜表面不易落灰。水分挥发后仍粘手的材料的优势在于具有良好的再乳化性能，易于清理与重涂。 光固化聚氨酯分散体结合了PUD技术（高Tg的低聚物）和UV固化技术（高交联密度）的性能优点。这种材料结构兼具了坚硬与柔韧的特性，使之能更好的平衡各种性能的要求，例如：对于各种基材良好的附着力、柔韧性、抗冲

8、击性、抗刮伤性和耐化学品性。不同的应用领域，不同的产品特性 由于每个应用需要具有不同特性的产品，因此需要开发不同的光固化聚氨酯分散体（UVPUD）来满足这些性能要求。尽管如此，大多数目前可用产品的性能已经可以满足不同应用，不同基材的要求。当然也可以通过混合几种光固化聚氨酯分散体来获得理性的性能要求。 木器底漆和中涂层 水性光固化产品不仅可以用在面漆中（主要在家具应用中），同样也可以应用在底漆中（木器地板和家具的应用）。目前家具市场正在寻求可用在中涂层的水性UV体系解决方案。（中涂层和面漆的配方相同）这样做的原因是由于通常客户只有一条喷涂涂装线，因此他们希望面漆和中涂层使用相同的配方，这样可以方

9、便施工，减少生产步骤。 涂料对木材的润湿性对于漆膜外观是至关重要的，尤其对于家具漆来说，因为木材是自然的材料，它不能简单的像对塑料基材一样进行涂装。对于深色木材尤其如此（如图1）。 图1：UCECOAT 7177（左图）和常规水性聚氨酯丙烯酸酯（右图）对于木材润湿性的差别，常规的产品无法提供良好的木材润湿性，它在水分挥发之后具有表干的特点。不表干的光固化聚氨酯分散体（UVPUD）用在底漆中可以起到良好的木材润湿性和附着力（如UCECOATTM7177）。中涂层来说要求兼具有底漆和面漆性能要求的材料才可以使用（如UCECOAT7660，UCECOAT7719）。 在实际应用中，面漆和底漆应当选用

10、不同的材料，底漆需要可以和颜料混合，来对木材进行着色，从而减少涂层的数量。木器漆透明面漆 木器漆面漆要求具有良好的耐沾污性和抗划伤性。采用可以提供高交联密度的高官能度光固化聚氨酯分散体（UVPUD）可以达到这些性能要求。 在大多说情况下，水分挥发后可表干的光固化聚氨酯分散体更受欢迎，因为不容易落灰，并且表干后可打磨，在光固化之前可以堆叠。许多产品都可以被推荐用在木器上(UCECOAT7655，UCECOAT7849和UCECOAT7571)，当然不同的木材对涂料的要求也不同，有时需要专门开发产品。 在光固化前可表干的产品能够提供很多性能优势，具有很好的耐化学品和耐磨性能，在高温或低温的条件下依

11、然保持良好性能，在固化之前可以进行热转印（UCECOAT7770，UCECOAT7655）。 这些产品通常用在要求比较严格的场合，例如公共场所的地板（医院、学校、办公室、超市、商店等），在这些场合都需要地板涂料具有耐鞋子磨损、防滑、耐烟蒂的性能，在医院等场所还需要耐碘酒的性能。 木器漆高光泽透明面漆 水性体系包括光固化聚氨酯分散体（UVPUD）的一个缺点就是很难达到高光效果。100%UV具有非常高的光泽度，而光固化聚氨酯分散体相反可以获得一个比较好的亚光效果。 表1：在白色和有机颜料体系中，涂料光固化后的铅笔硬度。UCECOAT7571开发用在清漆体系中，UCECOAT7655开发用在白色体系

12、中，UCECOAT7699开发用在彩色体系中。最近的研究发现，通过树脂结构设计，光固化聚氨酯分散体不仅仅可以获得高光泽度，甚至可以获得镜面效果。这类产品在水分挥发之后不具表干效果，在固化过程中要特别注意，防止落灰而造成的表面缺陷。 有色的底漆和面漆 对于光固化技术来说高颜料含量涂料的固化一直是一个很大的挑战。 聚合物本身的特性和结构对开发用于有色体系的树脂非常重要，因为通过改变聚合物分散体的微观结构可以使最终含有颜料的漆膜耐化学品和机械性能得到极大提升。因此开发了用于白色颜料体系中的新产品（UCECOAT7655），这个产品目前在市场上依然是标志性产品。但是这个产品在有机颜料体系中的表现并不好

13、，因此需要开发新树脂。 最新研发的分散体UCECOAT7699是通过结合高分子量结构和低分子量结构而合成的，涂料可以在没有助溶剂的帮助下在低温下成膜。结构中的硬段能够在紫外光照射不充分的情况下，依旧提供良好的机械性能，而软段能够为涂层表面提供良好的耐化学品性（固化后高交联密度），与对于基材的良好附着力。 图2新开发的具有镜面效果的产品图表1氙灯老化测试中，UCECOAT7631（红色）和UCECOAT7849（蓝色）光泽度的变化。从图中可以明显看到UCECOAT7631光泽度衰退的情况比UCECOAT7849好。从表中可以清楚地看到，对于白色体系来说UCECOAT7655依旧是最好的选择，然而在橘色体系中UCECOAT7699所表现出的硬度比UCECOAT7655高，这表明了在非白色体系中，UCECAOT7699的深层固化效果较好。（铅笔硬度测试的结果不仅仅表现了涂层表面的硬度，也表现了整体涂层得硬度）即使涂层表面硬度很高，但是涂层本身硬度很软，这样的涂料总体硬度并不好。