光固化树脂在塑胶耐磨涂料中的应用

随着塑胶工业的飞速发展，越来越多的塑胶产品极大地丰富和改善了我们的生活。为了更好的装饰和保护它们，人们开发出各种各样的涂料──UV光固化塑胶耐磨涂料就是其中的一类。

UV光固化塑胶耐磨涂料依据紫外光固化的原理配制而成。具有高效环保，高装饰性及低耗能的优点。其涂料组成大体上由UV光固化树脂（又称低聚物）、活性单体、光引发剂、助剂及填料组成。其中UV光固化树脂的性能对最终的涂料性能起主导作用。本文就结合实例介绍光固化树脂在塑胶耐磨涂料中的应用。

一.塑胶耐磨UV涂装的目的与要求：

目的：为了改善塑胶材料自身的装饰性及硬度不佳，易磨毛划伤的缺陷；对某些终端产品──像手机、镜片、MP4、DV产品及手提电脑、汽车灯具等的表面涂饰必须提高其耐磨抗刮性能。

要求：配方体系应不含对塑胶表面溶蚀的成份及对基材要有良好的附着力的前提下，固化后的漆膜具备坚韧平滑，耐磨且抗静电灰尘的特点。

二.适合UV光固化塑胶耐磨涂料用的树脂的结构与特性：

1.树脂选用原则：

光固化涂料具有瞬间固化的特点，其涂膜在固化过程中因体积收缩产生较大的内应力，而塑胶底材由于其表面张力普遍不高，再加之为非吸收性底材，常常会有光固化塑胶涂料由于内应力过高而引起附着不良的现象。因此，从降低收缩率角度上来讲UV光固化塑胶耐磨涂料用树脂应从以下二方面考虑：

1）使用高分子量的UV树脂，降低活性单体的含量。因为造成体积收缩的重要因素是反应时分子之间由范德华作用距离便成了共价键距离。

2）当键合原子所处的空间位阻较大时，其共价键较长，反之键合原子之间的位阻较小时其共价键较短。所以只要选择位阻较大的UV树脂及活性单体，就能有效地降低收缩。

另外，UV光固化塑胶耐磨涂料所用树脂还应具有一定量的像羟基、羧基等极性基团，这些基团一方面相互作用体现出涂膜的各种物理化学性能。另一方面与底材发生化学键结合，可明显提高附着力。

2.推荐的树脂品种及性能参数：

我公司有多种光固化树脂可用于UV塑胶耐磨涂层，下面仅介绍几只主要树脂在UV塑胶耐磨涂层中的应用：

产品牌号	树脂类别	官能基	色泽 （fe/co）	密度	硬度	柔韧度	特性
UVE3216	酸改性环氧丙烯酸酯	2	0	1.194	2H	2.5㎜	坚韧
UVU6200	芳香族聚氨酯丙烯酸酯	2	0	1.177	2H	5㎜	刚韧
UVU6219	脂肪族聚氨酯丙烯酸酯	2	1	1.098	2H	0.5㎜	柔韧
UVU6451	脂肪族聚氨酯丙烯酸酯	4	0	1.149	3H	5㎜	刚韧
UVP9200	聚酯丙烯酸酯	2	2	1.098	H	0.5㎜	柔软

以上树脂均为本公司自制，性能参数的测试均按同一测试配方，在基材上按国标制版。固化条件为80w/cm汞灯一盏，灯距15cm，空气气氛。硬度用三菱铅笔，按国标GB6739-86方法测试，柔韧度按国标GB1731-79测定，色泽按国标GB1722测定，密度按国标GB1756测定。

3.树脂的应用特性：

上述树脂均为分子量在1000~2500范围内的UV光固化树脂，除UVU6219及UVP9200外，其余树脂都属于坚韧或刚韧类树脂。尤其是UVU6451，其固化干膜的硬度接近4H，而仍具有同类树脂难以匹敌的韧性。具有这种特质的树脂，其固化后的涂膜既能抵抗硬物的冲击破坏，又对软的粒子的磨擦有很好的抵消作用。这种固化后硬而不脆的涂膜特性正是UV塑胶耐磨涂料所需要的。

而UVU6219是一只二官能度的聚酯改性的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，它的柔韧性及耐磨性等综合性能非常优越。用在UV塑胶耐磨涂料上主要是增加固化膜的柔韧性，提高抗冲击能力及耐磨性能。

UVP9200是一支含羧基官能团的聚酯二丙烯酸酯，因其结构性的因素，这支树脂具有较低的粘度及较小的表面能，用于UV塑胶耐磨涂料上可改善固化膜的韧性和抗冲击强度，同时对提高附着力有益。

总之，由于耐磨涂料的配方组成（软、硬树脂的搭配）及涂料的光交联密度决定着涂料耐磨性的优劣，为了获得合适的光交联密度及Tg范围，在配方中，可用UVU6219及UVP9200来配合坚韧、刚韧型树脂，并可适量加入无机填料来增强涂膜的耐磨性。