紫外光固化树脂存在的问题

紫外光固化涂料生产应用中常见问题及解决方案,一、引言,如今，塑料的应用领域不断扩大，正在逐渐取代钢材、木材、玻璃等传统材料。紫外光固化涂料用于商业用途已经超过30年的历史。紫外光固化涂料可以在较短的时间内固化，而且紫外光固化涂料的厚度较薄，光泽度较好。所以对塑料涂层来说，紫外光固化是最有效、最环保而且能耗较低的涂装方法。近年来，对于塑料基材用紫外固化涂料的需求越来越大，特别是用于罩光清漆。,二、紫外光固化涂料特点,（一）UV光固化涂料在涂装方面具有以下几个优点：,1、固化速度快,生产效率高，最快可在0.050.1s的时间内固化。是目前各类涂料中干燥固化最快的，这无疑大大提高了生产率，节省了半成品堆放的空间，能够满足自动化生产的要求。,2、环保,光固化涂料的另一个优势在于它基本不含挥发性溶剂，具有环保的特点。溶剂型涂料一般含有30%70%的惰性溶剂，在成膜干燥时几乎全部挥发进入到大气中，累积所造成的环境危害相当大，而光固化涂料则不同，光照时几乎所有成分参与交联聚合，进入膜层，成为交联网状结构的一部分，可视为100%固含量的涂料，因此减少了对空气的污染。,3、节约能源,和溶剂型涂料相比，UV光固化所用能量只相当于前者的5分之1左右。光固化涂料常温快速冷固化特点也是其它涂料望尘莫及的。烘烤型涂料和粉沫涂料却需要在涂装后加热，以促使溶剂挥发和化学交联反应的进行，相对于此，光固化涂料大大节省了能源。,4、可涂装多种基材,光固化涂料可以涂装多种基材如木材、金属、塑料、纸张、皮革等等。5、涂装设备的故障率低由于光固化涂料没有紫外线辐射不会固化，因而不会堵塞和腐蚀设备，涂覆工具和管路清洗方便，设备故障率低。,（二）Uv涂料在涂装方面的注意事项,1.禁止接触皮肤，涂装时请使用保护用具，接触时请用肥皂水或洗衣粉水彻底清洗干净。2.光固化涂料在紫外光固化时发生了带丙烯酸双键的单体参与的自由基聚合反应，所以能在短短几秒内聚合完全，与聚氨酯漆的共价键加成聚合反应不一样，聚氨酯漆共价键加成反应一般70温度下48小时才能彻底反应完全。光固化涂料中的基本元素-带丙烯酸双键的单体是引起皮肤过敏（皮肤出现红疹、起泡）的唯一原因，但光固化涂料离不开带丙烯酸双键的单体，所以夏天天热皮肤出汗而毛孔张开易皮肤过敏.3.紫外光源对人的眼睛和皮肤有较大的伤害,不要直接看紫外光源,或者直接照射在皮肤上.,4.喷涂光固化漆的人员的防护措施,4.1车间降温，通风，以不出汗为最好。4.2施工人员戴好防护用具，防止皮肤与光固化液体涂料发生皮肤接触4.3施工人员定期清洗皮肤，防止光固化涂料雾接触皮肤时间过长后渗入出汗皮肤毛孔内，引起过敏。以每2小时肥皂水清洗为较好。4.4看紫外光源要戴好防护眼镜.,三、光固化技术应用简介,1、光固化涂料按照应用的基材，光固化涂料可分为光固化竹木地板涂料、光固化塑料涂料、光固化纸品涂料、光固化金属涂料、光固化光纤涂料、光固化皮革涂料、光固化陶瓷石材涂料等；2、光固化油墨：主要应用在包装装潢、印刷、电子等；3、光固化胶黏剂：应用方向主要有光学镜头装配、水晶工艺品、液晶显示屏装配、玻璃器皿粘接等；4、光致抗蚀剂（光刻胶）。,四、涂装的常见问题,1、流挂：流挂现象是在喷涂后烘烤均化阶段最容易出现的一类弊病，在垂直涂装中最易流挂，它的形状像小水珠一样沿着边角垂直流淌，形成的表面缺陷。原因分析：油漆的粘度太低、工件离喷枪距离太近涂膜过厚，线速度太慢是造成流挂的主要原因。解决方法：提高涂装粘度、增加固含量，提高溶剂挥发速度：调整喷枪距离和出油量、调整线速度、降低涂装膜厚和烘烤温度.,2、针孔,面漆上的气泡形如麻点、中间有小孔、象针扎一样密密麻麻的凹于涂层表面。原因分析：(1)面漆喷得太厚(特别是施工粘度偏高，更易造成面漆喷得太厚),气温急剧下降,这种现象尤其在冬天比较常见。配方中助剂、或溶剂配比不合理是造成针孔的主要原因。(2)UV清漆咬单组分色漆，也会造成UV清漆表面有针孔。UV清漆咬色漆可能时UV清漆溶解力太强，色漆耐溶剂性不够。也可能是UV清漆红外流平温度太高或流平时间太长。(3)塑料底材有针孔，注塑不致密，油漆被渗入塑料底材引起针孔，一般在固定位置，局部位置。,解决方法：,（1）增加开油比例以降低粘度，降低涂装膜厚、调整溶剂挥发速率,提高红外流平温度或者给UV漆加热,放慢UV流水线速度都可以解决针孔问题（2）降低UV漆溶解力。增强色漆耐溶剂性这一点一般是油漆厂家需要解决的，与涂装厂无关。（3）降低红外流平温度，一般在405。或缩短红外流平时间，一般在3-4分钟。（4）注塑塑料少用回料。调整注塑致密度，消降塑材表面针孔,3、失光,高光UV面漆固化后有一层像雾一样的表面缺陷；在单液黑底上也最容易出现像雾一样的失光。原因分析：（）、溶剂挥发太快、温度和湿度偏高是造成雾光的主要原因，溶剂挥发太快使单液黑漆或UV漆表面吸水、油水不混容造成雾气。（）、如果UV漆溶解力太强或底漆耐溶剂性偏差，底漆未干透，也易使UV漆咬底漆，也容易造成失光（3）单组分底漆喷太薄，罩UV漆后UV清漆易咬穿底漆而引起失光。,解决方法：,解决方法：（）、调整溶剂挥发速率；降低涂装环境的温度和湿度。（）、调整UV漆和底漆配方（一般是油漆厂家要做的）；将底漆干燥得彻底一点，如延长晾干时间，或适当降低底漆涂膜厚度，使底漆在烘烤时相对会干得透一点，也可以使UV漆咬底漆现象减轻。（3）、保持底漆适当的漆膜厚度，一般在10-15um最好。,4、鱼眼,鱼眼又称凹陷，它一般呈现出边缘圆形凹痕、中间点状凸起、看上去就像鱼的眼睛。原因分析工件表面和环境不干净或压缩空气不干净会造成喷UV清漆后形成鱼眼；铝粉底漆喷的太毛，有部分铝粉竖起也会造成喷UV清漆后形成鱼眼。解决方法重新清洁待涂装的工件和环境、检查压缩空气过滤系统是否正常；喷UV漆前的铝粉漆喷涂湿润一点，流平好一点。,5、附着力,机理：单液型底漆和UV面漆之间不存在化学交联，基本上底漆、面漆之间的分子间作用力（包括分子间范德华力和氢键作用力），以及底漆和面漆之间的相互溶解，渗透所带来的物理锚合作用，因此要求底漆和面漆之间的配套。底漆太硬面漆难以咬入，UV面漆溶解力太弱，不能形成良好的层间结合，底漆太软容易咬底、发花、发雾，同样面漆太厚，自由基聚合时体积收缩太大对附着力也有影响。,影响附着力的可能原因,（1）、底漆原因：底漆硬度高；涂装后放置时间太长，干得太透；铝粉漆的铝粉含量偏高都是影响层间附着力的重要因素。底漆喷的过薄，UV漆咬入底漆后直接接触PS素材，因不定做UV漆的话一般UV漆与PS素材是无附着力的。（2）、UV面漆原因：树脂和单体自身的粘附性不高；或配方设计时官能度偏高造成自由基聚合反应时体积收缩太大（特别是涂膜太厚时体积收缩影响附着力的现象更明显）；或UV固化不彻底，没有形成足够长的分子链。有的厂，涂装线下面的灯管能量不够，UV没有完全固化也会造成uv漆表面看上去是干的，但实际它与底漆之间附着力不好。溶剂偏弱或挥发太快、导致对底漆及塑料底材的二次溶解力不够。表面张力太高，不能对底漆充分润湿和流平，配方设计不合理。,解决方案,1、调整底漆的硬度。铝粉含量要控制在合理的范围，底漆不要喷的太薄，使用和UV配套的底漆系统。2、控制好UV涂膜的体积收缩,调整溶剂的溶解力和挥发速率,调整膜厚、引发剂用量和灯功率,重新选择原材料和调整配方.,6.硬度的影响因素与解决方案,硬度的定义:涂层的硬度一般是指涂膜表层的铅笔测试硬度,其测试结果主要取决于涂层自身的硬度,同时也与涂膜的韧性和表面滑爽有关.,影响硬度的可能原因:,（1）底漆硬度和涂膜厚度；（2）所选用主体UV树脂的结构和官能度，单体官能度越高硬度越高体积收缩越大，厚涂时附着力易差；（3）配方的最终UV固化转化率要求UV固化时能量不小于600mj/cm2。能量越高，漆膜的硬度就越高。如果太高就影响返修时的附着力，一般能量不超过700mj/cm2对返修有利（当然返修工件控制在3天内必须返修结束）。（4）涂层中丙烯酸双键的交联密度；（5）UV线红外流平温度和时间、UV曝光能量以及干膜厚度。,可行的解决方案,（1）调整底漆硬度；（2）调整面漆配方增加交联密度，但不能太高，以硬度大于H为好；（3）增加涂膜厚度,控制在30-40um；（4）增加曝光强度，但不宜太高，否则官能团太多，交联点太多，体积收缩太大，厚涂时附着力会变差；（5）调整红外流平温度和时间，使UV漆中溶剂在红外流平时要充分释放后再进行紫外光固化，但红外流平温度过高或时间太长也会造成UV漆咬底漆而降低整个涂层硬度。,7.麻点形成的原因与解决方案,外界因素:（1）环境中灰尘太多；（2）物件表面没有处理干净(灰尘、油污、静电等)；（3）底漆涂装工艺缺陷、细度不够或反粗。涂装因素:（1）配方体系中过滤不干净或搭配不合理,体积收缩太大,涂膜的润湿铺展性不佳，易形成局部团聚，导致麻点产生；（2）稀释剂的溶解力不够,溶剂挥发后期有不相容物析出；,可行的解决方案,（1）提高喷涂车间的无尘级别；（2）用白电油、IPA（异丙醇）对素材除油除蜡,用静电枪除尘；（3）保证底漆的细度，色漆控制在15微米以下，银粉漆控制在30微米以下，平衡底漆的膜厚、平整性和遮盖力；（4）调整配方的相容性、固化速率和体积收缩，引入大分子量的体积收缩小伸展性较好的树脂；（5）控制稀释剂的溶解力和挥发梯度，做到溶解力、挥发速率和咬底性的三方平衡；,8.涂膜泛白的原因与分析,可能原因：（1）光固化涂装环境湿度太高，曝光时表面凝结有水份；（2）底漆线温度太高，底漆线稀释剂挥发太快，挥发时水份落在底漆表面而泛白。（3）面漆内加入过多的助剂。解决方案：（1）、涂装环境的湿度尽量控制在不高于80%；应在40%-70%，温度20-30；（2）、降低溶剂的挥发速度，降低涂膜厚度。（3）、降低面漆内的助剂含量，同时要求工件和施工环境洁净。,9.起泡的形成原因与解决方案（涂装厂家将起泡也称为“水印”）,可能原因：（1）底漆没有干透，就罩UV清漆，底漆溶剂继续挥发形成气泡。（2)空气湿度太大，底漆没有烘干，在罩UV前底漆中溶剂还在挥发，使底漆表面有水分，罩UV漆时水分罩在里面，过一段时间形成小泡。（3）底漆表面被皮肤直接接触，留有手汗，罩UV漆后过一段时间也会形成小泡。（4）潮湿天气压缩空气油水分离不好，冷干机失效，使压缩空气含有水分混入油漆中，也会起泡。,解决方案,（1）底漆要干透，如潮湿天气，底漆烘完后再晾干一段时间，最好底漆60烘15分钟，在晾1小时以上去罩UV清漆。（2）降低空气湿度。（3)戴干手套触摸罩UV前的工件，最好干手套上没有汗渍。（4）检查压缩空气的油水分离器和冷干机。（5）罩UV漆前用抹壳水均匀擦拭底漆表面，除掉手汗及潮湿空气中吸附在底漆表面的水分，喷底漆前用抹壳水均匀抹机壳，除油除水。,10.缩孔的形成原因与分析,（1）、被涂物表面有油污或表面有蜡和灰尘，涂装时局部表面张力过低容易产生缩孔；（2）、涂装时空压机有油或水混进了油漆中，引起缩孔；（3）、涂料的表面张力过高，被涂物的表面能过低在涂装时也容易引起缩孔；(4)、被涂物表面被有机硅污染或是涂料中使用了过量的短波有机硅油也容易引起缩孔。,解决方案：,（1）检查空压机中的油水是否长时间未放；（2）检查油水过滤系统是否运转正常，最好加装空气干燥过滤器；（3）涂装前用白电油或IPA清洁被涂物的表面，除去表面油质，蜡和其它污渍；（4）涂料的表面张力要尽量调整到和被涂物的表面能接近，涂装湿润不好可以用溶剂调整，涂装以后产生缩孔可以用低表面张力的助剂调整；（5）表面被有机硅污染过的物件要特别做好清洁，涂料中使用的助剂要仔细筛选和评估。,11.流平不良的原因分析,（1）稀释剂溶解力不够或挥发速率过快；（2)开油比例偏低，涂装粘度偏高导致流平不佳；(3)涂料分子量高或涂装固含量偏低；(4)配方中使用了短波助剂；(5)配方中树脂相容性不良。(6)喷漆时走枪不均匀，或喷UV漆时喷的太薄，喷色漆时吐出量太小或枪距太远。,解决方案,（1)调整溶解力或挥发速率；(2)控制好开油比例和涂装粘度；(3)配方的分子量和涂装固含要控制的合理；(4)短波助剂少用或不用；（5）选择相容性好的树脂搭配组合（6）喷UV漆时不能太薄，UV漆膜厚度在405um较好。喷色漆时一次吐出量加大，控制合理枪距，不能太远。,12.开裂的原因分析,（1）配套底漆干燥时间不够；（2）面漆稀释剂太强或挥发太慢；（3）面漆曝光能量太高固化收缩率太大；（4）面漆交联密度高或转化率太低；（5)面漆涂膜太厚或曝光过程的温度偏高。,解决方案,(1）底漆喷涂后要