塑膠硬質(zhì)涂料
由于塑料材料在汽車、電子和通訊等行業(yè)應(yīng)用的增長，塑料涂料在最近幾年也有了飛速的發(fā)展。
塑料表面涂料的一些常見功能有：涂料對(duì)塑料表面可以起到良好的保護(hù)作用，防止機(jī)械磨損；涂料可以賦予塑料表面很多裝飾效果（高光、啞光、錘紋等）；涂料也可以給塑料帶來很多功能效果，如：防反射，防靜電等。而當(dāng)強(qiáng)調(diào)涂料對(duì)塑料表面的保護(hù)功能時(shí)，就需要開發(fā)出相應(yīng)的高硬度涂料。
由于固化后體系具有高度的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，具有良好的物理機(jī)械性能，所以目前在木器，家具，建筑，印刷和電子領(lǐng)域UV涂料技術(shù)得到越來越多的應(yīng)用，以便提供具有良好性能的涂膜，對(duì)底材進(jìn)行保護(hù)。但是總體來說UV涂料在塑料上的應(yīng)用還相對(duì)有限。
目前，在塑料涂料中UV涂料主要應(yīng)用于手機(jī)、電腦、MP3播放器、照相機(jī)、家用電器以及化妝品包裝等方面。在亞洲地區(qū)，以上這些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ν苛系男枨笠呀?jīng)達(dá)到約16000噸/年，并以15-20%的增長率每年遞增。在亞洲范圍內(nèi)，日本仍然主導(dǎo)著UV塑料涂料的市場，中國緊隨其后成為第二大應(yīng)用市場，但目前進(jìn)口涂料產(chǎn)品仍然在中國市場占主流地位，中國本土的涂料制造商正在非常積極利用各家原材料供應(yīng)商、設(shè)備供應(yīng)商提供的資源自主開發(fā)具有自身特點(diǎn)的涂料體系。而韓國已經(jīng)在化妝品包裝真空鍍膜涂料這一領(lǐng)域開發(fā)出非常成功的涂料體系。
本文的目的是提出涂料制造商在開發(fā)涂料過程所遇到的一些典型問題并結(jié)合這些實(shí)際問題對(duì)一些新推出的樹脂產(chǎn)品進(jìn)行使用性能的檢測。
一些評(píng)價(jià)漆膜力學(xué)性能的常見方法
鉛筆硬度
由于鉛筆硬度具有簡單、便捷的特點(diǎn)，所以這種方法在檢測時(shí)最常用。用于測試用的鉛筆包括從最硬的9H到最軟的9B，H代表硬，B代表黑，HB代表硬和黑的鉛筆。最硬的是9H，依次為8H,7H,6H,5H,4H,3H,2H和H。F表示中等硬度；然后依次為HB,B,2B,3B,4B,5B,6B,7B,8B，9B是最軟的鉛筆。
當(dāng)兩個(gè)不同的面漆施涂于相同的體系之上，不管是直接在底材或是在底漆上，鉛筆硬度可以作為一種衡量漆膜硬度的對(duì)比手段。但鉛筆硬度的測量結(jié)果并非絕對(duì)，面漆之下的部分也會(huì)影響最終的測試結(jié)果，如一個(gè)相同的涂料涂布于不同的底材上時(shí)顯示出的硬度會(huì)有很大的不同，所以在進(jìn)行鉛筆硬度的檢測時(shí)應(yīng)盡量做到在相同條件下，如相同的底材和膜厚。
RCA檢測
RCA (涂層耐磨性) 檢測是一種比較柔和的耐磨檢測方法（與用于木地板或PVC扣板的耐磨檢測方法相比）。檢測原理是通過一個(gè)具有特定重量（通常是175g）的物件把自身重量通過一個(gè)橡皮輪傳遞到接觸被測物件的紙帶上，最后由紙帶對(duì)被測物件進(jìn)行磨耗測試。 測試的結(jié)果由磨穿底漆時(shí)紙袋累計(jì)走過的圈數(shù)表示。由于不管底漆還是底材時(shí)常都有顏色，所以很容易用眼睛直接辨別。
RCA耐磨檢測的方法對(duì)漆膜的厚度也非常敏感，因此兩個(gè)涂料必須在同一條件下進(jìn)行對(duì)比。
對(duì)于手機(jī)漆而言一般的RCA耐磨要求在300-500轉(zhuǎn)之間，一些高要求的廠家也會(huì)達(dá)到1000轉(zhuǎn)。
在中國手機(jī)漆市場上，RCA測試是必須的，有時(shí)也會(huì)配合應(yīng)用一些其他的檢測方式。而在其他一些亞洲國家最常用的是TABER耐磨測試。
用于塑膠涂料耐磨檢測的RCA測試儀
Taber耐磨測試
Taber磨耗測試儀由一個(gè)承放物件的水平測試盤，兩個(gè)磨耗輪組成。測試過程中水平的測試盤會(huì)以恒定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，由兩個(gè)磨耗輪對(duì)被測物件進(jìn)行磨耗檢測。由于恒定的轉(zhuǎn)速和施重，所以磨耗輪可以對(duì)被測物件保持恒定的磨耗檢測，通常選用的磨耗輪是CS 10F型號(hào)，施重為1000g。
對(duì)于塑膠漆而言，Taber磨耗結(jié)果通常以兩種方式體現(xiàn)：其一，磨穿漆膜所需的轉(zhuǎn)數(shù)；其二，在固定轉(zhuǎn)數(shù)下，漆膜狀況的變化，如：光澤的降低，霧影的程度，漆膜失重的情況。
鋼絲球檢測
這是一個(gè)快速的檢測方式，通過以恒定的力和速度用鋼絲球?qū)Ρ粶y試物件進(jìn)行往返的劃擦，觀察表面的變化。
判斷的標(biāo)準(zhǔn)可以是經(jīng)過一定劃擦次數(shù)后漆膜表面的透明度的變化，或是記錄漆膜表面出現(xiàn)變化時(shí)的劃擦次數(shù)。所以這種方法經(jīng)常在底材為透明時(shí)使用，如：PS,PET,TAC等。
其他的內(nèi)部檢測方法
每個(gè)手機(jī)制造商都可能會(huì)有些自行制定的檢測標(biāo)準(zhǔn)，例如有些廠商可能會(huì)用橡皮對(duì)漆膜表面進(jìn)行涂擦的方法來表征涂膜的強(qiáng)度程度，但所有這些測試方式都是在盡量模仿實(shí)際應(yīng)用時(shí)的外界條件，從而對(duì)涂料性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。
柔韌性和脆性
簡單的柔韌性和脆性的檢測是將涂好的試樣板進(jìn)行彎折而后觀察表面是否有裂痕。
其他的關(guān)鍵要求
附著力
在各種底材或底漆上獲得良好的附著力對(duì)于涂料制造商來說確實(shí)是一個(gè)非常大挑戰(zhàn)，涂料開發(fā)人員總是希望能開發(fā)出一種在常見塑料底材如ABS,PC,BMC或聚烯烴以及各種底漆（熱塑性底漆或雙組分PU底漆）上均具有良好附著力的涂料產(chǎn)品，根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，各種鋁粉底漆對(duì)附著力的要求尤其高。附著力的檢測一般都是根據(jù)ISO 2409標(biāo)準(zhǔn)，即劃格法，以不掉漆表示通過。附著力的測試一般在UV固化后進(jìn)行，或者在UV固化后再進(jìn)行一系列耐久性檢測，如耐濕，耐熱性檢測后進(jìn)行，此外觀察物件在經(jīng)歷完這些耐久性測試后漆膜表面有無脆裂或其他變化也可從另一個(gè)側(cè)面反映出附著力的好壞。當(dāng)然，噴涂配方中的溶劑也對(duì)附著力有很大的影響。
涂料固化前后顏色沒有改變
由于面漆大多數(shù)情況都是清漆，所以最理想的情況就是物件在涂布面漆前后沒有顏色上的差異。顏色的變化主要取決于3點(diǎn)：
—— 涂料體系自身的顏色：顏色的變化可以用色度計(jì)在涂布前和涂布后對(duì)樣板進(jìn)行測定，通常用Labvalues來表述。由于在樹脂的生產(chǎn)過程中，抗氧劑、穩(wěn)定劑和催化劑等物質(zhì)都會(huì)對(duì)最終的產(chǎn)品顏色有很大的影響，因此對(duì)于樹脂制造商來說，降低樹脂自身色澤是一個(gè)重要課題也是今后工作的重點(diǎn)。
—— 長時(shí)間放置或在光照射后的顏色變化：即通常所說的非黃變性或戶外耐久性。這主要是由于樹脂本身具有一些對(duì)光不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，受光照射后產(chǎn)生顏色上的變化。通常情況下，應(yīng)避免使用含芳香族環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂，而脂肪族聚氨酯丙烯酸酯在這方面的性能非常出色。此外對(duì)光引發(fā)劑也要進(jìn)行仔細(xì)的選擇。
—— 在金屬底漆上，有些顏色變深的情況是由于配方中的單體如HDDA,TPGDA或TMPTA對(duì)底漆的咬噬引起的，因此為了獲得良好的最終效果，目前的趨勢是開發(fā)不含單體的預(yù)聚物。此外配方中的溶劑也會(huì)對(duì)底漆有侵蝕作用，在這方面也應(yīng)予以考慮。
表面狀況
噴涂獲得良好的表面效果需要很多的調(diào)節(jié)技巧。配方設(shè)計(jì)和涂料使用人員需要處理很多表面缺陷如：橘皮、魚眼、爆孔。所有這些問題的解決都需要對(duì)涂料體系進(jìn)行很精細(xì)的調(diào)節(jié)，如調(diào)節(jié)溶劑體系在噴涂過程中的揮發(fā)速度，不要過快以取得很好的流平，但也不要過慢以防光固化前溶劑揮發(fā)不完全造成殘留影響漆膜性能。
對(duì)目前塑膠面漆來說，物理干燥和交聯(lián)固化處于兩個(gè)完全不同的階段。第一階段通常是在60—80度進(jìn)行溶劑的閃干；第二階段是涂料自身在較低的溫度下進(jìn)行交聯(lián)固化。因此涂料在第一階段的表面狀況也會(huì)一直保持到光固化后，這就是說在第二階段沒有可能除掉第一階段產(chǎn)生的表面缺陷。
目前UV涂料中常見的表面缺欠如：麻點(diǎn)問題, 可以通過使用齊聚物1, 2,3 來得到最大程度的解決，并通過選擇合適的溶劑組合來獲得令人滿意的流平。
綜上所述，需要開發(fā)具有良好的噴涂施工性、流平性、防止表面缺陷的樹脂產(chǎn)品，從而為配方開發(fā)帶來方便。
結(jié)論：用于塑膠表面的硬質(zhì)涂料屬于高性能的涂料，需要對(duì)顏色、硬度、耐磨、柔韌性和附著力有一個(gè)綜合的平衡，此外最終的施工方法是噴涂并且必須獲得良好流平、光澤等表面效果。
