新型辐射固化聚酯丙烯酸酯齐聚物| PCI Magazine - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

优越的耐磨性和高性价比的替代品聚氨酯丙烯酸酯低聚物

聚酯丙烯酸酯低聚物在涂料工业中获得了广泛的接受，被用于需要优越物理性能的地方。188BET竞彩与环氧丙烯酸酯低聚物相比，它们提供了更强的性能，如果不需要高程度的耐黄变性，它们是聚氨酯丙烯酸酯的性价比替代品。本文研究了几种独特的聚酯基低聚物的性能，并与常用的聚氨酯和环氧丙烯酸酯在耐磨性、物理性能和易操作性方面进行了比较和对比。还报告了木基材(枫木)上的粘附特性。

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简介

当高性能和良好的经济性非常重要时，聚酯丙烯酸酯齐聚物正在成为材料的选择，就像它们在大多数UV/EB工业应用中一样。虽然聚氨酯低聚物在大多数情况下提供了更大程度的抗黄变性，但如果最终产品不会暴露在严酷的户外暴露，原材料成本可能会令人望而却步或不合理。环氧丙烯酸酯低聚物虽然成本较低，但在许多应用中可能无法提供所需的耐久性和性能质量。聚酯低聚物可以在不牺牲关键最终用途性能的情况下弥补成本差距。事实上，它们提供了一个更好的易于操作的额外好处，因为大多数聚酯的粘度低于聚氨酯或环氧丙烯酸酯没有单体稀释剂。这使得低聚物对物理性质的贡献更大，并使配方变化更可预测。

研究的新型聚酯丙烯酸酯低聚物具有优良的耐磨性。事实上，一种涂料的粘度足够低，适合喷涂或真空镀膜应用，并显示其初级刺激指数(PII)为零。为了便于比较，本研究还添加了一种被许多人认为是木器涂层应用的“行业标准”的聚酯低聚物，以及另外两种不同骨架结构的基本低聚物。一种是环氧双丙烯酸酯，另一种是聚氨酯双丙烯酸酯。对照低聚物称为工业标准的聚酯、环氧树脂和聚氨酯。本研究包括对低聚物的几种物理性质的分析，其中大多数是基于由低聚物与单体和光引发剂配制而成的固化膜。一些实验是在整齐的、未固化的低聚物上进行的。表1提供了待测低聚物的列表，以及骨架类型和功能的简要描述。

配方测试

本研究使用的基本配方如表2所示。为每个测试的低聚物制作单体组分和光引发剂的“母批”。本研究选择的单体包括三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)和3摩尔乙氧基化三甲基丙烷三丙烯酸酯(3EO TMPTA)。TPGDA是一种低挥发性、低粘度的单体，由于成本原因常用于自由基聚合。DPGDA也是一种经济的反应性单体，可以取代己二醇二丙烯酸酯(HDDA)。它具有良好的降粘性能，而且更友好，与HDDA的5相比，它的PPI为2。聚氧基TMPTA也因其低皮肤刺激性而被选择，但提供了更高的交联和增强表面固化的额外好处。用于这些配方的光引发剂是聚合物α -羟基苯基酮与2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮共混。低聚物的类型不同，但在基础配方中含量保持不变。

应用及固化条件

每种配方含有不同的低聚物变体，应用于色谱处理的铝测试板，使用编号40线缠绕棒，以产生4.0密耳的薄膜厚度。然后，在配有两个300瓦/中压汞蒸气灯的标准输送系统上，以50英尺/分钟的线速度固化涂覆的面板。选择这些条件，因为它们通常用于固化木材的封口剂和面漆。测量的综合能量为250 mJ/sq。厘米使用照明工业IL390辐射计。所有面板都以这种方式准备，并在测试前在控制温度和湿度的区域调节24小时。除非另有规定，这些条件用于所有划痕和磨损测试。

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物性评价

使用Brookfield RTV粘度计在25°C和60°C下测量“整齐”齐聚物的粘度。由于粘度不同，每种低聚物所用的纺锤体也不同。选择合适的锭子以保持刻度表上的中等范围读数。值得注意的是，在不添加单体的情况下，CN2262在室温下的粘度为420 cps。这种特性使得这种低聚物在喷涂或真空镀膜应用中非常有用。CN2262具有低皮肤刺激的附加好处，PII值为零。

用差示扫描量热法(DSC)测定玻璃化转变温度(Tg)，温度以每分钟20℃的速率从-100℃上升到250℃。Tg被定义为聚合物从玻璃态转变为橡胶态的热点。虽然不是完整的答案，但有时可以用Tg来表示硬度。Tg越高，聚合物越硬。

为了更全面地了解薄膜的强度特性，还进行了拉伸拉力试验。这是通过在Instron 5543型号上用4英寸长拉伸半英寸宽的聚合物条来实现的。每个带材的薄膜厚度约为5.0 mils。测定了断裂时的拉伸强度和杨氏模量，以及通过断裂时最大伸长率量化的柔韧性。每种涂层的20个样品进行了测试，以确保准确的结果。上述测试的结果如表3所示。

从拉伸和模量性能来看，环氧树脂和聚氨酯丙烯酸酯是最强和最硬的。它们也有最高的玻璃化转变温度的低聚物测试。然而，后续的磨损测试表明，对于低聚物来说，保持韧性和柔韧性的平衡对于固化膜具有所需的弹性以显示所需的耐磨性能是非常重要的。

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测试结果/讨论

在这项研究中进行的大部分测试集中在耐磨性能上。使用Taber磨料机，使用CS-17磨轮，每500到2000个循环对固化涂层进行重量损失，总重量为1000克。该配方应用于经色谱预处理的铝板上，并使用两个300瓦每英寸的中压汞蒸气灯在50 fpm下进行固化。然后，面板被切割成适合泰伯机的尺寸。通过在开始前和每500个循环后称量面板，可以计算出由于磨损造成的重量损失。每次称重前，用一块布清洗测试板，以确保所有外来物质都被清除。每种配方测试了三个面板，面板的平均值作为最终结果报告在图1中。

图上的每条竖线表示给定寡聚物每500到2000个循环的累积重量损失。重量损失越大，耐磨性越差。比较三种化学类型的低聚物的耐磨性，聚氨酯优于环氧树脂，聚酯优于聚氨酯。所有新的聚酯低聚物都远远优于“工业标准”认定的材料。

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配方低聚物共混测试

当从成本/性能的角度考察三种低聚物家族时，环氧丙烯酸酯虽然成本低，但可能会变得太脆，随着时间的推移会变黄。脂肪族聚氨酯丙烯酸酯通常用于最佳性能是必不可少的最终应用。与环氧树脂相比，这些低聚物表现出优异的耐黄变性能和增强的划痕和磨损性能。然而，他们相当贵一点。聚酯丙烯酸酯化学倾向于介于这两种极端成本之间。它可以添加到环氧基配方中以提高性能而不影响成本，或者可以与聚氨酯型配方混合以降低成本，同时保持物理性能，如耐刮擦性和耐磨性。

制备了两种配方低聚物共混物。在一种情况下，聚酯丙烯酸酯低聚物与环氧树脂混合，在另一种情况下，聚酯低聚物添加到聚氨酯基组合物中。表4描述了在混合物1和2中使用的组件。

配制的低聚物共混物(1和2)，以及含有环氧树脂、聚氨酯或聚酯丙烯酸酯的配方，应用并固化。CS-17 Taber测试再次使用前一节中描述的方法进行。每500个周期测量每个样品的重量损失，并计算累积结果。结果如图2所示。

当对数据进行检查时，环氧体系的不良性能结果是相同的。当环氧和聚酯丙烯酸酯低聚物在共混物中测试时，证明了一种改进。根据重量损失测量结果，在不显著增加成本的情况下，整体磨损性能提高了约27%。

当聚丙烯酸酯低聚物被添加到以聚氨酯为基础的配方中时，结果更加令人印象深刻。该配方可降低总成本，同时提高约27%的耐磨性。

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枫木的粘附特性

涂层与基材的附着力是另一个重要的标准。如果涂层不能附着，那么耐磨性就不重要了。这些低聚物的主要市场之一是用于木地板、橱柜和家具的涂料。选择枫木进行粘附性测试，因为它是较难粘附的木材类型之一。附着力与木材的硬度、密度和细胞结构有关。一般来说，木材的密度越高，附着力就越难。巴尔沙木非常柔软，有很大的纤维素结构。因此，密度相对较低，170公斤/立方米，使粘附非常容易。松树的密度稍高，视松树种类而定，在360-560公斤/立方米之间。但它还是比较柔软和多孔的，所以仍然可以实现良好的附着力，没有太大的困难。 Maple, in contrast, is one of the hardest woods available and has a very small cell structure. Typical densities range to 755 kg/cubic meter, making it almost 4.5 times denser than balsa and 1.5 -2 times harder than pine, depending on the grade. Due to the adhesion challenge, maple was selected as the substrate for adhesion testing.

影响涂层外观的另一个要点是在涂层应用之前对木材的准备。一般情况下，木材在涂布前先用砂纸打磨，以获得光滑的成品纹理。如果使用较细的砂纸而不是粗糙的砂纸，这也会影响附着力。砂纸越细，表面越光滑，就越难粘附。

研究中使用的砂纸的等级从60(非常粗)到1500(非常细)不等。在涂漆之前，枫木的表面用不同等级的砂纸打磨。大约1.0 mil的涂层，然后用2个300瓦/英寸固化。中压水银灯，线路速度为每分钟50英里。用交叉结合力(ASTM D 3359)作为涂层类型和所用砂纸等级的函数来评价附着力。

附着力测试的结果如图3所示。当比较不同种类的低聚物时，聚氨酯丙烯酸酯的粘附性能优于环氧丙烯酸酯，其中聚酯丙烯酸酯低聚物的整体粘附性能最好。用的既有聚氨酯也有环氧树脂，只要木材表面很粗糙，附着力就好。然而，随着表面变得光滑，粘连损失是注意到的，直到粘连非常差。无论表面状况如何，聚酯低聚物的附着力都相当好。CN2261LV代表了所有被测试的新型聚酯低聚物的粘附性能。