具有出色降粘性能的最高消光剂负载| 2017-10-10

UV固化是全球发展最快的技术之一，预计每年增长6-7%。2022世界杯八强水位分析无溶剂uv固化涂料的抠图仍然非常具有挑战性，需要配方商、设备和原材料供应商之间的密切合作。一种新开发的化学方法导致了专门设计的润湿和分散添加剂，DISPERBYK-2158和DISPERBYK-2159，它们支持与固体颗粒的擦除。这两种添加剂都能使具有牛顿流动特性的高负载涂料的配方成为可能。低粘度支持辊涂机的应用，并改善了在最终涂层中消光剂的流平和取向。用新的定制添加剂制备的涂层的外观和触觉非常令人愉快，并提供高质量表面的感觉。

化学方法

色散byk -2158和色散byk -2159是基于超分支聚合物。利用相同的活性物质，DISPERBYK-2158是一种含有活性稀释剂的添加剂，而DISPERBYK-2159是一种含有有机溶剂的润湿和分散添加剂(表1)。

表1:产品属性。

超分支聚合物在过去的15年中受到了广泛的关注。由于其独特的化学和物理性质，这些化合物在涂料、添加剂和大分子材料中得到广泛应用。已知有许多不同种类的超支化聚合物，例如聚乙二醇、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚苯胺、聚噻吩和聚芳烯。¹所有这些都可以作为进一步修改的基石。市售的超分支聚合物积木是毕克的重要原材料。通过应用现代合成方法，可以对超分支多功能核心进行改性，以制造出具有新颖性能的定制添加剂。功能单元的选择和最终聚合物结构中单体含量的微调对于实现所需的性能块至关重要。

为无溶剂uv固化涂料量身定制的超支化聚合物

除了使用消光树脂、特殊消光剂和准分子灯来维持低光泽表面外，使用固体颗粒(如二氧化硅消光剂)进行消光仍然被广泛使用。没有溶剂，没有或最小的薄膜收缩，以及非常高的干燥/固化速度，需要比溶剂性或水性配方中使用的二氧化硅消光剂量显著更高。根据消光剂的类型和结构，粘度很容易上升。这导致了消光剂剂量的限制，并使辊涂机的应用变得困难，产生不可接受的流平和强烈的辊印。由于消光剂不能充分分散和稳定，出现斑点和不均匀的表面。

无溶剂硅基uv固化涂料现代润湿分散添加剂技术要求

市场上已经有润湿和分散添加剂，旨在支持大量二氧化硅消光剂的掺入。但是，它们的性能还需要进一步优化。新的发展需要提供:

极好的润湿，分散和稳定的非常高的消光剂用量;
有效的降粘和合适的牛顿流动特性，更易于应用;
在常用的低聚物和单体中具有广泛的相容性;
无溶剂交付形式。

最近开发的超分支聚合物基添加剂通过空间稳定来分散消光剂。由于量身定制的粒子亲和基团，超分支聚合物吸附在消光剂表面，保持粒子分离，防止消光剂颗粒絮凝(图1)。反絮凝产生牛顿流动特性，粘度普遍降低。这样可以增加消光剂的用量，提高调平效果。

图1:色散byk -2158和色散byk -2159结构和空间稳定。

添加剂与低聚物和活性稀释剂的相容性对其效率至关重要。与粘合剂基体和活性稀释剂的不相容性导致粒子亲和基团的阻塞，空间位阻的崩溃和消光剂的絮凝。

新添加剂与常用的树脂类型和活性稀释剂具有良好的相容性(表2)。混合后所有样品均保持透明和液体:未观察到浑浊、结块或凝胶。

表2:新添加剂与常用活性稀释剂的相容性。

粘度和流变行为的评价

在不同的无溶剂uv固化体系中，使用了广泛的未经处理和处理过的二氧化硅消光剂，对色散byk -2158进行了粘度降低和对流变性能的影响的测试。将新开发的添加剂与代表性标准等级的润湿分散添加剂进行了比较。

本文的重点是用未经处理的二氧化硅消光剂进行的实验。这些等级通常被发现是最难分散的，并导致最强的粘度增加，严重限制了其适用性。根据不同的化学性质、结构和粒径选择二氧化硅消光剂(表3)进行测试。

表3:配方1中使用的未经处理的二氧化硅消光剂。

第一组试验在起始配方1(表4)的基础上进行，使用15%的二氧化硅消光剂，10%的添加剂活性物质根据所涉及的二氧化硅消光剂的用量计算。除二氧化硅消光剂外，每种成分用溶解剂以2米/秒的速度搅拌3分钟，将这些成分混合。以2m /sec的速度搅拌10分钟，小心加入二氧化硅消光剂粉末，并将制备好的样品放置在暗处过夜，然后进行评价。流变学剖面、粘度和粘弹性由旋转流变仪RHEOPLUS/32 V3.62进行测量，采用CP25-1锥/板装置，测量几何形状为1°，锥直径为25 mm，剪切速率区间为0.1到1000秒^－1．

表4:开始公式1。

粘度评价与以下因素进行比较:

标准1丙烯酸酯与色素亲和基团在聚丙烯乙二醇60%共聚物;
标准2结构丙烯酸酯共聚物44%在乙酸甲氧基丙酯/丁醇1/1和样品中不含任何润湿和分散添加剂。

图2显示了含有色散byk -2158的样品与不含任何添加剂的样品之间的显著粘度降低。与标准1和标准2相比，粘度值和流变特征表明，新产品具有更好的降粘度和牛顿流动特性。

图2:使用15%二氧化硅消光剂Syloid C809和10%活性物质DISPERBYK-2158对消光剂用量的粘度和流变性曲线。

接下来对含Acematt TS 100作为二氧化硅消光剂的无溶剂UV漆进行了评估。为了在不添加添加剂的情况下使样品具有可测量的粘度，在该配方中Acematt TS 100的用量必须从15%减少到12%。在没有添加剂的情况下，Acematt TS 100的混合量不可能超过12%。所有样品均以12%的Acematt TS 100和10%的添加剂活性物质为基础，以二氧化硅消光剂的总量为基础制备。

粘度和流变剖面的测定总结在图3中。色散byk -2158显示出令人印象深刻的粘度降低和牛顿流动。标准1也能降低粘度，但伴有强烈的假塑性流动行为。标准2对12% Acematt TS 100的降粘效果不够。

图3:采用12%二氧化硅消光剂Acematt TS 100*和10%活性物质DISPERBYK-2158对消光剂用量的粘度和流动行为进行了研究。

以二氧化硅消光剂的固体为基础，在分散式byk -2158的活性物质用量为10%后，粘度降低效果显著，随后进行了更多的筛选，即以二氧化硅消光剂的固体为基础，添加2.5%和5%的活性物质。第三种硅消光剂Acematt HK 440被选作进一步的比较。

图4显示了在低剂量下，DISPERBYK-2158的极高效率。即使是分散byk -2158中一半或25%的添加剂活性物质也足以达到与标准1和标准2相比更强或类似的降粘度。

»在较低的添加剂用量下效率:添加剂活性物质对二氧化硅消光剂固体的影响为2.5%，5%和10% (Acematt HK 440的15%)

图4:»添加剂用量较低时效率:添加剂活性物质对二氧化硅消光剂固体的影响为2.5%、5%和10% (Acematt HK 440的15%)。

为了评估润湿和分散添加剂对光泽度的影响，所有漆器样品都用博士刀涂在厚度为25 μ m的黑色无涂层纸箔上。经过2min的蒸发时间，使用1 × hg灯固化，光强为120w /cm，带速为5m /min。用Micro Tri Gloss仪器在60°下测量光泽度。在60°测量的光泽度值被发现相当稳定。

表面的光学判断:视觉和光学电子显微镜

除了有效的粘度和光泽降低，优秀的润湿和分散的消光剂也需要实现一个光学吸引力，光滑的表面。应用和固化后，仔细检查表面的细度，均匀的消光剂分布，存在结块和斑点。

图5显示了基质润湿性差，表面粗糙，这是由于没有添加任何添加剂的样品粘度很高(1)造成的。使用标准1和标准2时，二氧化硅消光剂的润湿分散不够:使用超过10%的二氧化硅消光剂(2号和3号)时，漆面可见结块和斑点。具有与定制的粒子亲和基团非常兼容的添加剂，由于消光剂的良好润湿性，粒子之间的分离更多，在配方中使用色散byk -2158的样品上看不到团聚或斑点。表面均匀光滑(No.4)。