新Radiation-Curable聚酯丙烯酸酯低聚物| PCI杂志

优越的耐磨性能和具有成本效益的替代聚氨酯丙烯酸酯低聚物

聚酯丙烯酸酯低聚物涂料行业中已经得到了广泛的接受和使用,优越的物理性能是必需的。他们提供增强的性能相比,环氧丙烯酸酯低聚物和具有成本效益的替代聚氨酯丙烯酸酯如果高度的泛黄的阻力不是必不可少的。本文检视几个独特的性能属性polyester-based寡聚物,比较和对比每一个常用的聚氨酯和环氧丙烯酸酯的耐磨性,物理性能和易于处理。在木材基质粘附特性(枫)也报道。

表1 - 2点击图片大图。

介绍

聚酯丙烯酸酯低聚物越来越高时选择的材料性能和良好的经济非常重要,因为它们是与大多数UV / EB工业应用。虽然氨基甲酸乙酯低聚物提供更大程度的泛黄的阻力在大多数情况下,原材料的成本可能太高或毫无根据的,如果最终产品不会被暴露在恶劣的户外曝晒。环氧丙烯酸酯低聚物,而低成本,可能无法提供许多应用程序所需的耐久性和质量性能。聚酯低聚物可以在不牺牲成本关键的桥梁最终用途属性。事实上,他们提供更好的易于处理的另一个好处,因为大多数聚酯比聚氨酯或一个低粘度环氧丙烯酸酯单体的稀释剂。这将允许更多的贡献低聚物的物理性质,使配方更可预测的变化。

新聚酯丙烯酸酯低聚物被调查表现出优越的耐磨性能。,事实上,足够低的粘度,使其适用于喷雾或真空镀膜应用程序和已被证明有一个零主要刺激指数(PII)。出于比较目的,聚酯低聚物被许多人认为是“行业标准”对木材涂料应用程序也被添加到这一研究中,连同另外两个不同的主体结构的基本寡聚物。一个是环氧丙烯酸和另一个是聚氨酯丙烯酸。制成制成控制低聚物将被称为行业标准聚酯,环氧树脂和聚氨酯。这项研究由一个寡聚物的几个物理性质的分析,其中大部分是基于治愈电影由制定与单体和低聚物的光。一些实验是整洁、未硫化的低聚物。表1提供了一个清单的寡聚物进行测试以及骨干类型和功能的简要描述。

配方测试

在这项研究中使用的基础配方表2所示。一批“大师”的单体组件和剂是为每个低聚物测试。为本研究选择的单体包括三丙烯乙二醇醚丙烯酸(TPGDA),制成一缩二丙二醇丙烯酸(DPGDA)和制成3-mole乙氧基化三羟甲基丙烷triacrylate (3 eo TMPTA)。TPGDA被选为波动性和低粘度单体自由基聚合常用的成本原因。DPGDA也是一个经济活性单体,可以取代己二醇丙烯酸(HDDA)制成。它具有良好的降低粘度性能和更加用户友好,有PPI HDDA 2比5。乙氧基TMPTA也选择为其皮肤刺激性低,但提供的额外福利高交联,提高表面治疗。剂用于这些配方是一种高分子alpha-hydroxyl苯基酮与2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone混合。低聚物的类型是多种多样的,但水平保持不变的基础配方。

应用程序和治疗条件

每个配方含有不同低聚物变化应用于chromate-treated铝测试面板,使用数量40线绕杆产生膜厚度4.0密耳。涂层面板被治愈的线路速度50 fpm标准输送机系统配有两个300 w /中压汞蒸气灯。这些条件被选中时,它们通常用于治疗底漆,面漆木材。测量的综合能量250 mJ /平方。cm使用一个灯饰行业IL390辐射计。所有面板都准备在这个时尚和条件控制温度和湿度地区的24小时前测试。这些条件是用于所有划痕和磨损测试,除非另有说明。

表3点击图片大图。

评价的物理性质

“简洁”寡聚物的粘度测量使用布鲁克菲尔德RTV粘度计25°C和60°C。使用的主轴是不同低聚物,因为粘度不同。选择了合适的主轴保持中档阅读千分表。值得注意的是,CN2262粘度420 cps没有添加单体在室温下。这个属性使这个低聚物对喷雾或真空镀膜应用程序很有用。CN2262有好处的皮肤刺激性低,PII零值。

玻璃化转变温度(Tg)确定使用差示扫描量热法(DSC),气温增加从-100°C到250°C的速度每分钟20°C。Tg被定义为热的聚合物从玻璃态到弹性状态转变。虽然没有完整的答案,Tg有时被用来与硬度。Tg越高,聚合物越困难。

更完整的理解电影拉伸拉伸试验也进行了强度属性。这是通过拉伸1/2英寸宽4英寸长条状的英斯特朗,聚合物的模型5543。每条的膜厚度大约是5.0密耳。破坏时抗拉强度和杨氏模量测量,以及灵活性最大百分比量化的断裂伸长率。二十个样品每个涂层进行了测试,以确保准确的结果。上述测试的结果在表3中有关。

的强度和模量特性、环氧和聚氨酯丙烯酸酯是最强的和最严重的。他们也有最高的寡聚物的玻璃化转变温度测试。然而,随后的磨损测试表明,重要的是寡聚物的平衡固化涂膜的韧性和灵活性的要求弹性展览所需的耐磨性能。

图1点击图片大图。

测试结果/讨论

大部分的测试进行的这项研究集中在耐磨的特性。使用泰伯磨石,减肥的固化涂层进行每500周期在2000年周期与CS-17砂轮,与总重量为1000克。配方应用到chromate-pretreated铝面板和治愈使用两个每英寸300瓦特中压汞蒸气灯使用one pass 50 fpm。电池板被切成大小合适的泰伯机器。通过称重板之前,每500个周期后,可以计算因磨损而减肥。测试板是用一块布擦重每次之前确保所有异物摘除。三个板检测每个配方,面板的平均值报告作为最终结果如图1所示。

图上的每一个竖线代表累积减肥每500次到2000周期对于一个给定的低聚物。体重越大,耐磨性差。当比较三种化学类型的寡聚物的耐磨性,聚氨酯比环氧树脂和聚酯优于聚氨酯。所有的新聚酯低聚物远比材料标识为“行业标准”。

表4点击图片大图。

制定低聚物混合测试

当检查三个低聚物的家庭从成本/性能的角度来看,环氧丙烯酸酯,虽然成本低,可能变得太脆弱,会随着时间的推移,黄色。脂肪族聚氨酯丙烯酸酯时通常使用最优性能至关重要的最后一个应用程序。这些寡聚物表现出优越的耐泛黄和增强的划痕和磨损特性,尤其是相比,环氧树脂。然而,他们很有点更昂贵。聚酯丙烯酸酯化学往往落在这两个极端的成本。它可以添加到一个epoxy-based配方改善性能没有显著影响成本,也可以是与urethane-type配方混合,降低成本的同时保持物理性质,如划痕和耐磨性。

两个制定低聚物混合。在一个情况下,聚酯丙烯酸酯低聚物混合环氧树脂和聚酯低聚物的另一个例子是添加到urethane-based组成。表4混合1和2中使用的组件相关联。

制定低聚物的混合物(1和2),随着配方含有环氧树脂,聚氨酯、聚酯丙烯酸酯是应用和治愈。再次CS-17泰伯测试使用前一节中描述的方法进行。减肥对于每个样品测量每500周期和计算累积的结果。报告结果如图2所示。

数据检查时,结果复制环氧树脂系统的表现。改善了环氧树脂和聚酯丙烯酸酯低聚物混合测试。基于体重测量,整体的耐磨性提高了约27%没有显著增加成本。

结果是更让人印象深刻的是当聚酯丙烯酸酯低聚物添加到urethane-based配方。可以降低总成本的制定,同时耐磨性能提高了27%左右。

图2 - 3点击图片大图。

粘附特性在枫

涂层的附着力衬底是另一个重要的标准。如果涂层就粘不住,耐磨性都是不重要的。的一个主要细分市场对于这些寡聚物是木地板涂料,橱柜和家具。枫被选为附着力测试,因为它是比较难的一种类型的木头坚持。附着力与硬度、密度和木材的细胞结构。一般来说,木头的密度越高,越困难的附着力。木材是很软,纤维素的结构。因此,密度相对较低为170公斤/立方米,使附着力非常容易。松密度稍高,介于360 - 560公斤/立方米取决于类型的松树。但它仍然是相对软,多孔,所以附着力好还能意识到并不是很困难。 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.

另一个重要影响涂层的外观是木材的制备涂层之前的应用程序。一般来说,木是用砂纸磨涂层之前传授顺利完成纹理。这也会影响附着力,如果使用细砂纸与粗。细砂纸,平滑的表面,附着力就变得更加困难。

等级的砂纸研究中使用范围从60(很粗)1500(非常好)。涂料之前,枫木的表面使用不同等级的砂纸磨绒。大约1.0毫升的涂层应用然后使用两个300瓦特/治愈。中压汞灯的线路速度50 fpm。粘附是评估使用交叉影线粘连(ASTM D 3359)作为涂料的函数类型和等级的砂纸。

附着力测试相关的结果,如图3所示。比较不同低聚物类型时,聚氨酯丙烯酸酯坚持比环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯低聚物的粘附特性最好的整体。聚氨酯和环氧树脂,只要木材的表面非常粗糙,附着力好。然而,随着表面变得平滑,附着力损失指出,直到附着力很差。聚酯低聚物粘连很好无论表面状况。CN2261LV彰显了新聚酯低聚物的粘附性能的测试。