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：涂料對塑料表面可以起到良好的保護(hù)作用，防止機械磨損；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)強調(diào)涂料對塑料表面的保護(hù)功能時，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)用還相對有限。
目前，在塑料涂料中UV涂料主要應(yīng)用于手機、電腦、MP3播放器、照相機、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)合這些實際問題對一些新推出的樹脂產(chǎn)品進(jìn)行使用性能的檢測。
一些評價漆膜力學(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，所以這種方法在檢測時最常用。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比手段。但鉛筆硬度的測量結(jié)果并非絕對，面漆之下的部分也會影響最終的測試結(jié)果，如一個相同的涂料涂布于不同的底材上時顯示出的硬度會有很大的不同，所以在進(jìn)行鉛筆硬度的檢測時應(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具有特定重量（通常是175g）的物件把自身重量通過一個橡皮輪傳遞到接觸被測物件的紙帶上，最后由紙帶對被測物件進(jìn)行磨耗測試。 測試的結(jié)果由磨穿底漆時紙袋累計走過的圈數(shù)表示。由于不管底漆還是底材時常都有顏色，所以很容易用眼睛直接辨別。
RCA耐磨檢測的方法對漆膜的厚度也非常敏感，因此兩個涂料必須在同一條件下進(jìn)行對比。
對于手機漆而言一般的RCA耐磨要求在300-500轉(zhuǎn)之間，一些高要求的廠家也會達(dá)到1000轉(zhuǎn)。
在中國手機漆市場上，RCA測試是必須的，有時也會配合應(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磨耗測試儀由一個承放物件的水平測試盤，兩個磨耗輪組成。測試過程中水平的測試盤會以恒定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，由兩個磨耗輪對被測物件進(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，施重為1000g。
對于塑膠漆而言，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)變化時的劃擦次數(shù)。所以這種方法經(jīng)常在底材為透明時使用，如：PS,PET,TAC等。
其他的內(nèi)部檢測方法
每個手機制造商都可能會有些自行制定的檢測標(biāo)準(zhǔn)，例如有些廠商可能會用橡皮對漆膜表面進(jìn)行涂擦的方法來表征涂膜的強度程度，但所有這些測試方式都是在盡量模仿實際應(yīng)用時的外界條件，從而對涂料性能進(jìn)行評價。
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于涂料制造商來說確實是一個非常大挑戰(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)我們的實驗結(jié)果，各種鋁粉底漆對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：
—— 涂料體系自身的顏色：顏色的變化可以用色度計在涂布前和涂布后對樣板進(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)都會對最終的產(chǎn)品顏色有很大的影響，因此對于樹脂制造商來說，降低樹脂自身色澤是一個重要課題也是今后工作的重點。
—— 長時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對底漆有侵蝕作用，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。
對目前塑膠面漆來說，物理干燥和交聯(lián)固化處于兩個完全不同的階段。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，需要對顏色、硬度、耐磨、柔韌性和附著力有一個綜合的平衡，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。
