真空镀膜UV底漆的研制及影响因素

    由于辐射固化涂料的绿色环保与高效率，镀膜机使得该技术在世界范围内获得了广泛重视和快速增长，其应用领域越来越广。UV涂层具有极好的表面光洁度，很适合作为底漆用于真空金属镀膜技术领域，在塑料基材上可获得十分光亮的金属外观。随着汽车工业的发展，许多金属替代工艺得到了应用，目前在汽车车灯反射罩应用领域，已经完全采用在PC、BMC等塑料表面通过真空镀铝膜来提高反射效果，用于这一领域的UV涂料要求具有良好的流平性，高耐温性(用于PC基材要求120℃以上，BMC基材高达180℃以上)。

    本文研究并探讨了在PC为基材的汽车车灯反射罩上应用的UV底漆的一些配方原则，分析了影响底漆性能的各种因素。

    1、实验部分

    1.1 原材料

    Desmolux 2265(脂肪族聚氨酯丙烯酸低聚物，拜耳公司)、CN965(脂肪族聚氨酯丙烯酸低聚物，Sartomer公司)、环氧丙烯酸酯(自制)、氨基丙烯酸酯(自制)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、丙烯酸丁酯(BA)、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、RUNTECURE1103、RUNTECURE1107(光引发剂，常州华钛有限公司)、Irgacure184、甲基异丁基酮、甲苯、异丙醇，醋酸丁酯。

    1.2 实验仪器

    UV-102型光固化机(欧石曼科技发展有限公司)、UV-INTEGRATOR型UV能量计(德国)、730型傅立叶-红外光谱仪(Nicolet公司)、Q-100型差示扫描量热仪(TA Instruments公司)、1800×1950型全自动电阻蒸发真空镀膜机(佛山市艾特曼真空机器厂)。

    1.3 UV涂料的配制

    将配方量的活性低聚物、活性稀释剂、光引发剂、稀释剂等一并投入容器中，充分混合均匀即配得涂料。

    1.4 实验方法

    将UV涂料喷涂于PC基材上，在光固化机下照射固化，然后真空镀铝，采用国标方法测定涂层与基材、涂层与镀铝层的各项物理机械性能。采用傅立叶-红外光谱仪，用KBr压片法测试涂料固化前后双键的变化情况。用差示扫描量热仪(DSC)测试涂层在温度升高时的热流变化情况，判断涂层热稳定性的好坏。

    2、结果与讨论

    2.1 真空镀膜对UV底漆的要求

    在真空镀膜前要在塑料基材表面进行UV涂装的主要原因有以下两点:第一，通过UV涂层来封闭基材，防止真空镀膜时或工件使用时基材中的挥发性杂质逸出，影响镀膜质量。像在车灯反射罩应用时，由于在使用过程中温度会升到100℃以上，基材中如有挥发性杂质释放会使镀铝层发彩、变色、影响反射效果。图1(略)为PC塑料的DSC曲线，此图显示出PC基材在温度为90℃左右时有明显的热流变化，可以认为有物质释放，其玻璃化转变温度Tg约为140℃，该材料的使用温度应该低于这一温度。第二，提高基材表面平整度，确保获得镜面的镀膜效果。一般来说塑料表面本身具有0.51nn左右的粗糙度，真空镀膜的厚度不超过0.2μm，无法填平基材表面的凹凸不平，得不到理想的镜面效果，UV涂层厚度达到10-20μm，表面平整度在0.1μm以下，可填平基材缺陷并得到理想的镀膜效果。

    适用于PC材料车灯反射罩的UV涂料必须具备以下基本特点:(1)流平状态好，漆膜丰满光亮，这样可以确保真空镀膜后有一个完整的反射膜。(2)涂膜具有封闭作用，可以在120℃时保证PC基材的逸出物不会影响镀层。(3)涂层自身有一定的耐热性，120℃不会有物质分解释放而对镀层产生影响。

    2.2 活性低聚物对真空镀膜UV底漆性能的影响

    固定配方为47%活性低聚物，20%TPGDA30%甲基异丁基酮、3%1103，考察各种活性低聚物经UV固化后涂层性能的差异及用于真空镀膜底漆的可行性。结果如表1所示。