汽车大灯用BMC紫外光固化涂料的配方研究-江苏宏泰高分

汽车大灯用汽车大灯用BMCBMC紫外光固化涂料的紫外光固化涂料的配方研究配方研究戴梁锋戴梁锋江苏宏泰高分子材料有限公司江苏宏泰高分子材料有限公司一、一、BMCBMC材料介绍材料介绍二、二、BMCBMC涂料的发展涂料的发展三、三、BMCBMC用用UVUV涂料的性能要求涂料的性能要求四、四、配方分析配方分析五、五、BMCBMC材料及涂料新的发展材料及涂料新的发展内内容容BMCBMC材料介绍材料介绍第一部分BMCBMC材料于二十世纪材料于二十世纪6060年代在前西德和英国，首先得以应用；而后在年代在前西德和英国，首先得以应用；而后在7070年代年代和和8080年代分别在美国和日本得到了较大的发展。年代分别在美国和日本得到了较大的发展。GFGF((短切玻璃纤维短切玻璃纤维))MDMD((填料碳酸钙填料碳酸钙))UPUP((不饱和树脂）不饱和树脂）添加剂添加剂注塑、压塑注塑、压塑BMC(DMC)BMC(DMC)团状模塑团状模塑料。料。BMC(DMC)BMC(DMC)材料材料是是Bulk(Dough)moldingBulk(Dough)moldingcompoundscompounds的缩写，即团状模塑料。的缩写，即团状模塑料。⒈比重较大，在⒈比重较大，在1.3~2.11.3~2.1之间；制品外观光亮，手感好，有硬而厚重的感觉；之间；制品外观光亮，手感好，有硬而厚重的感觉；⒉线膨胀系数比一般的热塑性塑料小，因而具有很高的尺寸稳定性和尺寸精⒉线膨胀系数比一般的热塑性塑料小，因而具有很高的尺寸稳定性和尺寸精度。且度。且BMCBMC（（DMCDMC）的线膨胀系数和钢、铝的很接近，因此可以和其进行复）的线膨胀系数和钢、铝的很接近，因此可以和其进行复合。合。⒊⒊BMCBMC（（DMCDMC）的拉伸、弯曲、冲击强度等性能高于热塑性塑料，抗蠕变也）的拉伸、弯曲、冲击强度等性能高于热塑性塑料，抗蠕变也比热塑性塑料好。比热塑性塑料好。4.4.。。BMCBMC（（DMCDMC）的耐热性比一般工程塑料都要好，热变形温度）的耐热性比一般工程塑料都要好，热变形温度HDTHDT为为200~280200~280℃℃，可长期在，可长期在130130℃℃温度下使用。温度下使用。5.5.耐老化性：耐老化性：BMCBMC（（DMCDMC）的耐老化性能很好，在室内可用）的耐老化性能很好，在室内可用15~2015~20年，户外年，户外暴晒暴晒1010年后其强度保持率在年后其强度保持率在60%60%以上。以上。6.6.电性能：电性能：BMCBMC（（DMCDMC）的耐电弧性最突出，可以达到）的耐电弧性最突出，可以达到190190秒左右。秒左右。一、电气部件：一、电气部件：RTRT系列，隔离开关，空气开关，系列，隔离开关，空气开关，配电盘，电表外壳，绝缘子，绝缘罩，消弧罩，配电盘，电表外壳，绝缘子，绝缘罩，消弧罩，封闭引线板等；封闭引线板等；二、汽车配件二、汽车配件：车灯发射器，汽车点器，分离：车灯发射器，汽车点器，分离盘，装饰板，喇叭箱等；盘，装饰板，喇叭箱等；三、电机部件：空调马达，电机轴，线圈骨架，三、电机部件：空调马达，电机轴，线圈骨架，电动及汽动部件。电动及汽动部件。四、日用品类四、日用品类微波炉餐具，电烫斗外壳等微波炉餐具，电烫斗外壳等BMCBMC涂料的发展涂料的发展第二部分BMCBMC底材的高比重、低线性膨胀系数等优底材的高比重、低线性膨胀系数等优点决定了它的高硬度和高致密性，但同时点决定了它的高硬度和高致密性，但同时也给涂料的附着带来了难度。也给涂料的附着带来了难度。BMCBMC用涂料用涂料如同其他塑料基材一样，如同其他塑料基材一样，BMCBMC用涂料也同用涂料也同样种类繁多，有自干型、双组份烘烤型、样种类繁多，有自干型、双组份烘烤型、UVUV型等。型等。在车灯上的镀膜油漆，因为车灯发热，油在车灯上的镀膜油漆，因为车灯发热，油漆需长期高温使用，所以早期漆需长期高温使用，所以早期(2006(2006年前年前))的的BMCBMC油漆为双组份烘烤型，固化至少需要油漆为双组份烘烤型，固化至少需要160160℃℃*30*30分钟分钟。。针对热固化油漆附着力低、生产过程低效、针对热固化油漆附着力低、生产过程低效、高污染、高耗能的缺陷，高污染、高耗能的缺陷，UVUV涂料发展迅速。涂料发展迅速。在车灯上的应用：在车灯上的应用：BMCBMC用用UVUV涂料的性能要求涂料的性能要求第三部分BMCBMC基材的前处理：基材的前处理：为了增加涂膜对为了增加涂膜对BMCBMC基材的附着力，一般基材的附着力，一般在喷涂前会对基材进行前处理，包括如下在喷涂前会对基材进行前处理，包括如下几个方面：几个方面：一、脱水或高温退火；一、脱水或高温退火；（（180180℃℃*2hr*2hr））二、离子轰击；二、离子轰击；三、紫外光照射；（三、紫外光照射；（1200mj/cm1200mj/cm22））施工参考：施工参考：粘粘度：度：9.59.5±±0.2S(0.2S(岩田岩田2#2#杯，杯，2525℃℃))施施工工温温度：度：1515℃℃--4040℃℃标标准准膜膜厚：厚：1515--20um20umIRIR条条件：件：6565℃℃大于大于5min5minUVUV条条件：件：20002000--2500mj/cm2500mj/cm22灯距≤灯距≤15cm15cm性能要求：性能要求：光光泽泽度：度：9090ºº(60(60ºº反射角反射角))与基材密着：与基材密着：4B4B与镀层密着：与镀层密着：4B4B耐耐温温性：性：180180℃×℃×2hr2hr无变化无变化BMCBMC用用UVUV涂料配方分析涂料配方分析第四部分原料介绍：原料介绍：CN8008CN8008聚氨酯丙烯酸脂树脂，与聚氨酯丙烯酸脂树脂，与BMCBMC基材附着好，漆膜软，耐热性好。基材附着好，漆膜软，耐热性好。DRU116DRU116聚氨酯丙烯酸树脂，与聚氨酯丙烯酸树脂，与BMCBMC基材附着力好，漆膜软。基材附着力好，漆膜软。宏泰合成树脂宏泰合成树脂IBHGIBHG丙烯酸类树脂，与丙烯酸类树脂，与BMCBMC基材附着力好，能提高体系的耐热性。基材附着力好，能提高体系的耐热性。61956195--100100多官能聚氨酯丙烯酸树脂，耐温，能提高体系饱满度。多官能聚氨酯丙烯酸树脂，耐温，能提高体系饱满度。YD128YD128环氧树脂，提高体系饱满度。环氧树脂，提高体系饱满度。621621--8080双酚双酚AA环氧丙烯酸酯，提高体系饱满度。环氧丙烯酸酯，提高体系饱满度。EB9636EB9636酚醛环氧丙烯酸酯，提高体系饱满度酚醛环氧丙烯酸酯，提高体系饱满度27222722酚醛环氧二丙烯酸酯，提高体系饱满度。酚醛环氧二丙烯酸酯，提高体系饱满度。24172417双酚双酚AA环氧二丙烯酸酯，提高体系饱满度。环氧二丙烯酸酯，提高体系饱满度。SM3370SM3370醇酸树脂与醇酸树脂与BMCBMC附着力优异。附着力优异。M404M40466官能单体，官能单体，DPHADPHA。加快体系的固化速度。。加快体系的固化速度。EM231EM23133官能单体，官能单体，TMPTATMPTA。。BPBP光引发剂光引发剂184184光引发剂光引发剂TPOTPO解决体系因解决体系因UVUV强度弱引起的失光现象。强度弱引起的失光现象。50175017大分子引发剂，能提高漆膜柔韧性。大分子引发剂，能提高漆膜柔韧性。CIBA3777CIBA3777氟碳流平剂氟碳流平剂，降低表面张力，提高抗缩孔，流平性。，降低表面张力，提高抗缩孔，流平性。3M44303M4430氟碳流平剂氟碳流平剂，提高涂料的耐水、耐油、耐污性，提高涂料的耐水、耐油、耐污性。。甲苯。甲苯。醋酸丁酯。醋酸丁酯。甲基异丁基酮。甲基异丁基酮。BMCBMC用用UVUV固化涂料配方：固化涂料配方：CN8008CN80081010IBHGIBHG2424EB9636EB963655DPHADPHA33M303M30377SM3370SM33705518418422BPBP1.51.5TPOTPO0.50.5溶剂及助剂溶剂及助剂4242主体树脂的选择：主体树脂的选择：主体树脂需提供良好的附着力和耐温性：主体树脂需提供良好的附着力和耐温性：是以甲基异冰片酯、丙烯酸丁酯、丙是以甲基异冰片酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯为单烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体，用丙烯酸酯接枝共聚的重均分子量在体，用丙烯酸酯接枝共聚的重均分子量在10000~10000010000~100000的嵌段光固化聚合物的嵌段光固化聚合物IBHGIBHG。。合成路线合成路线研究开发出关键原材料研究开发出关键原材料————可耐可耐260260℃℃高温高温的的UVUV预聚物预聚物IBHGIBHG其具体合成路线图见图其具体合成路线图见图11实验并确定以高官能团丙烯酸酯为交联实验并确定以高官能团丙烯酸酯为交联剂，提高产品的固化速度和交联密度，从剂，提高产品的固化速度和交联密度，从而进一步提高产品的耐高温性；而进一步提高产品的耐高温性；实验并确定以含环状结构的低粘度反应性实验并确定以含环状结构的低粘度反应性丙烯酸酯单体为活性稀释剂，可有效低主丙烯酸酯单体为活性稀释剂，可有效低主体的粘度，使本产品几乎不含挥发性有机体的粘度，使本产品几乎不含挥发性有机溶剂，同事，这种含环状结构的单体不影溶剂，同事，这种含环状结构的单体不影响主体的耐高温性；响主体的耐高温性；实验并确定以多种光引发剂为复合光引发实验并确定以多种光引发剂为复合光引发剂体系，可有效吸收各种波长在剂体系，可有效吸收各种波长在200200--400nm400nm的光源能量，提高光引发效率，从的光源能量，提高光引发效率，从而提高产品的固化速度，降低产品的固化而提高产品的固化速度，降低产品的固化能量；能量；试验并确定以特种助剂为流平剂，改善主试验并确定以特种助剂为流平剂，改善主体的润湿流平性和施工适应性，提高产品体的润湿流平性和施工适应性，提高产品的光泽度；的光泽度；试验并确定合理的总合成工艺路线：经过试验并确定合理的总合成工艺路线：经过多种合成路线的比较，最终确定一下工艺多种合成路线的比较，最终确定一下工艺路线能制备出质量稳定的本产品（见图路线能制备出质量稳定的本产品（见图22）：）：先进性先进性本产品经国家权威检测机构无锡市产品质量监督检验所检本产品经国家权威检测机构无锡市产品质量监督检验所检测，主要技术性性能指标均大大领先于市场上典型的国内测，主要技术性性能指标均大大领先于市场上典型的国内外桶内产品（具体对比参见下表）；外桶内产品（具体对比参见下表）；特别是本产品大大降低了特别是本产品大大降低了VOCVOC排放和能耗指标，将为我国排放和能耗指标，将为我国大力推行的低碳经济做出应有的贡献。大力推行的低碳经济做出应有的贡献。技术水平技术水平辅助树脂的选择：辅助树脂的选择：辅助树脂可选用和镀层附着好、交联密度辅助树脂可选用和镀层附着好、交联密度高、耐温性好的树脂：高、耐温性好的树脂：聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、丙聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、丙烯酸低聚物酯、硅改性的聚氨酯丙烯酸酯、烯酸低聚物酯、硅改性的聚氨酯丙烯酸酯、硅改性丙烯酸酯低聚物。硅改性丙烯酸酯低聚物。如台湾长兴公司的如台湾长兴公司的625C625C--4545、、62336233，，沙多玛公司的沙多玛公司的CN965CN965，台湾双键化工的，台湾双键化工的347347--11等。等。活性稀释剂的选择：活性稀释剂的选择：活性稀释剂应提供良好的稀释性、反应性活性稀释剂应提供良好的稀释性、反应性和涂膜的柔韧性：和涂膜的柔韧性：丙烯酸羟乙酯（丙烯酸羟乙酯（HEAHEA）、甲基丙烯酸）、甲基丙烯酸羟乙酯（羟乙酯（