「實踐乾貨」關於解決丙烯酸體系的低溫柔韌性的思考

「實踐乾貨」關於解決丙烯酸體系的低溫柔韌性的思考


相信很多工程師接到這麼一個場景,領導拿回來一個案子,需要手指甲掐不進漆膜,又能夠在做零下20度時能夠彎折150°。

看到這個條件,很多朋友會聯想到卷材,這個做卷材很容易達到的,因為聚酯-氨基-異氰酸酯這個烘烤體系相對容易把高硬度和高拉伸性這個矛盾有機地結合在一起。但是如果設定了一個前提,工件為塑料,最高烘道溫度為85℃。是不是瞬間感覺難度就提高了不止一個等級。



# 首先,明確一下案子特徵


1.基材:PA12+GF(塑膠鈦)

2.前處理:溶劑擦拭

3.噴塗厚度:幹膜15-20微米

4.烘烤條件:85℃40min

5.體系:不限

6.性能要求:

①60角光澤90°

②高豐滿度

③耐人工汗液浸泡48h

④三菱硬度>H

⑤零下20℃放置28h後直接彎折150度以上。



# 我們剖析一下配方設計過程的邏輯


1.關於基材:

PA12+GF,屬於結晶性-非結晶性工程塑料,具有密度低,表面能較低,各種物理化學抗性優異,加上玻纖增強,使得附著力更加低。


2.關於網絡建議:

網絡上的建議眾說紛紜,有的說可以用NC(硝化棉)塗料;有的說可以用環氧;有的說可以用醇酸樹脂+NC;有的說用羥基丙烯酸丙烯酸樹脂;有的建議做個表面處理等等。


3.個人的一些分析&思考:

我個人偏向於羥基丙烯酸體系,分析如下:原因是NC這個東西我基本上沒有用過,即使是附著力可以,但是在一些低檔的漆(以前刷門)用一段時間後就出來應力開裂,粉化就沒有附著力了。

或許有些工程師使用了醇酸樹脂+NC,這個體系,醇酸樹脂可以根據性能選擇不同的醇不同的酸得到具備優異性能的樹脂,但是,我在市場上沒有找到宣傳可以用於尼龍基材的醇酸樹脂樹脂。

環氧樹脂,雖然體系的極性,但是在我試過的環氧樹脂+環氧固化劑沒找幾個能夠在塑料上有好的附著力的,有點尷尬。

尼龍處理劑,這個是個好選擇,不過多一道工序,有些工廠不接受,

因此,我選擇的是羥基丙烯酸樹脂,經過篩選,選擇了箇中羥的樹脂,具體哪個牌號就不說,可能是樹脂做得比較優秀,也可能是通過低羥和高羥樹脂的復配,利用低羥丙烯酸樹脂的提供優異附著力,且用高羥的丙烯酸樹脂提供豐滿度和光澤以及化學抗性。而且在實際試驗中,也發下了羥丙是比較正確的選擇。

但是丙烯酸樹脂有個特點,樹脂或許可以做得很柔,但是要有很好的拉伸並不容易做到,特別需要做冷凍實驗。此時,要麼面臨著兩個選擇,要麼繼續重新找特殊的樹脂,要麼從與樹脂形成網絡結構的固化劑入手。

由於以前的配方是可以達到冷凍後,再升回室溫的後彎折無問題的。因此,我的目的就變得非常明確了。增加漆膜在冷凍狀態下的拉伸性。



# 四次嘗試


①第一次嘗試:

適當降低交聯密度,NCO/OH <1,結果是常溫下表面硬度沒有下降,但是冷凍後仍然開裂。



②第二次嘗試:


在降低交聯密度的同時,加入少量彈性固化劑,如旭化成的和科思創的,做冷凍彎曲試驗有所提高,但是彈性固化劑比例增加到一定程度後,效果不再增加,而且漆膜的硬度開始明顯下降。可以理解為測試環境下的分子鏈還處於凍結狀態。



③第三次嘗試:

在第二次的嘗試的基礎上,加入少量了彈性樹脂,但是附著力從0級變為3級,且表面硬度也急速下降。




④第四次嘗試:

怎麼把控彈性物質和原本基料的物性呢?(附著力和硬度),首先考慮,如果彈性物質分子量太大,則表面硬度一定受損,其次,在分子結構必須含有大量可以伸縮的醚鍵,最重要的是,含有羥基基團可以與異氰酸酯固化劑反生反應,說到這裡,基本上大家都可以猜出來是什麼東西?選擇低分子量的PCL二醇或者三醇,最後實驗加入5%的PCL二醇,不僅僅低溫柔韌性解決了,還提高體系的光澤。


大家如果有不同的建議和方法,隨時歡迎進行討論,歡迎各位指正。



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