自消光聚氨酯樹脂消光與成膜原理

西頓應用實驗室
2023-05-26

物體表面光澤和物體表面的粗糙程度緊密相關。

光線射到物體表面上時,一部分會被物體吸收,一部分會發生反射、散射或者折射。物體表面的粗糙度越小,被反射的光線越多,光澤度越高。相反,物體表面凹凸不平,被散射的光線增多,導致光澤度降低。


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一、自消光PUD的消光原理

把PUD分散體的顆粒做大,並調整顆粒適當的軟硬度,二者搭配在一定的平衡範圍內,得到粗糙的微觀表面,降低漆膜表面對光線的反射。同時這種粗糙度賦予塗膜一定的手感。


1、物理消光:通過加入消光劑(粉體顆粒)使其在成膜過程中形成凹凸不平的表面,增大對光的散射,減少光的反射,從而達到啞光的效果。


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物理消光添加消光劑的種類:


①啞粉、蠟粉、滑石粉等,這類消光劑的特點是漆膜幹燥過程中,隨著聚合物分子的收縮,顆粒分布在漆膜的表面,形成具有一定粗糙度的表面。隨著添加量的增加,光的透過率會有明顯的下降。


②有機物類粉體,有機矽、PMMA、PS等微球,相對於無機粉體,光的透過率較高,能保持樹脂較高的光透過率。


2、化學消光:在樹脂合成過程中,通過改性得到自消光樹脂。包括幹燥自交聯、內交聯、相分離、擴鏈法等。原理是通過合成不同粒徑的乳液顆粒,得到粒徑分布範圍寬的乳液,從而實現自消光。


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化學消光方式:


①在合成過程中引入一定的官能團,形成能自交聯的預聚體,製備較寬粒徑範圍的乳液。


②引入易結晶的單體,在樹脂合成過程中得到晶態和非晶態共存的乳液。


③2K樹脂通過擴鏈方式製備具有多支鏈結構的A組份,與分子量較小的B組份進行交聯,兩者混合使用,薄膜在形成過程中可以得到一定粗糙度的表面。


自消光聚氨酯树脂的应用_04.jpg

二、水性聚氨酯的成膜

1、聚集

水性聚氨酯溶液中,聚氨酯粒子在水中自由運動,隨著水分蒸發,水性聚氨酯的固含量逐漸增大,粒子逐漸靠近,當水性聚氨酯的體積分數為0.74 時,聚氨酯微粒聚集一起,從而失去自由運動能力。


2、融合

聚氨酯粒子空隙內的水分不斷揮發,已聚集的粒子由於微粒間的表面張力、重力、範德華力和毛細管力的總作用力大於離子排斥力及變形力的總作用力,導致聚氨酯粒子緊密融合。


3、擴散

緊密融合的聚氨酯粒子中高分子鏈段不斷運動,最後緊密融合的聚氨酯粒子逐漸相互擴散成連續的薄膜。



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