摘 要：復配了一系列適用于水泥預制板表面裝飾的UV 固化涂料。該涂層體系包括：滲透液、封閉底漆、膩子、有色面漆、透明膠和罩光清漆。討論了其特點和施工配套操作工藝。
       關鍵詞：UV 固化；復合裝飾板；滲透液
    0· 引言
    目前市場上有一種產品，采用粉煤灰等回收廢料制成纖維增強型水泥預制材料板，再通過UV 固化涂料進行表面裝飾，制成仿大理石效果的建筑裝飾板，具有環保性好、顏色圖案豐富、立體感強、硬度高、抗劃傷、易清潔、不易燃等優點�？蓱�用于商場、地鐵、醫院等公共設施的建筑裝飾裝修，具有相當強的性價比優勢。
    UV 裝飾板與傳統的板材相比有以下幾點優勢：表面光滑度高，鏡面高光效果明顯，不褪色。通過對比實驗證明，UV 裝飾板相比傳統板材的優勢體現在：具有更優異的理化性能，能經久不失色，并解決了色差現象；環保健康，通�？酒犷惏宀暮婵竟袒�后，仍不斷有揮發性物質(VOC)釋放，UV 裝飾板不但本身不含苯類易揮發性物質，而且通過紫外光固化，形成致密固化膜，降低了基材中有害氣體的釋放量；漆膜豐滿，色彩豐富；耐刮擦、高硬度越磨越鮮亮；常溫固化，長期不變形；耐酸堿，抗腐蝕，UV 板能抵御各種酸堿消毒液的腐蝕，可使用于潮濕地區等環境。
    本文研制了一系列涂層配方，并對涂層的基本性能、耐磨性能、耐候性能等進行了研究。該涂層體系包括：滲透液、封閉底漆、膩子、有色面漆、透明膠、罩光清漆。
    1· 實驗部分
    1.1 主要原材料
    環氧丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、四官能聚氨酯丙烯酸酯、六官能聚氨酯丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(POEA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、1-羥基-環己基苯酮(184)、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(TPO)、異丙基硫雜蒽酮(ITX)、4-二甲氨基苯甲酸乙酯(EDAB)：常州華鈦化學股份有限公司；滑石粉、金紅石型鈦白粉、非浮性鋁銀漿、結晶型SiO2：工業品。
    1.2 實驗設備
    光固化機UV-102 型：歐石曼科技發展有限公司；UV能量計，UV-INTEGRATOR 型；NDJ-1 旋轉式黏度計：上海森地科學儀器設備有限公司；SFJ-400D 磨砂分散攪拌多用機：上�，F代環境工程技術有限公司；耐磨性試驗機：天津材料試驗機廠。
    1.3 涂料配制
    將市售UV 樹脂、活性稀釋劑以及引發劑和其他助劑按配方量混合，以1 000 r/min 高速攪拌分散15～30 min，物料分散均一，細度達到要求，將漆樣過濾備用。
    1.4 漆膜固化
    將漆樣輥涂施工在復合材料樣板上，在UV 燈下固化，固化能量為300～800 mJ/cm2，手指觸摸漆膜表面不粘手。
    1.5 性能檢測
    綜合性能測試，涂料黏度按GB/T 1723—1993 測定；漆膜硬度用鉛筆劃痕硬度儀按GB/T 6739—1996 測試；漆膜附著力用漆膜劃格器按GB/T 9286—1998 劃格法測定；漆膜光澤度按GB/T 9754—1988 測定，耐磨性按GB/T 1768—1979 測定。
    2· 配方示例及討論
    2.1 滲透液
    滲透液起到的作用是潤濕基材，提高漆膜與基材表面附著力，并且提高后續涂層對基材的成膜鋪展性。滲透液通常要求盡量薄涂施工，常在配方中選擇性加入一些揮發速度較快的溶劑，例如丙酮、乙醇、丁酮、醋酸乙酯等，配合適當量的活性稀料。參考配方見表1。
                
     2.2 UV 封閉底漆和膩子
    UV 封閉底漆和UV 膩子[1]都有需要在底材上很好的附著力，硬度高、易打磨。UV 封閉底漆和UV 膩子在通常的使用場合和作用方面稍有不同，
    UV 封閉底漆應用于底材表面，起到封閉毛細孔的作用；UV 膩子則一般用于厚涂施工，適用于表面平整度較差的基材，得到一個平整和光滑度較好的板材表面，層與層之間控制好固化程度，適當打磨可以達到最好的層間附著效果。
    UV 封閉底漆與UV 膩子相比，所含的填料較少，黏度也較低，可以向底材的細小管孔中滲透，對增進涂層附著力有較好的幫助。
               
     涂料配制好后，進行高速攪拌，充分攪勻，此過程中涂料溫度可能會升高，可以適量加入阻聚劑。
      配方中的環氧丙烯酸酯在固化速率和附著性能方面表現較好，聚酯丙烯酸樹脂可改善涂層的韌性和抗沖擊性能，氨基丙烯酸酯具有硬度高，優良的耐化學性和力學強度等優點。單體TPGDA 起到稀釋體系黏度，并且其體積收縮小，不影響涂層附著力性能，皮膚刺激性低。TMPTA 固化速度快，交聯密度大，黏度是多官能活性稀釋劑中最低的一種。
    底漆和膩子經過一段時間的放置，會出現分層沉底現象，可以加入一定量的防沉觸變劑，例如：膨潤土、氣相二氧化硅。
    2.3 UV 有色面漆
    UV 有色面漆需要提供裝飾性、保護性和功能性。要求涂膜豐滿度好、硬度高、耐磨性好、耐候性、耐化學性佳。其參考配方見表3。
              
     配方中使用的TPGDA 稀釋能力強，可改善固化膜的柔韌性，HEMA 帶有羥基，有利于提高對基材的附著力。配方中的鈦白粉和鋁粉的加量比較關鍵，加量少，會影響漆膜的遮蓋力，加量多，則遮蓋力太強，會影響漆膜的干性。這需要根據施工現場的施工涂層厚度和光固化機燈管能量來進行相應地調整。有色面漆的黏度可以通過加入單體和適量的惰性溶劑來進行調整以方便涂裝施工。在配方中加入一定量的珠光粉可以得到更好的閃光效果。
    2.4 UV 透明膠和罩光清漆
    UV 透明膠的作用是提高層間附著力，用于增強復合印花膜與UV 面漆層的附著力。UV 罩光清漆和有色面漆相比，主要區別在于前者不含無機填料，施工后獲得平整、光滑、飽滿的罩光效果。如果要獲得亞光或磨砂效果，可以添加適量的消光粉和耐磨填料，透明膠和罩光清漆參考配方見表4。
             
     配方中的環氧丙烯酸樹脂，雖然有固化速度快、硬度高、光澤高、耐化學品優異等性能，但其耐光老化和耐黃變較差，不適用于耐候清漆涂層。清漆配方中加入六官能聚氨酯丙烯酸酯，提高了漆膜硬度和耐擦傷性。黃變和失光是罩光清漆較為重要的技術指標，在配方中加入一定量的紫外線吸收劑[2-3]可以有效地改進這方面的不足(見表5)。
            

 
    實驗數據顯示，加入紫外線吸收劑能使漆膜的失光和變色性能有一定程度改善。但是紫外線吸收劑加量也需要控制，過大的用量會影響到涂層本身的固化性能，降低了膜層固化強度，可能會有適得其反的作用。
    3· 制備UV 裝飾板材基本工藝流程
    基材表面砂磨平整，清除灰塵，涂覆一層UV 滲透液，在溫度50 ℃的紅外照射條件下線下流平3 min，然后再繼續涂覆一層厚度40 μm 的UV 膩子，在60 ℃紅外照射條件下流平2 min，進入紫外光固化機光固化，固化能量300mJ/cm2，進行打磨處理后，涂覆一層厚度為20 μm 的UV封閉底漆，在60 ℃紅外照射條件下流平2 min，光固化，固化能量300 mJ/cm2，進行打磨處理后，涂覆一層30 μm有色UV 面漆，在60 ℃紅外照射條件下流平2 min，光固化，固化能量800 mJ/cm2，進行打磨處理后，燙印一層印有花紋的轉印膜，涂覆一層10 μm UV 透明膠，在60 ℃紅外照射條件下流平2 min，光固化，固化能量300 mJ/cm2，再涂覆一層15 μm UV 罩光清漆，在60 ℃紅外照射條件下流平1 min，光固化，固化能量300 mJ/cm2，再涂覆一層15 μm UV 罩光清漆，在60 ℃紅外照射條件下流平1 min，光固化，固化能量800 mJ/cm2，完全固化，復合裝飾板示意圖見圖1。對上述漆樣分別測試了物理機械性能，數據如表6。
                  

     生產線上可采用滾涂和淋涂的涂裝方式，涂層厚度為10~100 μm。紅外流平段將流平機溫度調至70~100 ℃，流平時間1~3 min，使涂層中的揮發性溶劑充分揮發，紫外光固化時采用裝有3~20 kW 的高壓汞燈和金屬鹵素燈的光固化機進行涂層固化。
    4· 結語
    隨著人們對環境保護、生態平衡及經濟可持續發展等問題重視程度的提高，各國都在制定相關法規以限制VOC的排放，因此具有環保特性的UV 光固化涂料的應用還在迅速增長，在家電、塑料、地板、紙張印刷等方面已經有了廣泛應用。許多研究者也在進行大量的研究工作，進一步拓寬UV 涂料的應用領域。本文提及的UV 裝飾板材涂料是一個較新的發展方向，有必要繼續進行大量的基礎性及應用性方面的研究工作。