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工藝基礎(chǔ) ∣ 涂布液
涂布液是如何區(qū)別和區(qū)分的? 涂布液中都包含哪些成分? 應(yīng)如何選擇合適的原料配置涂布液?
涂布液是涂布制程原材料主料之一,是形成涂布復(fù)合材料功能特性和使用特性的主要要素之一。 涂布制程的涂布液需要經(jīng)過配制后方能形成特定功能特性和使用特性。 涂布液原料主要有以下區(qū)分方式: 按原料類別:原膠、溶劑、助劑、固化劑 按樹脂體系:亞克力系、聚氨酯系、橡膠系、硅基系 按涂層功能:壓敏膠、復(fù)合膠、功能涂層、底涂劑等 按分散體系:溶劑型、水分散型、無溶劑型、熱熔型 因不同涂布液應(yīng)用領(lǐng)域不同,其特性也各不相同,固化方式也有所區(qū)別,但一般分為光固化或熱固化兩種,熱固化產(chǎn)品一般需要經(jīng)過熟化制程。 當(dāng)然也有部分膠水因其特殊性,在涂布制程前已完全成型,因此無需固化,只需烘干或定型即可。 原膠 壓敏膠 在使用涂布液主劑時(shí),一般需評估其顏色、流動(dòng)性、固含量及粘度指標(biāo)。 壓敏膠是常用的膠黏劑產(chǎn)品,其一般分為單組份和雙組份產(chǎn)品。 單組份產(chǎn)品即已加入固化劑的膠水,使用中只需揮發(fā)其中的溶劑即可。 雙組份產(chǎn)品一般需單獨(dú)添加固化劑,并混合均勻后使用,其中固化劑可以是熱固化用的固化交聯(lián)劑,或者是使用光固化用的光引發(fā)劑。 壓敏膠的體系常用的有: 亞克力膠系:主要用作保護(hù)膜、不干膠、窗膜、防爆膜等 聚氨酯膠系:主要用作保護(hù)膜、復(fù)合膜等 有機(jī)硅膠系:主要用作保護(hù)膜、AB膠等 橡膠系:主要用作保護(hù)膜、醫(yī)用膠帶和電工膠帶等 功能涂層 硬化液是常用的表面功能涂層,是一種光固化膠水。 硬化液通過涂布烘干后經(jīng)UV照射后形成致密的涂層,交聯(lián)度大,反應(yīng)速度快,主要應(yīng)用于硬化保護(hù)膜、窗膜、可印刷PET等產(chǎn)品上。 除此之外,還有自修復(fù)、負(fù)離子、防藍(lán)光、AG、EWV等涂布液。 AG是防眩暈涂層、AR是抗反射涂層、WV是廣視角涂層。其中AG通過涂布一層功能涂層,是基材表面形成凹凸不平的結(jié)構(gòu),光線在照射到基材上時(shí)形成漫反射從而實(shí)現(xiàn)防眩暈的目的。 水性涂布液 水性涂布液是以水為分散主體,加入部分低聚合度的高分子材料定型,如低分子量聚丙烯酸鈉。 其中高分子材料具有親水性集團(tuán)如CO-,另外其極性集團(tuán)又易于附著顏料、顆粒等功能材料,使功能材料易于潤濕形成穩(wěn)定的涂液。 另一方面高分子材料通過吸附于顆粒形成較大的表面積,增加表面電荷,提高顆粒聚集、團(tuán)聚的阻礙力,從而起到分散的目的。 溶劑 溶劑的基礎(chǔ)性質(zhì) 在使用溶劑時(shí),需確認(rèn)其含水率、顏色、雜質(zhì)等情況,含水率可通過卡爾費(fèi)休水分儀進(jìn)行測定。 涂布中常使用乙酸乙酯、甲苯、丁酮、乙醇、異丙醇、水、PMA等溶劑,以下是各溶劑特性表。 以下引用溶解度參數(shù)的的定義及釋義: 溶解度參數(shù)即solubility parameter,簡稱SP,是衡量液體材料相溶性的一項(xiàng)物理常數(shù)。其物理意義是材料內(nèi)聚能密度的開平方: SP=(E/V)1/2 其中,SP是溶解度參數(shù);E是內(nèi)聚能;V是體積。 掌握溶解度參數(shù),就是掌握了不同聚合物之間的相容程度,為能否成功并用提供依據(jù)。 兩種高分子材料的溶解度參數(shù)越相近,則共混效果越好。 如果兩者的差值超過了0.5,則一般難以共混均勻,需要增加增溶劑才可以。 增溶劑的作用是降低兩相的表面張力,使得界面處的表面被激化,從而提高相容的程度。增溶劑往往是一種聚合物,起到橋梁中介的作用。 另外,在設(shè)計(jì)膠水配方的時(shí)候,為某種膠選擇液態(tài)助劑的時(shí)候也必須考慮雙方的SP是否接近,以保證各組分分散均勻。 溶劑的選擇和使用 溶劑在選擇和使用的時(shí)候,應(yīng)遵循上述溶解度參數(shù)規(guī)則,同時(shí)也應(yīng)考量與基材的匹配性。另外根據(jù)相似相容原理,在選擇溶劑的時(shí)候應(yīng)注意極性相似。 另外選擇溶劑的時(shí)候可以根據(jù)適當(dāng)?shù)难邪l(fā)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和制程情況選擇單組分溶劑亦或是多組分溶劑,以滿足生產(chǎn)制程的需要和產(chǎn)品品質(zhì)的需求。 甲苯、乙酸乙酯、丁酮的分子式 單組分溶劑工藝相對簡單,但使用范圍小,工藝窗口窄。多組分溶劑選擇時(shí)應(yīng)注意選擇合適的組分及比例,避免形成共沸點(diǎn),也應(yīng)避免選擇沸點(diǎn)相近的組分。 某些膠水對于特定的基團(tuán)可能比較敏感,有可能會(huì)導(dǎo)致失效或反應(yīng),在選擇溶劑時(shí)應(yīng)盡量避免使用含此類基團(tuán)的溶劑。 助劑 助劑是指在膠水使用過程中,為滿足產(chǎn)品需求或者工藝需求而加入的微量組分,其特點(diǎn)是不與主體樹脂發(fā)生反應(yīng),通過微量添加即可滿足其使用特性或產(chǎn)品特性。 助劑的選取及使用需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的評估,一般是通過實(shí)驗(yàn)室測試及老化試驗(yàn)進(jìn)行評估,防止其在制程中對產(chǎn)品性能產(chǎn)生不確定性影響,或是在使用過程中及出貨后出現(xiàn)質(zhì)量異常。 助劑種類繁雜,一般根據(jù)其物質(zhì)特性分為有機(jī)添加劑如增稠劑、染料等,以及無機(jī)添加劑如顏料、納米分散粉體等。 固化劑 固化劑一般是配合原膠使用,起到樹脂交聯(lián)固化的作用。 其儲(chǔ)存環(huán)境較為嚴(yán)格,應(yīng)在陰涼干燥的環(huán)境下密閉儲(chǔ)存,對水敏感度高,應(yīng)避免接觸水源及陽光直射照射。
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