UV金属涂料概述与应用


一、概述

金属:当今社会应用最广泛的材料,具有光泽、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属之间的连结是金属键,因此随意更换位置都可再重新建立连结,这也是金属延展性良好的原因。

金属在自然界中广泛存在,在生活中应用极为普遍,是在现代工业中非常重要和应用最多的一类物质。

自然界中大多数的金属易腐蚀,耐磨,抗刮性能较差。

1、解决方法

(1)改变金属的内部结构(如制造成合金等);

(2)在金属表面覆盖保护层(涂装);

(3)电化学保护法:外加电源的阴极保护法,牺牲阳极的阴极保护法;

(4)缓蚀剂法:甲基苯骈三氮唑等。

2、涂装的作用

(1)装饰作用;(2)保护金属表面。

3、金属涂料分类

(1)钢材防锈;(2)金属卷材;(3)印铁制罐;(4)易拉罐加工;(5)金属标牌装饰;(6)铝合金门窗保护;(7)钢管、管道涂装保护等。

二、卷材涂料

以卷钢或卷铝为基材而具有装饰性和耐腐蚀性的涂料。

1、特点

涂装后金属材料能直接切割、弯曲、深冲、咬合等机械加工,具有优良的附着力、保光、保色抗冲击、抗腐蚀、抗弯折等性能。素材具有质轻、性优和廉价而获得广泛应用,如建材、家电、汽车制造、船舶内装饰等领域。

2、热固化溶剂型涂料

3、卷材涂料涂装工艺

根据涂装次序和部位不同分为底漆、面漆和背面漆,一般金属基材正面涂装一道底漆和一道面漆,背面涂装一道背面漆。

4、涂装过程

表面化学处理--涂底漆--升温固化--冷却--涂面漆--升温固化--冷却

5、成膜过程

溶剂挥发热固化成膜,固化温度一般220-240℃,烘道长度40-50m,固化后还需冷却才能进行下一个程序。

6、传统卷材涂料分类

(1)底漆:

环氧底漆:a.氨基树脂交联;b.封闭型聚氨酯交联。

特点:对底材和某些面漆附着力好,防腐优良,抗化学性能好但柔韧性和耐候性稍差。

聚酯底漆:a.氨基树脂交联,b.封闭型聚氨酯交联。

特点:对金属附着力好,适用性广,但对高湿条件敏感。

(2)面漆:

聚酯面漆:1、氨基树脂交联;,2、封闭型聚氨酯交联。

特点:漆膜硬度和柔韧性平衡,金属粘结力极好,较好的耐候性,成本低但涂层较薄(不能超过30微米)、耐水解性差。

有机硅聚酯面漆:与聚酯涂料类似。

特点:耐高温耐侯性好,耐水解性较好。

有机氟聚酯面漆:与聚酯涂料类似。

特点:耐候性好,化学稳定性高,保色性好。

丙烯酸树脂类:单组份、双组分。

目前卷刚主要用聚酯类,卷铝薄板用丙烯酸、厚板用聚酯类。

7、传统卷材涂料缺点

由于固化温度较高,并且固化后还需降温冷却,所以污染严重,能耗高、效率低、成本较高。

8、UV卷材涂料特点

可以室温固化,降低能耗,节约成本,固化速率快,生产效率高,无溶剂排放,无需烘道和冷却带,减少场地面积。

9、UV卷材涂料核心问题--附着力

UV涂料在金属表面的附着力差的原因:

(1)金属基材表面非常致密,UV涂料很难渗透吸收,有效的接触面积较小;

(2)UV涂料固化速度快,体积收缩产生的内应力不能释放,从而反作用于膜层对金属基材的粘附力,使附着力下降;

(3)金属表面很容易被油腻沾污,不利于附着力。

10、UV卷材涂料附着力解决方法

物理方法:

(1)溶剂清洗表面;(2)表面砂光。

化学方法:

(1)聚合物或活性稀释剂与金属表面形成氢键;

(2)选择体积收缩小的低聚物和活性稀释剂;

(3)添加附着力促进剂,磷酸酯丙烯酸酯,硅烷偶联剂、硫醇、含羧基的单体或低聚物;

(4)使用阳离子光固化体系;

(5)配方中添加大分子量树脂降低体系收缩。

11、UV卷材涂料目前存在的问题

色漆固化与附着力

(1)体系中含有光引发剂,影响耐候性;(2)主要用于底漆和背面漆;(3)成本较高;(4)氧阻聚现象。

三、UV印铁制罐涂料

1、马口铁

马口铁:起源于波希米亚,是指两面镀有商业纯锡的冷轧低碳薄钢板。名字起源:有人认为由于当时制造罐头用的镀锡薄板是从澳门(英文名Macao可读作马口)进口的,所以叫“马口铁”。另一说法是中国过去用这种镀锡薄板制造煤油灯的灯头,形如马口,所以叫“马口铁”。目前正式文件不再使用“马口铁”这个名称。

锡的作用:主要起防止腐蚀与生锈的作用。它将钢的强度和成型性与锡的耐蚀性、锡焊性和美观的外表结合于一种材料之中,具有耐腐蚀、无毒、强度高、延展性好的特性。全世界每年产锡三分之一以上用来制造马口铁,其中大部分用于罐头食品业。马口铁包装容器强度高、成型性好、对产品的兼容性强等许多优点已经为其在国际市场上树立了良好的“口碑”。所以,各国都普遍重视这一种包装容器,是世界上用量最大的一种金属包装板材。

马口铁的应用非常的广泛,马口铁的不透光性和良好的密封性提供内容物在物理及化学性质上很好的保护。

用途:

(1)食品罐头;(2)饮料罐;(3)油脂罐;(4)化学品;(5)喷雾罐;(6)干杂罐

2、马口铁涂装

涂装方式:内涂、附着底漆(白可丁)、印刷油墨、印刷光油。

内涂:水性烤漆。

附着底漆:聚酯烤漆。

印刷油墨:部分UV油墨。

印刷光油:大部分烤漆、少部分UV光油。

(1)内涂

作用:有效防止内容物受到化学及生物性的污染、降低漏罐的可能性,保护食物原有的风味颜色,延长保存时间并使内容物易于从容器里倒出。

组成:一般是水性丙烯酸烤漆,固化剂氨基树脂。

目前被国外公司垄断,主要有三家:立邦、威士伯、PPG。

(2)附着底漆(白可丁)

作用:提高马口铁表面附着力作用,使油墨能牢固吸附在铁面上,使马口铁在弯曲、冲击、拉伸、卷边等加工成型时,油墨涂层不易受损掉下。因此,作为涂料时要求对金属表面有很好的湿润吸附性能,干燥成膜后有很高的抗机械强度。

组成:聚酯烤漆;固含一般在65%;涂布量8-12g/cm2(干膜);烘烤条件:180℃约30min。

(3)印刷油墨

优点:

a.降低成本:UV印铁油墨能降低生产成本,节约能源;

b.提高印刷速度,传统印铁油墨需要烘干,印刷6色产品时,如果使用双色印刷机,则需要经过3次烘干。使用UV印铁技术后,节省下的烘干时间可以大大提高生产效率,缩短了生产周期;

c.绿色环保:环保性是UV印铁油墨的突出优势,因为UV油墨中没有挥发性物质。

缺点:

UV印铁油墨的价格相对高一些;UV印铁油墨保存期较短。

(4)印刷光油

传统的涂料上光工艺需要经过温度为140~210℃、长约30m的轨道式烘房进行烘干。烘房由3个阶段组成,即升温区、恒温区和冷却区。冷却区的功能是使已烘干的印铁产品得到充分的冷却,一旦冷却不够,马口铁堆放时漆膜极易被划伤,而且堆垛后容易发生粘片现象。UV光油目前应用困难的原因主要是成本和技术上的原因。涂膜性能要求:良好的附着力和机械加工性能,高光泽、高硬度,优异的表面滑爽性能。

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