鍍銀玻璃鏡鏡背涂料的研究進(jìn)展
玻璃鏡主要分兩種:鍍銀玻璃鏡和鍍鋁玻璃鏡,其中鍍銀玻璃鏡又分為鍍銅鍍銀玻璃鏡和無(wú)銅鍍銀玻璃鏡。鍍銅鍍銀玻璃鏡是在平板玻璃上通過(guò)銀鏡反應(yīng)在玻璃表面鍍上一層約700mg/m2的金屬銀反射層,再在銀鍍層上均勻鍍一層約200mg/m2的銅,然后幕淋鏡背涂料;無(wú)銅鍍銀玻璃鏡是在平板玻璃上直接鍍一層約900mg/m2的銀反射層,為了提高鍍銀層和鏡背涂料之間的附著力,需用氟化錫等化合物鈍化鍍銀層,然后幕淋鏡背涂料。由于鍍銅鍍銀玻璃鏡的生產(chǎn)過(guò)程中銅離子污染嚴(yán)重以及可見(jiàn)光反射率跟不上市場(chǎng)的需求,無(wú)銅鍍銀玻璃鏡正在逐漸取代鍍銅鍍銀玻璃鏡。鍍鋁玻璃鏡是通過(guò)真空磁控濺射金屬鋁,在平板玻璃上沉積一層金屬鋁作為反射層,然后幕淋鏡背涂料。
目前,我國(guó)的鍍銀玻璃鏡生產(chǎn)線達(dá)200多條,其中100多條銀鏡生產(chǎn)線分別從德國(guó)克努伯、意大利博文、美國(guó)索瑪卡等國(guó)外公司引進(jìn),其余銀鏡生產(chǎn)線為國(guó)產(chǎn)技術(shù),鍍銀玻璃鏡每年產(chǎn)能達(dá)到1.05×108m2,出口鍍銀玻璃鏡每年超過(guò)100萬(wàn)t,并形成了浙江黨山、山東滕州、河北沙河等制鏡產(chǎn)業(yè)集群。鍍銀玻璃鏡的生產(chǎn)原料主要包括:平板玻璃、鍍液和鍍銀玻璃鏡鏡背涂料,其中鍍銀玻璃鏡鏡背涂料每年的需求量超過(guò)2萬(wàn)t。隨著環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格,現(xiàn)在使用的溶劑型鍍銀玻璃鏡鏡背涂料已經(jīng)不能滿(mǎn)足環(huán)保要求,高性能的水性鍍銀玻璃鏡鏡背涂料的研發(fā)刻不容緩。
鍍銀玻璃鏡鏡背涂料的特殊性主要取決于5個(gè)方面:鍍銀玻璃鏡鏡背涂料對(duì)鍍銀層的附著力;對(duì)鍍銀層的防腐蝕、耐劃傷保護(hù);要求低溫短時(shí)間烘烤以避免玻璃高溫長(zhǎng)時(shí)間烘烤后玻璃晶相的變化;為了節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間而采用幕淋涂裝鍍銀玻璃鏡鏡背涂料工藝;以及鍍銀玻璃鏡在使用過(guò)程中對(duì)鏡子的切割、磨邊。這些特殊性造成鍍銀玻璃鏡鏡背涂料在樹(shù)脂選型、防腐蝕劑選擇以及配方設(shè)計(jì)上的獨(dú)有難度。本文從鍍銀玻璃鏡鏡背涂料的發(fā)展歷程出發(fā),探討了水性鍍銀玻璃鏡的鏡背涂料水性樹(shù)脂選型和水性防腐蝕劑選擇的基本要求。

一、溶劑型鍍銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料
溶劑型鍍銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段:(1)底涂、面涂均含鉛顏料;(2)底涂含鉛顏料,面涂不含鉛顏料;(3)底涂、面涂均不含鉛顏料。
1.1 底涂、面涂均含鉛的鍍銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料
紅丹等含鉛防腐蝕劑在水中解離出Pb2+和樹(shù)脂中的酚醛基團(tuán)或共軛雙鍵水解物絡(luò)合形成難溶解的化合物,吸附在鍍銅層表面,可以防止涂膜的水分子滲透。為了提高鍍銅鍍銀玻璃鏡鏡背底涂、面涂的耐腐蝕性,以及干、濕附著力,適應(yīng)幕淋工藝,鍍銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料的成膜樹(shù)脂主要采用松香酚醛改性中油度桐亞油酸醇酸樹(shù)脂,加入少量丁醚化三聚氰胺氨基樹(shù)脂,和成膜樹(shù)脂中少量的羥基反應(yīng)提高涂料的交聯(lián)密度。成膜樹(shù)脂中的共軛雙鍵用環(huán)烷酸(異辛酸)鈷、環(huán)烷酸(異辛酸)鉛、環(huán)烷酸(異辛酸)鈣、環(huán)烷酸(異辛酸)鋅、環(huán)烷酸(異辛酸)稀土等復(fù)合催干劑催化共軛雙鍵交聯(lián)。也有采用丙烯酸改性中油度干性醇酸樹(shù)脂后再用環(huán)氧改性的樹(shù)脂,丙烯酸改性中油度干性酸醇酸樹(shù)脂后再用甲苯二異氰酸酯改性的樹(shù)脂,腰果酚、甲醛和六次甲基四胺的縮合物改性石油樹(shù)脂。含鉛底、面涂料,大都采用改性中油度自干性醇酸樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂,固體質(zhì)量比一般為(7~8)∶1,氨基樹(shù)脂含量太高,鏡背涂料在流水線上很難烘烤交聯(lián)完全,而且該類(lèi)鍍銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料均含有紅丹、黃丹等有毒的防腐蝕顏料,含量為整個(gè)配方質(zhì)量的7%~10%。
1.2 底涂含鉛、面涂無(wú)鉛的鍍銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料
隨著人類(lèi)對(duì)鉛危害認(rèn)識(shí)的深入,對(duì)涂料鉛含量特別是與人體接觸的鉛含量進(jìn)行了嚴(yán)格控制。涂料樹(shù)脂采用單官能團(tuán)丙烯酸單體、多官能團(tuán)丙烯酸單體和含雙鍵的鈦酸酯偶聯(lián)劑共聚反應(yīng)得到的超支化丙烯酸樹(shù)脂,或者采用改性含氟丙烯酸樹(shù)脂,但從文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)顯示,這些不加氨基樹(shù)脂交聯(lián)固化的涂料體系,由于交聯(lián)密度不夠,性能未能達(dá)標(biāo)。
1.3 底涂、面涂均無(wú)鉛的鍍銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料
鍍銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料樹(shù)脂使用不飽和聚酯樹(shù)脂和丙烯酸單體聚合成超支化丙烯酸改性聚酯樹(shù)脂。也有用丙烯酸改性短油度醇酸樹(shù)脂后,再用環(huán)氧樹(shù)脂改性合成超短油度的溶劑型鍍銅鍍銀鏡背涂料樹(shù)脂。由于鍍銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料底涂、面涂均無(wú)鉛,為了提高鏡背涂料的性能,成膜樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂的固體質(zhì)量比為(4~5)∶1,提高了氨基樹(shù)脂在配方中的比例,增加了涂料的交聯(lián)密度,但隨著配方中氨基樹(shù)脂的比例提高,需要同時(shí)采用封閉的對(duì)甲苯磺酸降低樹(shù)脂體系的烘烤溫度和烘烤時(shí)間,文獻(xiàn)中只使用了普通的著色顏料和滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣等填料,沒(méi)有使用合適的防腐劑,鏡背涂料的研制沒(méi)有達(dá)到鍍銅鍍銀玻璃鏡的性能要求。
采用環(huán)氧改性中油度醇酸樹(shù)脂和少量丁醚化三聚氰胺氨基樹(shù)脂交聯(lián),采用無(wú)鉛防腐蝕劑氰胺鋅達(dá)到了鍍銅鍍銀玻璃鏡的防腐性要求,該氰胺鋅由氧化鋅、尿素、雙氰胺和單氰胺反應(yīng)制得,為了防止氰胺鋅水解過(guò)快,采用硅烷偶聯(lián)劑包覆。由于氰胺鋅在涂膜中水解后產(chǎn)生的CN-有極強(qiáng)的極性,吸附在鍍銅層或鍍銀層上,形成了耐腐蝕的沉淀膜。
二、溶劑型無(wú)銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料
鍍銅鍍銀玻璃鏡的生產(chǎn)工藝會(huì)產(chǎn)生大量含銅離子的廢水,污染環(huán)境。而且在生產(chǎn)過(guò)程中,過(guò)烘烤會(huì)使銅、銀鍍層中的銅、銀金屬原子互滲,造成鍍銅鍍銀玻璃鏡的可見(jiàn)光反射率很難超過(guò)85%。銀和銅的離子半徑相差很大,鍍銅層和鍍銀層雖然是同族元素,但對(duì)鍍銅層附著力好的涂料樹(shù)脂,不一定對(duì)鍍銀層的附著力也好,而且防腐劑的選擇也不同于鍍銅層。
有文獻(xiàn)采用酚醛改性短油度醇酸樹(shù)脂、丁醇醚化三聚氰胺樹(shù)脂、超細(xì)氧化鉛和氧化鋅、2500目填料,其中成膜樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂的固體質(zhì)量比為(7~8)∶1,采用無(wú)機(jī)交聯(lián)劑氧化鉛和氧化鋅提高和無(wú)銅鍍銀層的附著力,降低鏡背涂料的烘烤溫度和縮短烘烤時(shí)間,采用單層幕淋該涂料的無(wú)銅鍍銀玻璃鏡各種性能均能達(dá)到鍍銅鍍銀玻璃鏡的各項(xiàng)性能指標(biāo)。還有采用酚醛和環(huán)氧改性丙烯酸改性的短油度醇酸樹(shù)脂,和氨基樹(shù)脂的固體質(zhì)量比為(4~5)∶1,交聯(lián)反應(yīng)后,再用硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑代替無(wú)鉛防腐劑,由于硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑并不是鍍銀層的良好防腐劑,該改性沒(méi)有取得好的結(jié)果。細(xì)鱗片填料的吸油量較大,添加量高會(huì)增加鍍銀玻璃鏡鏡背涂料的流變指數(shù),從而達(dá)不到幕淋穩(wěn)定,而添加量小又達(dá)不到鍍銀玻璃鏡的防腐蝕效果。采用偶聯(lián)劑包覆滑石粉的方法可降低滑石粉的吸油量,可以在鍍銀玻璃鏡鏡背涂料中使用大量滑石粉而不至于流變指數(shù)過(guò)大而影響幕淋穩(wěn)定,該文獻(xiàn)使用羥基丙烯酸樹(shù)脂和封閉型聚氨酯樹(shù)脂交聯(lián)反應(yīng),在單涂層條件下就有良好的性能,其中銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)(CASS)性能達(dá)到了480h。
由于生產(chǎn)流水線上采用幕淋工藝,雙組分聚氨酯涂料、雙組分環(huán)氧涂料有活化期的限制,不適合用于鍍銀玻璃鏡的流水線生產(chǎn)工藝。也有采用UV固化樹(shù)脂,采用三官能團(tuán)脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和含全氟聚醚的聚氨酯丙烯酸酯,用2-羥基乙基甲基丙烯酸磷酸酯作為耐腐蝕助劑接枝在樹(shù)脂上,但也無(wú)法達(dá)到無(wú)銅鍍銀玻璃鏡的性能需求。
三、水性無(wú)銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料
由于水的表面張力大,蒸發(fā)潛熱高,水性涂料在烘烤過(guò)程中容易爆泡,必須考慮水性鏡背涂料底涂面涂烘烤后的層間晾干間隔??紤]到鍍銀玻璃鏡鏡背涂料的特殊性,水性鏡背涂料樹(shù)脂和防腐劑的選擇尤為重要。目前有文獻(xiàn)采用水性鈷催干劑、水性錳催干劑催干共軛雙鍵的水性丙烯酸改性中油度干性醇酸樹(shù)脂,再用環(huán)氧改性,即可自干,也可烘烤干燥。不過(guò)制備的涂料沒(méi)有顯示良好的耐腐蝕性。張崇明等采用水性羥基丙烯酸樹(shù)脂、水性環(huán)氧酯樹(shù)脂冷拼后和全甲醚化三聚氰胺樹(shù)脂,少量的水性封閉型TDI聚氨酯固化劑配伍,防腐劑采用三聚磷酸鋁、磷酸鋅和甲基苯并三氮唑的混合物,并用吡啶封閉對(duì)甲苯磺酸降低烘烤溫度和時(shí)間。三聚磷酸鋁和磷酸鋅中磷酸根離子并不能沉淀在鍍銅層、鍍銀層上形成螯合物,它們并不是鍍銀層良好的防腐劑。
郭詩(shī)華等用環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸單體、硅烷單體共聚后的水性樹(shù)脂和酚醛環(huán)氧、聚醚改性柔性環(huán)氧樹(shù)脂混合,采用2-乙基?4-甲基咪唑、雙氰胺、2-甲基咪唑作為固化劑,采用噴涂工藝制備的無(wú)銅鍍銀玻璃鏡的CASS性能達(dá)到了600h以上,但雙組分并不適合現(xiàn)有的幕淋生產(chǎn)工藝。
本課題組采用N-羥甲基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺?2-甲基丙磺酸共聚后用甲醇醚化制備的水可稀釋甲醚化N-羥甲基丙烯酰胺樹(shù)脂代替堿中和水性樹(shù)脂和水性乳液,再和高亞氨基氨基樹(shù)脂配伍制備水性單涂層無(wú)銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料。該水性鏡背涂料單涂就能完全滿(mǎn)足無(wú)銅鍍銀玻璃鏡的性能指標(biāo),并且推斷涂料中大量的亞氨基(NH)基團(tuán)和磺酸鹽基團(tuán)是提高水性無(wú)銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料耐腐蝕的關(guān)鍵。
四、結(jié)語(yǔ)
水性無(wú)銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料的樹(shù)脂不能使用堿中和的水性樹(shù)脂,應(yīng)采用高NH基團(tuán)和磺酸鹽基團(tuán)的樹(shù)脂,一方面高NH基團(tuán)和磺酸鹽基團(tuán)能使鏡背涂料樹(shù)脂水性化,另一方面高NH基團(tuán)和磺酸鹽基團(tuán)能提高水性無(wú)銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料在鍍銀層的干、濕附著力,從而提高無(wú)銅鍍銀玻璃鏡耐腐蝕性、耐酸、耐堿、耐濕熱和耐磨邊切割等性能。水性無(wú)銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料需采用含磺酸鹽耐腐蝕劑。單涂層的水性無(wú)銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料是水性無(wú)銅鍍銀玻璃鏡鏡背涂料的發(fā)展方向。
五、夢(mèng)能服務(wù)與支持
1、免費(fèi)樣品
如果您對(duì)我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請(qǐng)樣品試用,請(qǐng)與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506
油漆樣品適用范圍:
用于新建項(xiàng)目:驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。
用于維修項(xiàng)目:驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。
用于日常修補(bǔ):提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。
申請(qǐng)用量:在1KG以?xún)?nèi)免費(fèi)送貨上門(mén)。
2、免費(fèi)打樣
如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測(cè)試,請(qǐng)與我們客服人員聯(lián)系,將樣板寄往夢(mèng)能科技營(yíng)銷(xiāo)部,由專(zhuān)業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。
3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)
夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理,從專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì),以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專(zhuān)業(yè)素質(zhì),每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器,儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn),以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。
4、購(gòu)買(mǎi)通道
零售:購(gòu)買(mǎi)50kg以?xún)?nèi),線上購(gòu)買(mǎi),抖店直接下單購(gòu)買(mǎi)。
工廠業(yè)務(wù):長(zhǎng)期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調(diào)試、質(zhì)量檢測(cè)、開(kāi)具13%專(zhuān)用發(fā)票
貿(mào)易、代理:提供代工業(yè)務(wù)支持,項(xiàng)目保護(hù)。
業(yè)主、總包、設(shè)計(jì)院:提供防腐方案設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)、施工方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。
涂裝施工:提供解決方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。
