鏡面銀由于具有媲美銀蒸鍍片材的鏡面效果,可替代電鍍,且遮蓋性大,施工簡單,應用十分廣泛。鏡面銀油墨的鏡面效果不僅與鏡面銀有關,而且與樹脂性能密切相關。為促進鏡面銀的應用,有必要研究開發鏡面銀油墨用樹脂。
鏡面銀油墨用樹脂應具有以下特點:低固含高粘度、大分子量窄分布、低酸值高羥值和適中的玻璃化溫度。丙烯酸樹脂由于結構上具有極性羥基基團,可與鏡面銀的片狀鋁粉發生鍵合,不僅有利于鋁粉的定向排列和與底材的附著,而且由于樹脂分子量大,可對鋁粉起定位作用。所以,丙烯酸樹脂是鏡面銀油墨用樹脂的重要備選材料。
本文選擇丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)和甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)作為共聚單體,質量分數分別為:0.6%、3.0%、1.8%、0.7%、0.3%、0.8%和0.8%。
實驗研究了半連續聚合工藝條件對鏡面銀油墨用丙烯酸樹脂的產率、分子量分布及粘度的影響,得到合成的較適宜條件為:以乙酸丁酯、丙二醇甲醚和仲丁醇作為混合溶劑(質量比1.0∶2.0∶4.4),AIBN和BPO為復合引發劑(質量比為9∶1),其用量為單體總量的1.0%,控制滴加單體和引發劑混合溶液的時間在3h左右,反應溫度80℃,反應時間10h,合成產率可達到97.3%。通過紅外、差示掃描量熱和凝膠色譜儀等分析手段,對丙烯酸樹脂的性能進行了表征。制備的丙烯酸樹脂外觀清澈透明,固含量7.8%,運動粘度267mm2·s-1,數均分子量97894Daltons,分子量分布2.13,酸值5.1mgKOH·g-1,羥值136mgKOH·g-1,玻璃化溫度56.4℃。
為檢測丙烯酸樹脂的應用性能,通過實驗研究了稀釋劑、油墨配比、干燥方式和底材對涂膜性能的影響,確定了鏡面銀油墨的配方為:鏡面銀∶樹脂∶乙二醇丁醚=3∶2∶1,采用加熱干燥方式,該油墨適用于玻璃和塑料底材。同時,對比了自制樹脂和進口樹脂的應用性能,發現自制樹脂的光澤度(111.5Gs)稍低于進口樹脂(117.0Gs),附著力(1級)則明顯高于進口樹脂(4級),且耐水性和耐候性較好。