镜面银由于具有媲美银蒸镀片材的镜面效果,可替代电镀,且遮盖性大,施工简单,应用十分广泛。镜面银油墨的镜面效果不仅与镜面银有关,而且与树脂性能密切相关。为促进镜面银的应用,有必要研究开发镜面银油墨用树脂。
镜面银油墨用树脂应具有以下特点:低固含高粘度、大分子量窄分布、低酸值高羟值和适中的玻璃化温度。丙烯酸树脂由于结构上具有极性羟基基团,可与镜面银的片状铝粉发生键合,不仅有利于铝粉的定向排列和与底材的附着,而且由于树脂分子量大,可对铝粉起定位作用。所以,丙烯酸树脂是镜面银油墨用树脂的重要备选材料。
本文选择丙烯酸(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)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)作为共聚单体,质量分数分别为:0.6%、3.0%、1.8%、0.7%、0.3%、0.8%和0.8%。
实验研究了半连续聚合工艺条件对镜面银油墨用丙烯酸树脂的产率、分子量分布及粘度的影响,得到合成的较适宜条件为:以乙酸丁酯、丙二醇甲醚和仲丁醇作为混合溶剂(质量比1.0∶2.0∶4.4),AIBN和BPO为复合引发剂(质量比为9∶1),其用量为单体总量的1.0%,控制滴加单体和引发剂混合溶液的时间在3h左右,反应温度80℃,反应时间10h,合成产率可达到97.3%。通过红外、差示扫描量热和凝胶色谱仪等分析手段,对丙烯酸树脂的性能进行了表征。制备的丙烯酸树脂外观清澈透明,固含量7.8%,运动粘度267mm2·s-1,数均分子量97894Daltons,分子量分布2.13,酸值5.1mgKOH·g-1,羟值136mgKOH·g-1,玻璃化温度56.4℃。
为检测丙烯酸树脂的应用性能,通过实验研究了稀释剂、油墨配比、干燥方式和底材对涂膜性能的影响,确定了镜面银油墨的配方为:镜面银∶树脂∶乙二醇丁醚=3∶2∶1,采用加热干燥方式,该油墨适用于玻璃和塑料底材。同时,对比了自制树脂和进口树脂的应用性能,发现自制树脂的光泽度(111.5Gs)稍低于进口树脂(117.0Gs),附着力(1级)则明显高于进口树脂(4级),且耐水性和耐候性较好。