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工藝基礎|涂布液
瀏覽:104 發布日期:2019-11-19
涂布工藝是針對涂布制程進行設計,能夠滿足BOM要求,同時又能夠符合產線制程能力要求的一系列參數及操作規范。
 
涂布工藝一般對作業順序、作業手法、設備參數以及制程要求予以規范,制定一系列的標準及參數,對輔料配件的選型予以規定,從而達到復制生產參數及工藝,滿足不同時期生產條件均一致的需求。
 
涂布液是如何區別和區分的?
涂布液中都包含哪些成分?
應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
因不同涂布液應用領域不同,其特性也各不相同,固化方式也有所區別,但一般分為光固化或熱固化兩種,熱固化產品一般需要經過熟化制程。
當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,一般需評估其顏色、流動性、固含量及粘度指標。
壓敏膠是常用的膠黏劑產品,其一般分為單組份和雙組份產品。
單組份產品即已加入固化劑的膠水,使用中只需揮發其中的溶劑即可。
雙組份產品一般需單獨添加固化劑,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劑,或者是使用光固化用的光引發劑。
壓敏膠的體系常用的有:
亞克力膠系:主要用作保護膜、不干膠、窗膜、防爆膜等
聚氨酯膠系:主要用作保護膜、復合膜等
有機硅膠系:主要用作保護膜、AB膠等
橡膠系:主要用作保護膜、醫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UV照射后形成致密的涂層,交聯度大,反應速度快,主要應用于硬化保護膜、窗膜、可印刷PET等產品上。
除此之外,還有自修復、負離子、防藍光、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構,光線在照射到基材上時形成漫反射從而實現防眩暈的目的。
 
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如CO-,另外其極性集團又易于附著顏料、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、團聚的阻礙力,從而起到分散的目的。
 
溶劑     
溶劑的基礎性質    
在使用溶劑時,需確認其含水率、顏色、雜質等情況,含水率可通過卡爾費休水分儀進行測定。
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的的定義及釋義:
溶解度參數即solubility parameter,簡稱SP,是衡量液體材料相溶性的一項物理常數。其物理意義是材料內聚能密度的開平方:
SP=(E/V)1/2
其中,SP是溶解度參數;E是內聚能;V是體積。
掌握溶解度參數,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。
兩種高分子材料的溶解度參數越相近,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,在設計膠水配方的時候,為某種膠選擇液態助劑的時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候,應遵循上述溶解度參數規則,同時也應考量與基材的匹配性。另外根據相似相容原理,在選擇溶劑的時候應注意極性相似。
另外選擇溶劑的時候可以根據適當的研發設計、工藝設計和制程情況選擇單組分溶劑亦或是多組分溶劑,以滿足生產制程的需要和產品品質的需求。
 
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。多組分溶劑選擇時應注意選擇合適的組分及比例,避免形成共沸點,也應避免選擇沸點相近的組分。
某些膠水對于特定的基團可能比較敏感,有可能會導致失效或反應,在選擇溶劑時應盡量避免使用含此類基團的溶劑。
 
助劑      
助劑是指在膠水使用過程中,為滿足產品需求或者工藝需求而加入的微量組分,其特點是不與主體樹脂發生反應,通過微量添加即可滿足其使用特性或產品特性。
助劑的選取及使用需要進行實驗室的評估,一般是通過實驗室測試及老化試驗進行評估,防止其在制程中對產品性能產生不確定性影響,或是在使用過程中及出貨后出現質量異常。
助劑種類繁雜,一般根據其物質特性分為有機添加劑如增稠劑、染料等,以及無機添加劑如顏料、納米分散粉體等。
 
固化劑     
固化劑一般是配合原膠使用,起到樹脂交聯固化的作用。
其儲存環境較為嚴格,應在陰涼干燥的環境下密閉儲存,對水敏感度高,應避免接觸水源及陽光直射照射。
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