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研究生:劉政揚
研究生(外文):Cheng-Yang Liu
論文名稱:紫外光硬化柔感塗料之材料應用研究
論文名稱(外文):Material of applied research about Ultraviolet Radiation cured soft feel coatings
指導教授:芮祥鵬芮祥鵬引用關係
口試委員:程耀毅魏騰芳
口試日期:2012-01-13
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:有機高分子研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:47
中文關鍵詞:聚氨酯柔感塗料聚氨酯塗料聚酯多元醇聚碳酸酯多元醇丙烯酸多元醇紫外光硬化塗料揮發性有機物化合物寡聚物單體光起始劑添加劑
外文關鍵詞:PPU soft feel coatingPU coatingpolyester polyol resinpolycarbonate polyol resinacrylic polyol resinUV curing coatingVOColigomermonomerphoto initiatoradditives
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聚氨酯柔感塗料(PU soft touch coatings)有別於一般的聚氨酯塗料(PU coatings),其塗料具有彈性柔軟觸感的特性,並保有相當程度的耐抗刮及耐化性。市面上有許種3C產品的外觀及汽車的內裝皆使用此類塗料作為表面塗裝。聚氨酯柔感塗料的主體樹脂為聚酯多元醇樹脂(Polyester polyol)或是聚碳酸酯多元醇樹酯(Polycarbonate polyol),而一般的聚氨酯塗料的主體樹脂是由丙烯酸多元醇(Acrylic polyol)所組成,其在結構上的差異導致塗膜的不同物性展現。

但上述的PU型塗料會有揮發性有機物化合物(VOC)汙染問題以及所需乾燥時間較長問題,在使用上仍有相當多的限制。紫外光硬化(UV curing)產品主要由寡聚物(oligomer)、單體(monomer)、光起始劑(photo initiator)與添加劑(additives)組成,在施工方式上的不同會在配方上會有些許的差異,目前也亦被廣泛應用在3C產業塗裝。紫外光硬化塗料的塗膜耐物化性質優於聚氨酯塗料,且硬化速度快可節省施工時間,相當符合現今節能減碳的需求。但大多數的紫外光硬化塗料塗膜呈現硬且脆的特性,較不具有類似聚氨酯柔感塗料的觸感與彈性,所以目前市面上柔感塗料仍是以PU型塗料居多。

本研究主要利用紫外光硬化塗料中所使用的寡聚物原料,利用不同官能機類型的寡聚合物原料,在適當的配方下硬化成膜後,藉由百格密著、鉛筆硬度、RCA耐磨試驗、拉伸試驗、IR光譜分析等試驗,來評估何種寡聚物較適用於紫外光硬化柔感塗料的開發應用可行性。


The PU soft feel coating is different with the common PU coating, that characteristic have elastic and soft touch, but still have good abrasion resistance and good chemical resistance, many kinds of 3C product and the automobile internal product use this kind of coating to do for the superficial painting. The PU soft feel coating is usually composed of Polyester polyol resin or Polycarbonate polyol resin, they are the different the common PU coating is composed of Acrylic polyl resin. But the PU coating can have the VOC pollution, and concern as well as needs the drying time long question, still had quite many limits in the use.

UV curing coating is composed of oligomer and monomer and photo initiator and additives, that is widely applied in the 3C industry painting in few years. The UV curing coating properties is better than the PU coating, that dry speed is very fast can save the construction time and low VOC pollution. The UV curing coating is conform to the environmental protection demand. But mostly UV curing coating characteristic is hard and crisp, so in the present market condition the soft feel coating was still by the PU coating majority.

This research in discussion about effect of different function group type of oligomer ,by the results in test on adhesion, pencil hardness, RCA abrasion, tension test, Fourier Transform Infrared Spectrometer(FTIR) analysis, estimate for develop soft feel coating of UV Curing.

PU soft feel coating, PU coating, polyester polyol resin, polycarbonate polyol resin, acrylic polyol resin,UV curing coating, VOC, oligomer, monomer, photo initiator, additives


中文摘要 ......ii
英文摘要 .....iii
誌謝 ......iv
目錄(一) .......v
目錄(二) ......vi
表目錄 .....vii
圖目錄(一)...viii
圖目錄(二).....iv

第一章 緒論 ......1
1.1 前言 ......1
1.2 文獻回顧 ......2
1.2.1 熱固型PU塗料發展...................2
1.2.2 紫外光硬化塗料發展.................3
1.2.2.1 第一階段初創時期(1950~1960年代).......3
1.2.2.2 第二階段成長時期(1970~1980年代).......4
1.2.2.3 第三階段進展時期(1980~1990年代).......5
1.3 研究動機 ......6
第二章 紫外光硬化理論基礎介紹 ......7
2.1 前言 ......7
2.2 紫外光硬化產品組成與介紹 ......7
2.2.1 寡聚物 ......7
2.2.2 單體 ......9
2.2.3 光起始劑 ......9
2.2.4 溶劑 ....10
2.2.5 添加劑 ....10
2.3 紫外光硬化設備介紹 ....11
2.3.1 燈源 ....11
2.3.2 反射罩 ....14
2.3.3 冷卻系統 ....14
2.3.4 輔助設備 ....15
2.4 紫外光硬化原理介紹.............15
第三章 試驗儀器設備與方法 ...........17
3.1 實驗材料與樣品.............17
3.1.1 塗佈基材.............17
3.1.2 試驗藥品.............17
3.2 試驗流程與研究方法.........21
3.2.1 試驗流程.............21
3.2.2 研究方法.............23
3.3 儀器設備與測試儀器.........26
第四章 試驗結果與討論..................32
4.1 熱固型PU塗料手感探討......32
4.2 紫外光硬化塗料手感探討................33
4.2.1 最適當光起始劑添加量.............33
4.2.2 最適當紫外光照射能量探討.........34
4.2.3 不同官能基類型寡聚物柔軟觸感與物性探討.34
4.2.3.1 塗膜物性比較...................34
4.2.3.2 薄膜IR圖譜分析.................35
4.2.3.3 彈性硬度計分析.................37
4.2.3.4 DSC分析........................38
4.2.3.5 DMA分析........................41

第五章 結論................................44

參考文獻 ....46


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