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解决方案 | UV肤感涂层『爽滑』的关键

2026-03-11 作者:泰格助剂 浏览数:

UV哑光肤感涂层因其高端的质感、优异的抗刮擦性和柔和的光泽,广泛应用于高端消费电子、汽车内饰、高档家具等领域。然而,哑光效果与爽滑性(低摩擦系数)之间存在固有的技术矛盾,成为配方设计的核心难点。通过对比测试泰格助剂,深入解析肤感爽滑性的来源与作用机理。

01 — UV哑光肤感涂层的核心矛盾

UV固化技术以其低温、快速、环保等优势,已成为现代工业涂装的主流选择,而UV肤感涂层以其丝绸般细腻丝滑感和哑光质感受到市场青睐。

哑光、肤感效果的实现,本质上是通过引入微观粗糙度来破坏镜面反射。通常采用两种方式:

1、物理消光:加入消光剂(如二氧化硅),其颗粒在涂层表面及近表面形成不均匀的微观结构,使光线发生漫反射。

2、化学消光:利用配方中各组分的固化速率差异,导致表面收缩不均,产生微观起伏(如准分子涂层)。

无论是哪种方式,其共同点都是刻意增大了涂层的表面粗糙度。而这,正是与爽滑性追求的目标背道而驰。

 

核心矛盾:爽滑性与哑光性的博弈

 

高爽滑性,意味着物体在涂层表面平滑移动时阻力较小,而摩擦力与接触表面的粗糙度直接相关,涂层表面越光滑平整,实际接触面积越大,若能降低涂层表面能,则可实现优异的爽滑感。

然而,在哑光肤感涂层中,大量的消光粉颗粒或固化不均产生的凸起,构成了无数个微观的“峰”和“谷”,当手指与UV肤感涂料接触时:

实际接触面积小:接触仅发生在这些“峰”上,局部压强增大。

机械啮合效应强:皮肤在涂层表面滑动时,摩擦表面的微凸体相互碰撞、刮擦,产生显著的机械阻力。

一般而言,未经优化的哑光涂层,其天然具有高摩擦系数和滞涩感。消光剂/哑粉的加入往往会严重干扰固化效率,并加剧表面状态的不稳定性,使得滑爽助剂的筛选变得尤为困难,想要解决核心矛盾,就需要在:

不改变光的慢反射的同时,改变涂层微观表面性质

涂层的这两个方面,是解决核心矛盾的关键:低的涂层表面能微观润滑层的形成。

 

02 — 低表面能与水滴角的关系

表面能是材料表面分子所受不平衡力场的表现,低的涂层表面能有助于肤感和防涂鸦性能的提升,而水滴角(Contact Angle)是衡量涂层表面能直观的指标。

UV涂层表面(不同表面能)的水珠形态

一般而言,水珠在涂层表面的越大,表明涂层的表面能越低。如添加了Tech-UV2505的特定涂层,其涂层表面能被显著降低,其水滴形态饱满,水滴角达到103°。

Tech-UV2505 低表面能涂层-103°的水滴接触角

对照组1、2  高表面能涂层-73°/67°的水滴接触角

 

●  有机硅的非极性→低表面能

非极性基团甲基-CH3形成低的表面能。在有机硅助剂链段上甲基-CH3的C-H键对称排列,键偶极相互抵消,使得整个甲基的净偶极矩为零,几乎不与其他分子产生极性相互作用或氢键,呈现非极性(Non-Polar),且硅的电负性(1.90)比碳(2.55)要低,这意味着在Si-C键中,电子云会稍微偏向碳一方,增加了“非极性”性质

●  提升UV肤感涂层水滴角

在UV肤感涂层测试中,添加了Tech-UV2505的涂层水滴角(93.70°)相比空白对照组水滴角(87.87°),水滴角提高了5.83°,这表明Tech-UV2505在保持良好相容性的同时,显著降低了UV肤感涂层的表面能。

而分子量更低、活性份更高的Tech-2127,以其更快的迁移速度和更好的分子排列,使得超薄UV肤感涂层水滴角达94.32°。

值得注意的是,UV固化过程中可能锁住未完全迁移的助剂。在工艺允许时,适当延长流平时间、优化预热温度,为助剂迁移提供足够的窗口,有助于涂层肤感的稳定。

 

03 — 柔软链段与摩擦系数

摩擦系数(COF)是爽滑性的直接量化指标。动摩擦系数(Kinetic Friction Coefficient)能反映持续滑动时的爽滑感。

在UV涂料中加入有机硅爽滑助剂,由于有机硅具有迁移性,在涂料固化前,它们会从涂料内部逐渐迁移至涂层表面(空气-涂层界面)并定向排列,有机硅助剂的低表面能官能团(如-CH3甲基)朝外,造就涂层低的表面能,同时形成柔软、有序的微观润滑层。

微观润滑的形成得益于:

①柔顺的主链(Si-O-Si)。Si-O-Si具有低的内旋转势垒,Si-O键较长(约1.64 Å),且Si-O-Si键角大(通常在140°-180°之间,远大于C-C-C的键角),即使改性接枝后,仍能保持微观优异的动态柔性;

②易旋转的侧链(-CH3)。-CH3甲基绕Si-O-Si主链旋转所需的活化能很低。

我们使用BGD-633摩擦系数测定仪,在GB-T10006-2021测试标准下,我们对比了UV哑光肤感体系中不同有机硅助剂的摩擦系数COF数值。

从数据中可以看出,Tech-2127和Tech-257N在显著提高水滴角(降低表面能)的同时,将动摩擦系数降至较低水平,柔软有序分子层能够有效减少表面微观的“峰”与皮肤的直接接触和机械啮合。

 

04 — 总结

通过高性能有机硅助剂,改变涂层微观表面性质,赋予UV肤感涂层表面 低的涂层表面能 和 微观润滑层,在UV肤感涂层表面实现高水滴角低摩擦系数

使用含反应基团的有机硅助剂(如Tech-UV2505),可赋予UV肤感涂层具有长效的爽滑感、抗污性和优异耐擦洗性能,实现『长效肤感』

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