抗指紋
2025-05-27 17:11:12 | 用途指引

抗指紋

以聚四氟乙烯(PTFE)為代表的氟樹脂具有低表面能,表現出獨特的功能如耐污性、不粘性、耐酸性、耐熱性和低摩擦性,在工業上非常有用廣為人知。然而,由於該樹脂無法形成透明塗層,加以皮膜的形成需要高熱,因此無法用於透明樹脂的防污功能。
近年來,利用這類氟樹脂的獨特優點,已有多種可在室溫下形成透明薄膜的塗層劑被開發出來並投入實際應用。接下來,我們要特別介紹可用於塑膠薄膜或透明樹脂上的防污或減少指紋的氟素塗層劑。
附著於樹脂表面的污漬如指紋、皮脂污漬、水垢等源自液體的濕污漬,由於其成分的分子與樹脂表面之間的吸引力所產生的分子間力(= 表面張力)而附著於樹脂表面。就樹脂而言,其表面張力本來雖低於無機化合物,但說低不低的表面張力碰到樹脂成分的親油性,油脂污漬就黏附上去了。透過使用氟素塗層劑,可以顯著降低樹脂表面的表面張力,從而可以減少這些污漬的黏附;此效果特別表現在使用纖維擦拭除去污垢時的容易度。
對於親水性纖維材料如棉或聚乙烯醇(PVA)製成的人造麂皮,存在結構中的羥基導致纖維分子具有高表面張力,透過分子間力吸引水和油等分子進入,將這些液體向上吸。這種現像也稱為毛細現象。

用於減少指紋附著和防污的氟素塗層劑大致可分為兩大類型;底下簡要介紹其特點。

-矽烷偶聯型防污塗層劑
使用氟素矽烷偶聯劑作為塗料成分的類型。塗覆後,透過矽烷偶聯反應與玻璃、金屬等基材結合,在表面形成單分子氟樹脂層。

這種結合型態的塗層成分具有優異的附著力和耐磨性。此外,由於單分子層的厚度約為10-20nm,因此肉眼不可見且不會損害塗佈材料的外觀或光學性能。此外,即使塗層成分由於漸進磨損或老化而剝離,這種剝離也是屬分子層次,肉眼檢測不到。所以,外觀不會變得斑駁,也不影響被塗佈物的外觀。

-UV硬化型防污塗層劑

此系統有兩種主要類型:添加到紫外線硬化樹脂中的添加劑型,以及已經混合了紫外線硬化樹脂和反應引發劑可以直接使用的塗料型。紫外終照射硬化的特點是硬化速度快,適合採用卷對卷等方式在塑膠薄膜上高速連續塗佈。

硬化反應是由自由基聚合引起的交聯反應,聚合受到氧氣的抑制,因此需要隔絕氧氣在氮氣下進行曝光,或在正常條件下使薄膜更厚。另外,塗佈後的表面外觀具有光澤的外觀。圖4顯示了塗佈的製程和化合物的結構。在風乾過程中,結構中的PFPE基浮到表面,即使添加少量(約1%固含量)也能發揮作用。

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