汽車用PP塑膠漆的設(shè)計(jì)和開發(fā)

王站　劉曄　朱新春

摘要：文章闡述了三種用于PP塑料上的涂裝體系。該體系不需要對(duì)底材進(jìn)行前處理，通過對(duì)基體樹脂、溶劑、助劑及顏填料的篩選，研制出適合汽車外飾件和內(nèi)飾件PP底漆及面漆，分析了各種配套體系的性能指標(biāo)及優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：PP塑料；外飾件；內(nèi)飾件；PP底漆；配套體系

中圖分類號(hào)：TQ630 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）14-0019-03

1 概述

隨著人們對(duì)汽車輕量化、抗碰撞、低油耗、安全環(huán)保等要求不斷提高，輕質(zhì)、防銹、減振、成型加工方便的塑料越來越多地應(yīng)用于汽車工業(yè)，其應(yīng)用部件由普通裝飾件發(fā)展到結(jié)構(gòu)件、功能件，使用的塑料也由通用塑料擴(kuò)展到強(qiáng)度高、沖擊性能好的高性能增強(qiáng)工程塑料。隨著人們的審美意識(shí)的變化，對(duì)汽車外觀和內(nèi)飾的要求越來苛刻。汽車外飾件（保險(xiǎn)杠、邊柱、裙邊、后視鏡等）噴漆后可與車身同色且有光澤，使汽車在外觀上更加具有整體感，還可掩蓋塑料表面的花紋或劃傷等缺陷，并提高了表面硬度，而且在耐紫外光曝曬性、耐久性、耐化學(xué)性、防塵性等方面具有更好的效果。內(nèi)飾件（下側(cè)板、儲(chǔ)物箱、儀表臺(tái)表面等）噴涂后可以營造溫暖和諧的氛圍。但是由于PP的特征在于其結(jié)晶度高、耐溶劑性強(qiáng)、表面極性和表面能低，涂膜難以附著，再加上PP塑料的多品種化，因此PP塑料涂料及其涂裝是大家十分關(guān)注的問題。

本文闡述的三種配套體系采用不同的底漆配合雙組份改性聚氨酯面漆，直接涂覆于PP塑料表面即有良好的附著力，達(dá)到表面裝飾的目的。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 原材料

2.3 制漆工藝

2.3.1 底漆的生產(chǎn)工藝。將配方中的樹脂加入調(diào)漆罐，加入80%的混合溶劑，加入分散劑攪拌均勻，加入有機(jī)土粉攪拌均勻，再加入顏填料，高速分散30min，上砂磨機(jī)分散至細(xì)度≤30um后，再加入流平劑，消泡劑和剩余的混合溶劑，攪拌均勻即可包裝。

2.3.2 面漆（色漆）的生產(chǎn)工藝。將配方中的60%羥基丙烯酸樹脂加入調(diào)漆罐，加入50%的混合溶劑，加入分散劑攪拌均勻，加入有機(jī)土粉攪拌均勻，再加入顏填料，高速分散30min，上砂磨機(jī)分散至細(xì)度≤15um后，再加入剩下的40%的樹脂和聚酯樹脂，攪拌均勻后加入流平劑，消泡劑和剩余的混合溶劑，攪拌均勻即可包裝。

2.4 涂裝工藝

2.5 檢驗(yàn)項(xiàng)目

外觀、硬度、附著力、彎曲、耐汽油、耐水、耐濕熱、耐化學(xué)介質(zhì)、耐冷熱交替、耐高壓清洗、耐磨、耐石擊、耐候（部分檢驗(yàn)見附頁）。

2.6 配套性能

2.6.1 PP水+面漆+清漆。

優(yōu)點(diǎn)：施工簡便，附著力好。

缺點(diǎn)：噴涂厚度對(duì)附著力影響極大，并且不能遮蓋底材缺陷，一般需要再涂裝中涂層。

用途：多用著內(nèi)飾件底漆。

2.6.2 單組份PP底漆+面漆+清漆。

優(yōu)點(diǎn)：快干、可打磨，對(duì)底材附著力好。

缺點(diǎn)：與面漆附著有選擇，柔韌性較好、耐水性一般。

用途：用于一般要求的場合。

2.6.3 雙組份PP底漆+面漆+清漆。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)底材附著力好，對(duì)極難附著的底材也有很好的附著力；對(duì)面漆的附著力好；加入了固化劑能進(jìn)一步增強(qiáng)漆膜的耐水性能，既可濕碰濕施工，也可低溫干燥。

缺點(diǎn)：施工較復(fù)雜，底漆干燥速度稍慢。

用途：汽車外飾件要求較高的產(chǎn)品，如保險(xiǎn)杠、立柱、裙邊等。

3 結(jié)果與討論

3.1 基體樹脂的影響

PP材料的特點(diǎn)是難濕潤、難附著、結(jié)晶度高、耐溶劑性強(qiáng)、表面能低、潤濕能力差，極性很小，分子間排斥力很強(qiáng)，導(dǎo)致漆膜難以附著。對(duì)于PP塑料基材，我們選用了化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面張力及溶解度參數(shù)與其相近的改性氯化聚烯烴（CPO）樹脂以提供良好的附著性。含羥基、羧基、環(huán)氧基、羰基等基團(tuán)的改性氯化聚丙烯樹脂，與PP基材以色散力締合，氯與接枝基團(tuán)能夠促進(jìn)面漆的附著，也就是說氯化聚烯烴有著承上啟下的作用。本文中所使用的樹脂就是屬于這一范疇。

3.2 溶劑的影響

涂料中溶劑對(duì)塑料的溶解過程中，如果成膜物與塑料的溶解度參數(shù)接近，那么涂膜與塑料表面形成一層互混層，這個(gè)互混層有助于附著。尤其是成膜物中有些鏈段與塑料相同，這些鏈段就可以相互纏繞，則附著力就會(huì)更好。但溶劑對(duì)塑料的溶解要適度，因?yàn)樗芰现破吩谒苣＿^程中必然有應(yīng)力殘留，過分溶解容易開裂。所以溶劑的溶解度參數(shù)要在塑料的溶解度之間才能有合適的溶解力。本文采用的溶劑是甲苯，二甲苯和環(huán)己酮的混合溶劑適合用于PP涂料溶劑。

3.3 附著力促進(jìn)劑的影響

漆膜與基材之間可以通過機(jī)械結(jié)合、物理吸附形成氫鍵和化學(xué)鍵，相互擴(kuò)散及靜電作用結(jié)合在一起。這些作用所產(chǎn)生的粘附力決定了漆膜與基材間的附著力。附著力促進(jìn)劑就是通過提高漆膜與基材的一種或幾種作用力達(dá)到提高附著力的作用。本文采用的附著力促進(jìn)劑是一種氨改性的氯化聚合物，氨基提供反應(yīng)性可以與底材表面的氧原子或氫氧基團(tuán)產(chǎn)生氫鍵或化學(xué)鍵，從而改善附著力。

4 結(jié)語

PP塑料結(jié)晶度高、耐溶劑性強(qiáng)、表面能低、潤濕能力差，極性很小，分子間排斥力很強(qiáng)，一般涂料很難附著。本文采用改性氯化聚烯烴樹脂制作底漆，同時(shí)配合PP專用附著力促進(jìn)劑，選擇合適的混合溶劑制備的PP專用涂料，提高了對(duì)底材的附著力，同時(shí)與面漆的配套性良好，使用效果很好。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：王站，徐州華日化學(xué)工業(yè)有限公司技術(shù)部長，江蘇省工程機(jī)械專用涂料工程技術(shù)研究中心副主任；劉曄，徐州華日化學(xué)工業(yè)有限公司總經(jīng)理，江蘇省工程機(jī)械專用涂料工程技術(shù)研究中心主任；朱新春，徐州華日化學(xué)工業(yè)有限公司常務(wù)副總經(jīng)理。

（責(zé)任編輯：周加轉(zhuǎn)）