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1、技術(shù)研究可直接噴涂的汽車用PP塑料底漆的研制作者:周榮華,沈球旺,劉忠,崔岳崧(深圳市天健涂料科技開發(fā)有限公司,廣東深圳51812P_)摘要:介紹了一次性直接噴涂聚丙烯PP塑料汽車用底漆的研制和施工.分別討論了樹脂、填料和防沉劑的選擇,PP底漆與面漆、罩光清漆配套性測(cè)試及PP底漆在其它底材上附著力性能。關(guān)鍵詞:一次性噴涂:聚丙烯:PP塑料:汽車底漆O引言隨著塑料產(chǎn)品質(zhì)量的調(diào)整發(fā)展,性能的不斷提高,汽車工業(yè)已經(jīng)越來越多地采用工程塑料來代替各種金屬材料。因?yàn)樗芰系拿芏鹊停透g性能好,力學(xué)性能也不低于金屬材料,這樣就可實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化。目前汽車生產(chǎn)企業(yè)所用的塑料主要是PP/EPDM(聚丙
2、烯/乙烯一丙烯一二烯三元共聚物)混合塑料(用做保險(xiǎn)杠)、PP和ABS混合塑料(用作其他車內(nèi)部件如阻流板、汽閘等)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)等。這些用于車體的塑料部件需要涂裝涂料,其底漆主要是為了遮蓋未精飾模制件的缺陷和流痕,減少表面的孔隙和凹槽;提高耐磨性、耐化學(xué)品性和抗劃傷性以保護(hù)底材等。目前,市面上PP涂料的產(chǎn)品主要是分兩次施工,即第一道先打一層PP水,再噴涂底漆。而本試驗(yàn)研發(fā)的產(chǎn)品不需要使用PP水處理,可直接將PP涂料噴涂于各種PP素材塑料上,附著力更強(qiáng)于使用PP水,重涂效果好??纱蟠蠊?jié)省PP水打底的原料、人工和時(shí)間,并可耐水煮2h以上。1試驗(yàn)部分1.1原材料及規(guī)格
3、原材料及規(guī)格如表1所列,包含與底漆配套的面漆及罩光清漆所用原料。表1原材料名稱及規(guī)格1.2參考配方及施工1.2.1PP涂料參考配方(見表2)PP涂料參考配方見表2。表2汽車用PP底漆參考配方原材料品種∞/%PP塑料專用熱塑性樹脂Cp一343—1聚丙烯促進(jìn)劑1500目滑石粉鈦白粉防沉劑環(huán)己酮酯酸乙酯醋酸丁酯工藝:先將溶劑投人反應(yīng)釜中,加入防沉劑,攪拌均勻,然后加入樹脂、顏填料,充分?jǐn)噭蚝?,靜置24h再上砂磨機(jī)分散至細(xì)度為15“m即可。39;;;猢∞m∞∞∞∞第8屆水性車用涂料及修補(bǔ)漆技術(shù)研討會(huì)暨第7屆PU涂料技術(shù)研討會(huì)1.2.2PP涂料稀釋劑參考配方PP涂料稀釋劑參考配方見表3。表3P
4、P涂料稀釋劑參考配方原材料品種∞/%120#白電油碳酸二甲酯異丙醇醋酸乙酯混丙醇乙二醇丁醚28.O20.O12.517.013.59.O1.2.3汽車用PP底漆的施工工藝先將工件表面用白電油或異丁醇將油漬清除,然后用稀釋劑調(diào)整PP底漆噴涂黏度為15~21s(涂4#杯/25℃),氣壓控制在3~4kPa,噴涂時(shí)大出油量,正常槍法噴涂,涂層干膜厚度在25肛m左右,噴好工件后,風(fēng)干15一一20min,然后在70℃/30min條件下干燥或自干24h,底漆可干碰濕噴面漆,也可濕碰濕噴面漆。1.3底漆性能檢測(cè)底漆性能檢測(cè)見表4。表4底漆性能檢測(cè)2結(jié)果與討論2.1PP涂料涂層附著機(jī)理涂層能在PP塑料
5、上附著,是由于有兩種作用的存在。一種是物理機(jī)械作用,PP塑料制品表面具有均勻的微觀粗糙結(jié)構(gòu),涂料噴涂到這種微觀粗糙表面后,在液體狀態(tài)時(shí)就能侵入微觀粗糙的“孔”中,干燥后涂料發(fā)生交聯(lián),涂膜就像釘子一樣“釘”在PP塑料制品上,這就是機(jī)械錨合鎖扣效應(yīng)。另一種就是化學(xué)鍵作用,經(jīng)試驗(yàn)證明,PP分子中含有一定的極性基團(tuán),由于受涂料中溶劑的侵蝕,這些極性基團(tuán)被激活,與涂料中的一些極性基團(tuán)形成化學(xué)鍵,隨著涂料的固化,二者發(fā)生交聯(lián)。同時(shí),涂料中溶劑的侵蝕也使PP塑料表面產(chǎn)生凹坑,從而也為機(jī)械錨合鎖扣效應(yīng)創(chuàng)造了條件。由此表明涂層在PP塑料上附著是物理和化學(xué)兩種效應(yīng)共同作用的結(jié)果,附著力是由涂層與PP塑料
6、間物理機(jī)械結(jié)合及極性基團(tuán)間化學(xué)鍵合產(chǎn)生的。2.2樹脂的選擇用于塑料表面的涂料首先應(yīng)具備兩個(gè)基本的,I*JE質(zhì):(1)涂料對(duì)塑料必須具有良好的附著力。潤(rùn)濕是涂料附著的前提,但是PP塑料表面張力相對(duì)較低,涂料要在PP塑料上達(dá)到良好的附著,應(yīng)使PP塑料表面產(chǎn)生良好的潤(rùn)濕,可以通過改變?nèi)軇┑某煞謥硎筆P塑料表面適當(dāng)?shù)娜芪g以使其產(chǎn)生良好的潤(rùn)濕。(2)涂料的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量與PP相似。PP分子中含有極性基團(tuán),根據(jù)“相似相容”原理,應(yīng)選擇含有一定極性基團(tuán)的涂料。因此,選技術(shù)研究用與其結(jié)構(gòu)相似的PP塑料專用熱塑性樹脂來配制汽車測(cè)試,篩選出了性能優(yōu)良的PP樹脂B,見表5。用PP底漆。通過對(duì)比3種不同樹脂配制
7、底漆后的性能表5不同樹脂對(duì)漆膜性能的影響附著力/級(jí)0—100~1鉛筆硬度HB2HH柔韌性/ram1表十/rain568耐40℃水,lOd后測(cè)附著力/級(jí)2n1喇沸水,2h后測(cè)附著力/級(jí)2012.3填料的選擇汽車用PP底漆要求有良好的填平性和打磨性,以減少工件表面的孔隙和凹槽這要求在配方中加八填料。選用1500滑石粉具有良好的填平性和打磨性,但填料加入的量要適宜,過多或多少都會(huì)影響漆膜的性能。從表6知,當(dāng)滑石粉添加量為10%BI,漆膜的各項(xiàng)性能佳,滿足技術(shù)指標(biāo)