周榮華沈球旺劉忠崔岳崧

（深圳市天健涂料科技開發有限公司廣東深圳 518122）

摘要介紹了一次性直接噴涂汽車用聚丙烯塑料底漆的研制和施工分別討論了樹脂填料和防沉劑的選擇PP底漆與面漆罩光清漆配套性測試及PP底漆在其他底材上附著力性能

關鍵詞一次性噴涂聚丙烯PP塑料汽車底漆

前言

隨著塑料產品質量的調整發展性能的不斷提高汽車工業已經越來越多地采用工程塑料來代替各種金屬材料因為塑料的密度低耐腐蝕性能好力學性能也不低于金屬材料這樣就可實現汽車的輕量化目前汽車生產企業所用的塑料主要是PP/EPDM聚丙烯/乙烯-丙烯-二烯三元共聚物混合塑料用作保險杠PP和ABS混合塑料用作其他車內部件如阻流板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耐化學品性和抗劃傷性以保護底材等目前市面上PP涂料的產品主要分兩次施工即第一道先打一層PP水再噴涂底漆而本試驗研發的產品不需要使用PP水處理可直接將PP涂料噴涂于各種PP素材塑料上附著力強于使用PP水重涂效果好可大大節省PP水打底的原料人工和時間并可耐水煮2h以上

1.試驗部分

1.1 原材料及規格

PP塑料專用熱塑性樹脂ABC國產Cp-343-1聚丙烯促進劑Eastman羥基丙烯酸樹脂AB國產1500目滑石粉自制色漿國產鈦白粉自制防沉劑國產300流平劑紫外線吸收劑1%二丁基錫液進口BYK-141BYK-331BYK-358BYK-OKBYK溶劑二甲苯醋酸乙酯醋酸丁酯環己酮醋酸溶纖劑高沸點溶劑120#白電油碳酸二甲酯異丙醇混丙醇乙二醇丁醚100#重芳烴均為化學純國產

1.2 參考配方及施工

1.2.1 PP涂料參考配方見表1

表1 汽車用PP底漆參考配方

工藝先將溶劑投入反應釜中加入防沉劑攪拌均勻然后加入樹脂顏填料充分攪勻后靜置24h再上砂磨機分散至細度為15μm即可

1.2.2 PP涂料稀釋劑參考配方見表2

表2 PP涂料稀釋劑參考配方

1.2.3 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噴涂時大出油量正常槍法噴涂涂層干膜厚度在25μm左右噴好工件后風干15～20min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 底漆性能檢測結果見表3

表3 底漆性能檢測結果

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2.結果與討論

2.1 PP涂層附著機理

涂層能在PP塑料上附著是由于有兩種作用的存在一種是物理機械作用PP塑料制品表面具有均勻的微觀粗糙結構涂料噴涂到這種微觀粗糙表面后在液體狀態時就能侵入微觀粗糙的孔中干燥后涂料發生交聯涂膜就像釘子一樣釘在PP塑料制品上這就是機械錨合鎖扣效應另一種就是化學鍵作用經試驗證明PP分子中含有一定的極性基團由于受涂料中溶劑的侵蝕這些極性基團被激活與涂料中的一些極性基團形成化學鍵隨著涂料的固化二者發生交聯同時涂料中溶劑的侵蝕也使PP塑料表面產生凹坑從而也為機械錨合鎖扣效應創造了條件由此表明涂層在PP塑料上附著是物理和化學兩種效應共同作用的結果附著力是由涂層與PP塑料間物理機械結合及極性基團間化學鍵合產生的

2.2 樹脂的選擇

用于塑料表面的涂料首先應具備兩個基本的性質1涂料對塑料必須具有良好的附著力潤濕是涂料附著的前提但是PP塑料表面張力相對較低涂料要在PP塑料上達到良好的附著應使PP塑料表面產生良好的潤濕可以通過改變溶劑的成分來使PP塑料表面適當的溶蝕以使其產生良好的潤濕2涂料的結構應盡量與PP相似PP分子中含有極性基團根據相似相溶原理應選擇含有一定極性基團的涂料因此選用與其結構相似的PP塑料專用熱塑性樹脂來配制汽車用PP底漆通過對比3種不同樹脂配制底漆后的性能測試篩選出了性能優良的PP樹脂B見表4

表4 不同樹脂對涂膜性能的影響

2.3 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這要求在配方中加入填料選用1500目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過多或過少都會影響涂膜的性能如表5所示當滑石粉添加量為10%時涂膜的各項性能佳滿足技術指標要求

2.4 防沉劑的選擇

防沉劑選用膨潤土配方中添加少量膨潤土可以使涂料在儲存過程中增稠防止已分散的顏填料沉降并且會使涂料產生觸變性黏度在施工條件下使涂料黏度變小易于流平而涂膜達到流平后又能恢復到原始黏度防止流掛添加方法可先制成10%含量的預凝膠于攪拌后加入研磨料中一起研磨如表6所示表6反映了不同添加量的情況下防沉效果的變化加入1.0%的防沉劑即可達到滿意的效果

表5 填料的量對涂膜性能的影響

表6 防沉劑的量對涂料的影響

2.5 與面漆罩光清漆配套性測試

將PP車用底漆噴涂于PP底材上濕碰濕噴涂面漆和罩光清漆后70℃/30min烘干檢測涂膜層間附著力面漆及罩光清漆參考配方分別見表7表8層間附著力測試結果見表9從表9可知涂膜具有優良的層間附著力

表7 面漆參考配方

表8 罩光清漆參考配方

表9 涂膜層間附著力的測試

2.6 在其他底材上附著力測試

將PP車用底漆調好黏度后分別噴涂于PPPP/EPDMPP/POEPP/滑石粉PP/玻纖和PP/阻燃底材上70℃/30min烘干測試其附著力并且將噴好的板分別耐沸水2h40℃水10d后測試其附著力結果見表10

表10 PP底漆在其他PP改性材料上性能測試

由表10知PP車用底漆在其他PP改性材料上的附著力優良耐水性優良

3.結語

研發的一次性直接噴涂汽車用聚丙烯塑料底漆具有優越的附著力耐水煮性儲存穩定性并且與面漆罩光清漆配套性良好通過SGS公司無毒測試符合RoHS認證產品廣泛應用于各種汽車塑料內飾件汽車儀表盤汽車門板等內飾件汽車塑料保險杠等各種PP塑料件的表面噴涂