汽车用PP塑胶漆的设计和开发

王站　刘晔　朱新春

摘要：文章阐述了三种用于PP塑料上的涂装体系。该体系不需要对底材进行前处理，通过对基体树脂、溶剂、助剂及颜填料的筛选，研制出适合汽车外饰件和内饰件PP底漆及面漆，分析了各种配套体系的性能指标及优缺点。

关键词：PP塑料；外饰件；内饰件；PP底漆；配套体系

中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0019-03

1 概述

随着人们对汽车轻量化、抗碰撞、低油耗、安全环保等要求不断提高，轻质、防锈、减振、成型加工方便的塑料越来越多地应用于汽车工业，其应用部件由普通装饰件发展到结构件、功能件，使用的塑料也由通用塑料扩展到强度高、冲击性能好的高性能增强工程塑料。随着人们的审美意识的变化，对汽车外观和内饰的要求越来苛刻。汽车外饰件（保险杠、边柱、裙边、后视镜等）喷漆后可与车身同色且有光泽，使汽车在外观上更加具有整体感，还可掩盖塑料表面的花纹或划伤等缺陷，并提高了表面硬度，而且在耐紫外光曝晒性、耐久性、耐化学性、防尘性等方面具有更好的效果。内饰件（下侧板、储物箱、仪表台表面等）喷涂后可以营造温暖和谐的氛围。但是由于PP的特征在于其结晶度高、耐溶剂性强、表面极性和表面能低，涂膜难以附着，再加上PP塑料的多品种化，因此PP塑料涂料及其涂装是大家十分关注的问题。

本文阐述的三种配套体系采用不同的底漆配合双组份改性聚氨酯面漆，直接涂覆于PP塑料表面即有良好的附着力，达到表面装饰的目的。

2 实验部分

2.1 原材料

2.2 配方

2.2.1 PP底漆配方1即PP水。

2.2.2 PP底漆2配方。

2.2.3 PP底漆3配方。

2.2.4 PP塑料配套面漆。

2.2.5 罩光清漆。

2.3 制漆工艺

2.3.1 底漆的生产工艺。将配方中的树脂加入调漆罐，加入80%的混合溶剂，加入分散剂搅拌均匀，加入有机土粉搅拌均匀，再加入颜填料，高速分散30min，上砂磨机分散至细度≤30um后，再加入流平剂，消泡剂和剩余的混合溶剂，搅拌均匀即可包装。

2.3.2 面漆（色漆）的生产工艺。将配方中的60%羟基丙烯酸树脂加入调漆罐，加入50%的混合溶剂，加入分散剂搅拌均匀，加入有机土粉搅拌均匀，再加入颜填料，高速分散30min，上砂磨机分散至细度≤15um后，再加入剩下的40%的树脂和聚酯树脂，搅拌均匀后加入流平剂，消泡剂和剩余的混合溶剂，搅拌均匀即可包装。

2.4 涂装工艺

2.5 检验项目

外观、硬度、附着力、弯曲、耐汽油、耐水、耐湿热、耐化学介质、耐冷热交替、耐高压清洗、耐磨、耐石击、耐候（部分检验见附页）。

2.6 配套性能

2.6.1 PP水+面漆+清漆。

优点：施工简便，附着力好。

缺点：喷涂厚度对附着力影响极大，并且不能遮盖底材缺陷，一般需要再涂装中涂层。

用途：多用着内饰件底漆。

2.6.2 单组份PP底漆+面漆+清漆。

优点：快干、可打磨，对底材附着力好。

缺点：与面漆附着有选择，柔韧性较好、耐水性一般。

用途：用于一般要求的场合。

2.6.3 双组份PP底漆+面漆+清漆。

优点：对底材附着力好，对极难附着的底材也有很好的附着力；对面漆的附着力好；加入了固化剂能进一步增强漆膜的耐水性能，既可湿碰湿施工，也可低温干燥。

缺点：施工较复杂，底漆干燥速度稍慢。

用途：汽车外饰件要求较高的产品，如保险杠、立柱、裙边等。

3 结果与讨论

3.1 基体树脂的影响

PP材料的特点是难湿润、难附着、结晶度高、耐溶剂性强、表面能低、润湿能力差，极性很小，分子间排斥力很强，导致漆膜难以附着。对于PP塑料基材，我们选用了化学结构、表面张力及溶解度参数与其相近的改性氯化聚烯烃（CPO）树脂以提供良好的附着性。含羟基、羧基、环氧基、羰基等基团的改性氯化聚丙烯树脂，与PP基材以色散力缔合，氯与接枝基团能够促进面漆的附着，也就是说氯化聚烯烃有着承上启下的作用。本文中所使用的树脂就是属于这一范畴。

3.2 溶剂的影响

涂料中溶剂对塑料的溶解过程中，如果成膜物与塑料的溶解度参数接近，那么涂膜与塑料表面形成一层互混层，这个互混层有助于附着。尤其是成膜物中有些链段与塑料相同，这些链段就可以相互缠绕，则附着力就会更好。但溶剂对塑料的溶解要适度，因为塑料制品在塑模过程中必然有应力残留，过分溶解容易开裂。所以溶剂的溶解度参数要在塑料的溶解度之间才能有合适的溶解力。本文采用的溶剂是甲苯，二甲苯和环己酮的混合溶剂适合用于PP涂料溶剂。

3.3 附着力促进剂的影响

漆膜与基材之间可以通过机械结合、物理吸附形成氢键和化学键，相互扩散及静电作用结合在一起。这些作用所产生的粘附力决定了漆膜与基材间的附着力。附着力促进剂就是通过提高漆膜与基材的一种或几种作用力达到提高附着力的作用。本文采用的附着力促进剂是一种氨改性的氯化聚合物，氨基提供反应性可以与底材表面的氧原子或氢氧基团产生氢键或化学键，从而改善附着力。

4 结语

PP塑料结晶度高、耐溶剂性强、表面能低、润湿能力差，极性很小，分子间排斥力很强，一般涂料很难附着。本文采用改性氯化聚烯烃树脂制作底漆，同时配合PP专用附着力促进剂，选择合适的混合溶剂制备的PP专用涂料，提高了对底材的附着力，同时与面漆的配套性良好，使用效果很好。

参考文献

[1] 赵敏，高俊刚，等.改性聚丙烯新材料[M].

[2] 涂料工艺编委会.涂料工艺（第三册）[M].北京：化学工业出版社.

[3] 马庆麟.涂料工业手册[M].北京：化学工业出版社.

作者简介：王站，徐州华日化学工业有限公司技术部长，江苏省工程机械专用涂料工程技术研究中心副主任；刘晔，徐州华日化学工业有限公司总经理，江苏省工程机械专用涂料工程技术研究中心主任；朱新春，徐州华日化学工业有限公司常务副总经理。

（责任编辑：周加转）