汽车保护用新型聚氯乙烯涂料的制备

高明明　王刚锋　高蒲

摘 要：该文介绍了一种新型聚氯乙烯涂料的配方设计，性能的检测以及在施工和应用过程中的情况。该涂料与常规聚氯乙烯涂料相比有较高的老化温度，溶剂挥发点较高，施工性能良好，能有效的降低施工过程中因溶剂挥发所带来的影响，且能与相应的新型“湿碰湿”工艺配套。

关键词：聚氯乙烯涂料 DINP 汽车涂料 湿碰湿

中图分类号：TQ639 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（c）-0095-02

伴随着我国汽车工业的迅猛发展，对与之相关的汽车配套产业提出了更高的要求，尤其是对与之配套的汽车材料产业提出了新的发展方向。对于汽车车底保护涂料，不仅要满足汽车减震，降噪，密封和防石击要求，更要求应当减少汽车厂商的设备投资，操作流程，能源使用和对环境的保护。笔者研制的新型聚氯乙烯涂料可在有效保护汽车底部的同时，减少挥发物的产生并且与汽车底涂与中涂有良好的配伍性，因此在环境保护与汽车“湿碰湿”工艺改进方面有一定的优势。

1 原理

“湿碰湿”工艺源于工业烤漆的涂装。由原来之两喷一磨两烤（喷—烤—磨—喷—烤）改为两喷一干。何时“碰”上去最好？关键是让第一道湿膜的溶剂在当时环境条件下、在适当的层间间隔时间内最大限度地挥发掉，以“碰”上去的第二道漆膜在固化过程中没有针孔、气泡、流挂为准。因此严格控制配方中的溶剂比例，减小易挥发溶剂的组分就成为了解决“湿碰湿”工艺的首要问题。

DINP与DOP相比，分子量更大一点，碳链更长一点。所以拥有更好的抗老化性能，抗迁移性能，抗萃取性能，更高的耐高温性能。一般认为，DINP比DOP更环保。

2 配方设计

产品配方详见表1。

2.1 原材料及实验仪器

聚氯乙烯树脂、增塑剂、溶剂、纳米碳酸钙、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、增粘剂、三硝基硫酸铅（以上均为工业级）粘度计、细度仪、三辊机、天平等。

2.2 配方及工艺

称取计算后的增塑剂及溶剂到试样烧杯中，边搅拌边加入碳酸钙等填料，搅拌均匀后加入聚氯乙烯树脂，经搅拌均匀后放置熟化10～15 h，测试样品粘度适当加入增塑剂或溶剂调整粘度。调整至合适粘度后置入真空搅拌器中脱气30～45 min，经过滤后即得成品。

3 结果与讨论

由PVC塑溶胶体中各原料的性能特点和作用，对配方中各种主要原料进一步分析。液体料：溶剂，主要为煤油或脂肪烃。增塑剂，主要为邻苯二甲酸脂（邻苯二甲酸二辛脂和邻苯二甲酸二异壬酯）及其他高表面张力增塑剂，如环氧大豆油等。功能性粉体材料：聚氯乙烯树脂粉末。触变剂：纳米级碳酸钙。填料：重质碳酸钙和轻质碳酸钙。稳定剂：主要为热稳定剂和其他稳定剂。

对以上材料的量化考察主要以成品的强度、附着力、耐腐蚀性、耐冲击性以及对现场的施工和环保等要求来考虑。

3.1 溶剂

根据对溶剂的挥发性能和施工时操作工人对溶剂气味的环保要求，经过煤油和D80试验对比，D80的气味较为温和，在配方中使用4%～6%比较合适，试验结果如表2。

3.2 增塑剂

增塑剂是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，在聚氯乙烯树脂加工中添加这种物质，可以使其柔韧性增强。面对聚氯乙烯树脂配套使用的增塑剂主要有合成脂肪酸脂、脂类聚合物和磷酸酯等。增塑剂在聚氯乙烯树脂的塑化过程中主要起到减低聚合物分子间的分子间作用力（即范德华力），增加分子链的移动性，提高聚合物的可塑性，进而提高成品的拉伸、断裂、挠曲等机械性能，降低材料的硬度、软化温度、脆化温度等。

增塑剂筛选试验结果见表3。

通过以上试验可以看出，选择江苏送样的DINP作为主增塑剂，根据聚氯乙烯树脂的含量和施工工艺要求，添加量定为25%～30%。

3.3 聚氯乙烯树脂

聚氯乙烯树脂是汽车用防石击涂料最主要的功能性原料，其决定了产品在施工时的喷涂性能和成型后的机械性能，防腐性能和在电泳板上的附着性能。

通过大量试验，并根据不同树脂的不同性能特征，确定在配方中使用掺混/糊树脂，其中掺混树脂确定为SB-100，糊树脂确定为PB-1302。通过对不同比例的配比试验得出最佳配比应为SB-100∶PB-1302=2∶14并从中得出最佳的工艺及施工参数。

3.4 填料

對现有的两种填料做出筛选和对比，由于成型工艺的不同，使得轻质碳酸钙与重质碳酸钙在粒径、细度以及白度上有一定的区别，进而影响到其具体的性能。

从表4可以看出轻质碳酸钙与重质碳酸钙相比，对成品涂料的影响主要体现在细度和拉伸强上。通过反复试验发现，轻质碳酸钙时如果使用不慎，容易造成严重的后增稠效应，严重的使涂料结块。且轻质碳酸钙吸油量比重质碳酸钙大很多，碱性也比较高。对维持整个体系的酸碱平衡和溶剂溶质平衡有较大的影响，故采用重质碳酸钙作为主要填料使用。

3.5 其他材料

在整个胶体体系中还需要其他的材料对整个体系产生增补作用。（1）补增塑剂方面使用环氧大豆油提高成品的表面张力，对涂料表面有改性作用，提高“湿碰湿”性能。（2）增强剂，经过性能与价格对比使用无锡巴士特种胶黏剂，有效满足试验中对粘度和补强作用的要求。（3）体系中可加入一定量的氧化钙来解决成品因含水在烘干中起泡的问题。（4）热稳定剂，选择加入少量的三硝基硫酸铅来提高产品的热稳定性。

4 结语

与传统的聚氯乙烯车用防护涂料相比，新型聚氯乙烯车用防护涂料在老化温度、防护强度、适用范围以及环境保护上都有了很大的提高，可以面向更广泛的用户市场，在汽车涂装市场中具有一定的竞争优势。

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