一次性直接喷涂聚丙烯PP塑料汽车用底漆的研制

1、一次性直接喷涂聚丙烯PP塑料汽车用底漆的研制周荣华沈球旺刘忠崔岳秋深圳市天健涂料科技开发有限公司广东深圳518122摘要：介绍了一次性直接喷涂聚丙烯PP塑料汽车用底漆的研制和施工，分别讨论了树脂、填料和防沉剂的选择，PP底漆与面漆、罩光清漆配套性测试及PP底漆在其它底材上附着力性能。关键词：一次性喷涂；聚丙烯；PP塑料；汽车底漆0前言随着塑料产品质量的调整发展，性能的不断提高，汽车工业已经越来越多地采用工程塑 料来代替各种金属材料。因为塑料的密度低，耐腐蚀性能好，力学性能也不低于金属材料，这样就可实现汽车的轻量化。目前汽车生产企业所用的塑料主要是PP/EPDM（聚丙烯/乙烯-丙烯-二烯三元共聚

2、物）混合塑料（用做保险杠）、PP和ABS混合塑料（用做其他车内部件如阻流板、汽闸等）、聚醒醒酮（ PEEK、聚碉（PSFF等。这些用于车体的塑料部件需要 涂装涂料，其底漆主要是为了遮盖未精饰模制件的缺陷和流痕，减少表面的孔隙和凹槽；提高耐磨性、耐化学品性和抗划伤性以保护底材等。目前，市面上PP涂料的产品主要是分两次施工，即第一道先打一层 PP水，再喷涂底漆。而本试验研发的产品不需要使用PP水处理，可直接将 PP涂料喷涂于各种 PP素材塑料上，附着力更强于使用 PP水，重涂效果好。可大大节省PP水打底的原料、人工和时间，并可耐 水煮两个小时以上。1试验部分原材料及规格原材料及规格如表1所列。表1

3、原材料名称及规格种类原材料规格参考配方及施工PP涂料参考配方（见表2）表2汽车用PP底漆参考配方原材料品种3/%PP塑料专用热塑性树脂35.0Cp-343-1聚丙烯促进剂20.01500目滑石粉10.0钛白粉18.0防沉剂1.0环己酮5.0醋酸乙酯6.0醋酸丁酯5.0工艺：先将溶剂投入反应釜中，加入防沉剂，搅拌均匀，然后加入树脂、颜填料，充分 搅匀后，静置24h再上砂磨机分散至细度为15 dm即可。PP涂料稀释剂参考配方（见表 3）表3 PP涂料稀释剂参考配方原材料品种3/%120#白电油28.0碳酸二甲酯20.0异丙醇12.5醋酸乙酯17.0混丙醇13.5乙二醇醒9.0汽车用PP底漆的施工工

4、艺先将工件表面用白电油或异丁醇将油渍清除，然后用稀释剂调整PP底漆喷涂黏度为1521 s （涂4#杯/25 0C）,气压控制在 3-4kPa,喷涂时大出油量，正常枪法喷涂，涂层干膜厚度在25dm左右，喷好工彳后，风干 15-20min ,然后在70 C/30min条件下干燥或自干24h,底漆可干碰湿喷面漆，也可湿碰湿喷面漆。底漆性能检测（见表 4）表4底漆性能检测检测项目技术指标检测结果检测方法固含量/ %5558.2GB/T 1725黏度（涂4#杯，25 C） /s7075GB/T 1723遮盖力/ (g/m2)6060GB/T 1726细度/ H2HGB/T 6739附着力（PP底材）/级

5、00GB/T 9286耐磨性无露底无露底GB/T 1770（1200砂纸打磨20次）耐生不起泡、不脱落不起泡、不脱落GB/T 1763(5%HSQ 25C, 24h)耐碱性不起泡、不脱落不起泡、不脱落GB/T 1763(5%NaOH, 25c, 24h)耐盐水不起泡、不脱落不起泡、不脱落GB/T 1763(3%NaCL, 25 C, 24h)不起泡、不脱落不起泡、不脱落耐沸水/2hGB/T 1733附着力允许下将一级附着力01级不起泡、不脱落不起泡、不脱落耐 40 c 水/10dGB/T 1733附着力允许下将一级附着力01级ROH验测六项含量达标合格专业检测机构2结果与讨论2.1 PP涂料涂

6、层附着机理涂层能在PP塑料上附着，是由于有两种作用的存在。一种是物理机械作用，PP塑料制品表面具有均匀的微观粗糙结构，涂料喷涂到这种微观粗糙表面后，在液体状态时就能侵入微观粗糙的“孔”中，干燥后涂料发生交联，涂膜就像钉子一样“钉”在PP塑料制品上，这就是机械锚合锁扣效应。另一种就是化学键作用，经试验证明，PP分子中含有一定的极性基团，由于受涂料中溶剂的侵蚀，这些极性基团被激活， 与涂料中的一些极性基团形成化学键，随着涂料的固化，二者发生交联。同时，涂料中溶剂的侵蚀也使PP塑料表面产生凹坑，从而也为机械锚合锁扣效应创造了条件。由此表明涂层在PP塑料上附着是物理和化学两种效应共同作用的结果，附着力

7、是由涂层与PP塑料间物理机械结合及极性基团间化学键合产生的。 2.2树脂的选择用于塑料表面的涂料首先应具备两个基本的性质：（1）涂料对塑料必须具有良好的附着力。润湿是涂料附着的前提， 但是PP塑料表面张力相对较低，涂料要在PP塑料上达到良好的附着，应使PP塑料表面产生良好的润湿，可以通过改变溶剂的成分来使 PP塑料表面适当PP的溶蚀以使其产生良好的润湿。（2）涂料的结构应尽量与 PP相似。PP分子中含有极性基团,根据“相似相容”原理，应选择含有一定极性基团的涂料。因此，选用与其结构相似的塑料专用热塑性树脂来配制汽车用PP底漆。通过对比3种不同树脂配制底漆后的性能测试,筛选出了性能优良的 PP树

8、脂B,见表5。汽车用PP底漆要求有良好的填平性和打磨性，以减少工件表面的孔隙和凹槽这要求在配方中加入填料。选用 1500滑石粉具有良好的填平性和打磨性，但填料加入的量要适宜，过多或多少都会影响漆膜的性能。从表6知，当滑石粉添加量为 10%时，漆膜的各项性能佳，满足技术指标要求。表6填料的量对漆膜性能的影响填料用量co/%2.05.010.020.0外观平整光滑平整光滑平整光滑表面粗糙附着力/级0003铅笔硬度HBH2H3H耐磨性（用1200目砂纸打磨）打磨性很差打磨性差打磨性很好打磨性很好柔韧性/mm11132.4防沉剂的选择防沉剂选用膨润土， 配方中添加少量膨润土可以使涂料在储存过程中增稠，

9、防止已分散的颜填料沉降，并且会使涂料产生触变性粘度，在施工条件下，使涂料粘度变小易于流平，而涂膜达到流平后，又能恢复到原始粘度，防止流挂，添加方法可先制成10%含量的预凝胶，于搅拌后加入研磨料中一起研磨，表7反映了不同添加量的情况下，防沉效果的变化。从表7知，加入1.0 %的防沉剂即可达到满意的效果。表7防沉剂的量对涂料的影响防沉剂用量3/%0.20.51.02.04.0涂料黏度（涂4#杯）/s60657588117防沉效果（放置30d后）严重沉淀少量沉淀不沉淀不沉淀不沉淀2.5与面漆、罩光清漆配套性测试将PP车用底漆喷涂于 PP底材上，湿碰湿喷涂面漆和罩光清漆后，70C/30min烘干，检测

10、涂膜层间附着力，面漆参考配方见表8、罩光清漆参考配方见表 9。结果见表10,从表10知漆膜具有优良的层间附着力。表8面漆参考配方原材料品种co/%羟基丙烯酸树脂 A60.01%一基锡液1.5BYK-OK2.0BYK-3580.5300流平剂0.5自制色浆25.0一甲米3.0醋酸酯3.5100#重芳煌4.0表9罩光清漆参考配方原材料品种co/%羟基丙烯酸树脂 B80.0紫外线吸收剂0.51 %一,基锡液1.0BYK-1410.5BYK-3310.5一甲苯5.0醋酸溶纤剂6.5高沸点溶剂6.0表10涂膜层间附着力的测试时间初始放置14d后放置30d后放置60d后附着力测试/级010002.6在其它底材上附着力测试将PP车用底漆调好黏度后分别喷涂于PR PP/EPDM PP/POE PP/滑石粉、PP/玻纤和PP/阻燃底材上，70C/30min烘干，测试其附着力，并且将喷好的板分别耐耐沸水/2h、40 c水/10d后测试其附着力，结果见表11,由表11知PP车用底漆在其它PP改性材料上的附着 力优良，耐水性优良。表11 PP底漆在其它PP改性材料上性能测试底材纯PPPP/EPDMPP/POEPP/滑石粉PP/玻纤PP/阻燃初始附着力000000耐40c水，10d后测附着力