“綠色”涂料給塑料制品“添精彩”

“綠色”涂料給塑料制品“添精彩”

肖艷

時下，隨著塑料制品行業(yè)的快速發(fā)展，塑料涂料的發(fā)展勢頭迅猛，尤其在汽車工業(yè)、家用電器等領(lǐng)域增長明顯。目前，工程塑料制品主要是用于家電、電子、汽車、通信等行業(yè)的配套件，正是國家出臺家電下鄉(xiāng)政策的物質(zhì)器材。隨著政策出臺或?qū)恿宋覈こ趟芰现破沸枨罅康拇蠓壬仙４送?，工程塑料還在航天、電子等領(lǐng)域獲得了普遍應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益極為顯著。據(jù)權(quán)威部門的市場調(diào)查預(yù)測,今年我國塑料制品市場將持續(xù)走強(qiáng),在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個領(lǐng)域都有較大幅度的增長。我國塑膠涂料的年消費(fèi)量在10萬t以上，并且預(yù)計(jì)今后所用的塑料涂料消費(fèi)量將以年均10%～15%速度遞增，這給涂料行業(yè)提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我國塑料涂裝的涂料用量在涂料工業(yè)中位居前列，其消費(fèi)量僅排在建筑涂料、汽車涂料和木器涂料之后，市場前景看好。

1.塑料涂裝涂料向低碳環(huán)保方向發(fā)展

在現(xiàn)代社會中，除了交通運(yùn)輸業(yè)帶來的第一污染源(如汽車尾氣、油品滲透等)之外，涂料是的第二大污染源，因此，涂料對環(huán)境的污染問題越來越受到重視，綠色涂料的出現(xiàn)無疑是健康的保證。所謂綠色涂料，就是能夠保護(hù)環(huán)境的涂料，具有無毒、無異味的特點(diǎn)，能抑制霉菌的生長。即低碳環(huán)?！熬G色”涂料是其性能指標(biāo)、安全指標(biāo)在符合各自產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的前提下，同時符合國家環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品提出的技術(shù)要求的涂料產(chǎn)品。有機(jī)揮發(fā)物對我們的環(huán)境、我們的社會和人類自身構(gòu)成直接的危害。美國洛杉機(jī)地區(qū)在1967年實(shí)施了限制涂料溶劑容量的66法規(guī)，自此以后，國外對涂料中溶劑的用量的限定愈來愈嚴(yán)格，開始的時候，只對一些可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的溶劑實(shí)施限制，除了水、丙酮等以外，幾乎所有的溶劑都能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。因此，我們常用的一些溶劑如甲苯、二甲苯、丁酮、醋酸酯等都在限制之列，乙醇也不例外，該盡量減少這些溶劑的用量。

盡管不需要成膜助劑就能成膜的乳液對于生產(chǎn)低VOC和零VOC涂料是至關(guān)重要的，但僅此是不夠的,還要求這類乳液具有很低的殘余單體含量，因?yàn)闅埩魡误w不僅提高VOC含量,而且還產(chǎn)生難聞氣味。同時要有不含溶劑、環(huán)境友好型的助劑和色漿與之相配。還要求乳液和色漿中不含烷基酚聚氧乙烯(APE),APE降解性差，對人體內(nèi)分泌有干擾作用。此外,防腐劑和PH調(diào)節(jié)劑的釋放問題也需考慮。健康功能性環(huán)保涂料是指涂料除無污染外,具有如抗菌、除臭、凈化空氣、呼吸調(diào)濕等對環(huán)境改善、對人體健康有益的涂料,如活性炭墻材。有機(jī)揮發(fā)物對我們的環(huán)境、我們的社會和人類自身構(gòu)成直接的危害。一般說來涂料干燥以后,它的溶劑基本上可揮發(fā)掉,但這要一個過程，特別是室溫固化的涂料,有的溶劑揮發(fā)得很慢,這些溶劑的量雖然不大，但由于用戶長時間的接觸,溶劑若有毒,也會造成對人體健康的傷害，因此在制備時一定要限制有毒溶劑的使用。

近幾年來,隨著科技的發(fā)展,塑料制品已廣泛應(yīng)用于家電、汽車、建材、辦公設(shè)備、電子通訊及醫(yī)療器械等行業(yè),成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)不可缺少的重要材料。由于塑料具有性能優(yōu)勢,能降低產(chǎn)品重量,設(shè)計(jì)更靈活,從而提高設(shè)計(jì)效率,降低系統(tǒng)成本,還能提高部件性能。在很多應(yīng)用場合,還需對塑料部件進(jìn)行涂裝印刷,如汽車部件、生活用品、兒童玩具、包裝材料等。隨著我國塑料和橡膠工業(yè)的飛速發(fā)展，家電行業(yè)、汽車行業(yè)、玩具行業(yè)紛紛從國外引進(jìn)生產(chǎn)線，與其配套的塑料零部件所用的涂料及涂裝線已逐步在我國推廣

和使用。

國內(nèi)塑膠涂料的高檔品種主要集中在外資企業(yè)，國內(nèi)企業(yè)大多以生產(chǎn)中低檔產(chǎn)品為主，塑料玩具涂料的生產(chǎn)企業(yè)主要集中在江浙地區(qū)。國內(nèi)現(xiàn)有塑膠涂料的品種、質(zhì)量與先進(jìn)國家的差距較大；技術(shù)性能和外觀要求極高的高裝飾性塑膠涂料還有待于進(jìn)一步開發(fā)。今后涂料發(fā)展的總體趨勢是專用漆的比重進(jìn)一步增加，產(chǎn)品向環(huán)保、低毒型方向發(fā)展，塑膠涂料也不例外。以水為稀釋劑的塑膠涂料，對ABS、HTPS、PS塑料有良好的附著力，各項(xiàng)性能優(yōu)異，抗菌效果達(dá)90%以上，可涂裝于家電產(chǎn)品、手機(jī)、電腦、汽車內(nèi)飾塑膠機(jī)殼配件，以達(dá)到外型美觀及保護(hù)功能效果。目前，我國塑料涂料高端市場被國外大公司控制，主要有荷蘭阿克蘇諾貝爾公司，美國杜邦公司和PPG公司，日本的武藏涂料公司等。阿克蘇諾貝爾在天津開發(fā)區(qū)的新工廠以及在廣東東莞，浙江嘉善的工廠主要生產(chǎn)用于木器、卷材及特種塑料產(chǎn)品的涂料，其在蘇州的工廠生產(chǎn)汽車塑料件用涂料；2007年9月，美國PPG工業(yè)集團(tuán)投資1000萬美元在天津建立新工廠，用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品涂料及工業(yè)涂料的生產(chǎn)，產(chǎn)能達(dá)到7萬t/a；日本武藏涂料公司在天津廠區(qū)投入塑料涂料的商業(yè)生產(chǎn)，其產(chǎn)品主要包括用于手機(jī)表面用涂料，電子儀器和家電用涂料等。國內(nèi)企業(yè)大多以生產(chǎn)中低檔的塑料涂料產(chǎn)品為主，工廠主要集中在廣東，浙江及江蘇一帶。

在高性能與環(huán)境友好兩者的相結(jié)合的競爭中，聚氨酯涂料成為涂料工業(yè)的原材料供應(yīng)商首選產(chǎn)品之一。如今世界上的所有頂級涂料公司都在一定程度上使用基于聚氨酯的產(chǎn)品來服務(wù)他們多樣化的市場和客戶。聚氨酯在耐腐蝕性、耐候性、耐刮擦性等方面性能優(yōu)異，同時具有環(huán)境友好這一特性。盡管聚氨酯涂料在我國只占整個涂料領(lǐng)域的4%，然而水性涂料正以大于8%的平均增長速率增長。水性聚氨酯涂料是傳統(tǒng)涂料材料的有效替換品，因?yàn)樗跃郯滨ネ苛暇哂袩o毒、不燃、無環(huán)境污染、無VOC，并且節(jié)約能源。

2.涂料對塑料粘附性的理論和應(yīng)具備的性質(zhì)

塑料制品涂裝是對金屬以及復(fù)合材料涂裝工藝的延伸。塑料涂裝的設(shè)備、技術(shù)、術(shù)語以及法規(guī)都同樣來自于一般涂料工業(yè)。但是保證塑料涂裝性能和質(zhì)量的知識卻和其他底材要求的不一樣。主要是因?yàn)橥苛喜考谋砻婺芘c普通金屬材料相比更低,而且塑料底材和涂料的化學(xué)相似性比較高,必須認(rèn)真考慮涂料材料的性質(zhì),涂料和底材的界面及底材本身的特性。

涂料的種類很多，選擇塑料和涂料體系，必須保證選擇的涂料體系對塑料有足夠的附著力。要獲得足夠的附著力必須遵循一些基本原則：對底材要潤濕；塑料邊界層要有足夠的內(nèi)聚強(qiáng)度；避免塑料和涂料過渡層積累內(nèi)應(yīng)力等。底材的潤濕程度可通過測定涂料潤濕塑料時的接觸角來判定，接觸角的大小可直接反映底材表面自由能的大小。接觸角小潤濕性就好,表面能越低的底材越難潤濕。為得到良好的潤濕,常在涂料中加入有機(jī)硅偶聯(lián)劑來降低液體涂料的表面張力。選擇合適的涂料僅僅是獲得良好附著力的前提條件,底材表面的自然特性對涂料在其表面的附著起主要作用,塑料底村的注塑條件對其表面影響很大,如注塑壓力、溫度、時間、注塑冷卻速率等因素;塑料零件噴涂前所處的條件對附著力也有較大影響,例如溫度、濕度、內(nèi)應(yīng)力以及表面光潔度。內(nèi)應(yīng)力可在零件注塑過程或修剪過程中形成。涂料在噴涂及固化過程中溶劑遷移或加熱塑料使其松弛、收縮,可有效降低內(nèi)應(yīng)力。復(fù)合塑料底材的結(jié)晶度越高涂料在其表面的附著力越小。

塑料涂裝附著力的理論主要有：Derjaguin提出的靜電理論；吸收和機(jī)械咬合理論；Xyutskii提出的擴(kuò)散理論。其中,擴(kuò)散理論得到較多的承認(rèn),它認(rèn)為涂層附著力的大小與涂料擴(kuò)散到塑料底材內(nèi)部能力的大小密切相關(guān)。涂料一旦滲透到塑料底材中,滲透物與塑料底材間存在的靜電和機(jī)械咬合現(xiàn)象將明顯增強(qiáng)二者之間的附著力。塑料表面用涂料應(yīng)具備以下性質(zhì)：涂料對塑料底材必須有良好的結(jié)合力；涂料不能過分溶蝕塑料表面；涂料應(yīng)具有一定的硬度和韌性，以克服涂料的日常磨損；根據(jù)塑料底材的需要配置性能各異、色彩鮮艷、豐滿光亮、耐候性強(qiáng)的涂料；施工方便，常溫自干，干燥速率要適宜，且能掩蓋塑料制品成型過程中所產(chǎn)生的小缺陷。要使涂膜與塑料底材有良好的附著力，涂料充分潤濕底材的同時，涂料中的溶劑對塑料要有輕微的溶解，使涂料與塑料表面有一個互溶層，這樣就使涂料與底材結(jié)合在一起，產(chǎn)生良好的附著力。但涂料也不能過分溶蝕塑料底材表面，否則塑料底材表面會凸凹不平，漆膜起皺，流平性不好，外觀難看。

塑料制品環(huán)保型涂料必須符合以下要求：原料和

生產(chǎn)工藝應(yīng)對操作人員的身體健康、對環(huán)境沒有影響；涂裝施工時對操作人員的身體健康和環(huán)境沒有影響；涂層的物理、化學(xué)性能和安全性符合有關(guān)國家和國際法規(guī)。目前，塑料制品的應(yīng)用日趨廣泛，由于塑料制品的耐熱變形溫度低，對溶劑敏感等一些特點(diǎn)，用于塑料制品的涂料應(yīng)具備以下性質(zhì)：涂料對塑料底材必須有良好的結(jié)合力，且不能過分溶蝕塑料表面；涂料應(yīng)具一定的硬度和韌性，以克服制品的日常磨損；施工方便，常溫自干，干燥速率要適宜，且可掩蓋塑料制品成型過程中所產(chǎn)生的小缺陷，在其表面形成性能各異、色彩鮮艷、豐滿光亮、耐候性強(qiáng)的涂膜。

直接影響塑料制品涂料環(huán)保指標(biāo)的要素有：重金屬含量、鄰苯二甲酸酯類增塑劑、禁用溶劑、主要成膜材料中殘留單體、助劑中有害物和生產(chǎn)環(huán)境的交叉污染。間接影響塑料制品涂料環(huán)保指標(biāo)的要素有：塑料中重金屬含量超標(biāo)、塑料中鄰苯二甲酸酯類增塑劑超標(biāo)、塑料中殘留單體超標(biāo)、塑料中有禁用的含溴阻燃劑、塑料不正確的表面處理方法和涂裝環(huán)境的交叉污染。應(yīng)對重金屬含量超標(biāo)，要求塑料制品拒絕使用含有以下有害物的塑料：硬酯酸鉛、鎘熱穩(wěn)定劑、三氧化銻、砷、鋇、鉻、汞、硒超標(biāo)的助劑，嚴(yán)格控制顏料的質(zhì)量。涂層中重金屬含量超標(biāo)的主要來源是無機(jī)顏料,選用合適的顏料、用有機(jī)顏料替代某些重金屬含量高的無機(jī)顏料是非常必要的?；谝陨弦?塑料制品涂料一般選用熱塑性丙烯酸樹脂作為基料。熱塑性丙烯酸樹脂具有色澤淺,透明度好,耐光、耐候性好,保光、保色性好，耐腐蝕性好，耐熱性能好等優(yōu)點(diǎn)。選擇合適比例的丙烯酸單體合成熱塑性丙烯酸樹脂,以制備滿足要求且耐醇性優(yōu)良的丙烯酸涂料用于ABS塑料的涂裝。

3.塑料構(gòu)件涂裝涂料的品種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

近年來，我國的塑料涂料從一般裝飾性到特殊功能性，從溶劑型到水劑型都發(fā)展較快。目前已研發(fā)并生產(chǎn)了可用于涂裝ABS、HIPS、PS和PP等底材的塑料涂料，主要品種有：熱塑性丙烯酸酯樹脂涂料、熱固性丙烯酸酯-聚氨酯樹脂改性涂料、氯化聚烯烴改性涂料，改性聚氨酯涂料等品種，其中丙烯酸類涂料應(yīng)用最為廣泛。塑料涂料所應(yīng)用的領(lǐng)域多為高科技、高附加值的產(chǎn)品，涂料行業(yè)的許多高科技涂料產(chǎn)品也不斷應(yīng)用在塑料涂料中，如隨角異色涂料、珠光涂料、陶瓷涂料、智能涂料、特殊功能涂料等。

常用塑料用涂料組成中包含成膜物質(zhì)、顏料、溶劑、助劑等4個組分。非轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)有天然樹脂和合成的熱塑性樹脂。轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)的品種有干性油、半性油等具有一定數(shù)量官能團(tuán)的低分子化合物。顏料使涂膜呈現(xiàn)色彩，并使涂膜有一定的遮蓋力，發(fā)揮其裝飾和保護(hù)作用，還能增強(qiáng)涂膜的機(jī)械性能和耐久性能，以及提供某引起特殊功能。填料又稱為體質(zhì)顏料，主要作用是用來增加涂料的不揮發(fā)份，還可改善涂料的施工性，提高顏料的懸浮性，防流掛的性能及提高漆膜的耐水性、耐磨性、耐濕性，并能降低涂料的成本，有利于提高涂膜對塑料的附著力。溶劑是用來溶解和分散成膜物質(zhì)，形成便于施工的液體并在涂膜形成過程中揮發(fā)掉的液體。還有一種既能溶解或分散成膜物質(zhì)，又能在涂料成膜過程中，和成膜物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成不揮發(fā)組分而留在涂膜中的化合物，稱為反應(yīng)性溶劑或活性稀釋劑。塑料用涂料與金屬及木材用涂料的主要區(qū)別在于：塑料用涂料的被涂基材為高分子材料及塑料；塑料的一些性質(zhì)如熱變形溫度表面能耐溶劑等性能，直接影響著塑料用涂料的選擇配方設(shè)計(jì)、施工方法等。

設(shè)計(jì)塑料用涂料的配方時，除保證涂料的樹脂施工時不拉絲、易于流平、常溫易自干、漆膜豐滿度好、耐候性好外，選擇溶劑體系是配方的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)娜軇w系，可提供與塑料底材相近的溶解度參數(shù)，做到對底材附著力好又不明顯溶蝕底材，保證漆膜流平性好，外觀平整光滑，干燥速度適宜。目前使用的涂料體系很多，根據(jù)塑料不耐溫的特點(diǎn)和對漆膜的要求，大多選擇綜合性能優(yōu)異的常溫自干型熱塑性丙烯酸涂料和低溫烘烤的聚氨酯涂料。另一種方法是按量計(jì)算，陸續(xù)調(diào)入不同的溶劑，將溶劑涂在塑料底材上，以混合溶劑剛好侵蝕塑料底材為準(zhǔn)。以這樣的溶劑配制涂料，一般經(jīng)過幾次試驗(yàn)就可確定漆料體系。在確定溶劑體系時，要兼顧溶劑的揮發(fā)速度。溶劑揮發(fā)太快，漆料流平性不好，易產(chǎn)生針孔、泛白等弊病；溶劑揮發(fā)太慢，漆料易流淌，固化速度太慢。塑料表面涂裝比在鋼鐵木材上要困難得多，要根據(jù)不同的塑料底材選擇不同配方的涂料，必要時涂裝前要進(jìn)行表面處理。使用的處理方法有等離子放電、重鉻酸鉀和高錳酸鉀酸性溶液清洗和溶劑清洗等?，F(xiàn)在這些方法較少使用，主要在涂料配方中做文章，大氣的溫度和濕度也是影響涂料附著力的重要因素，應(yīng)加以

注意。

ABS、PVC塑料的極性較大，和多種涂料有較強(qiáng)的親和力，可選擇的涂料品種較多。如熱塑性丙烯酸漆、醇酸改性丙烯酸漆、聚氨酯漆、硝基漆、乙烯類漆等；PS、HIPS等塑料對溶劑敏感，容易被溶劑蝕，且耐溫性較差，一般選擇常溫自干的熱塑性丙烯酸漆、改性丙烯酸漆或硝基漆等，并小心選擇配套稀釋劑；對于非極性的聚烯烴PP、PE，涂料在其表面難以潤濕和附著，且它們的耐溶劑性很強(qiáng)，難度最大，比較實(shí)際的辦法是加涂一層薄層底漆（過渡層），此底漆中溶解一部分氯化烯烴（CPO），以增加面漆附著力。

4.車用塑料涂料的市場需求及應(yīng)用

汽車工業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)增長的重要組成部分,“十二五”規(guī)劃明確提出發(fā)展汽車工業(yè)的核心是要擁有核心技術(shù)。我們知道汽車工業(yè)的發(fā)展同塑料工業(yè)的發(fā)展是密不可分的。目前,發(fā)達(dá)國家車用塑料的用量占塑料總消費(fèi)量的8%～10%,每輛車100千克～130千克,占整車裝備質(zhì)量的10%左右。從單一品種的市場來看，今后，汽車配件應(yīng)用領(lǐng)域是塑料涂料最大的市場，約占全部塑料涂料市場的42%。由于國內(nèi)產(chǎn)量難以滿足需求，我國每年還將進(jìn)口汽車塑料。

近年來，隨著國內(nèi)汽車市場的火熱升溫，我國的汽車工業(yè)得到了迅猛發(fā)展，這也使得人們對汽車的外觀、安全性和節(jié)能環(huán)保提出了更高的要求。而輕質(zhì)塑料材料的使用不僅能減輕汽車的質(zhì)量、節(jié)約能源，使汽車更加安全舒適，它還比金屬更耐大氣腐蝕、耐汽油，易于加工成型而降低生產(chǎn)成本，因此得到了越來越廣泛的使用。雖然塑料件的應(yīng)用具有眾多優(yōu)勢，但是塑料件本身也面臨很多問題，例如耐紫外光性差，易老化。因此，為了改善塑料制品的質(zhì)感，提高其防護(hù)功能和裝飾效果，延長塑件壽命，必須對塑料制品進(jìn)行表面涂裝。大多數(shù)塑料具有極性小、結(jié)晶大、表面張力低、潤濕性差、表面光滑等特點(diǎn)，導(dǎo)致塑件涂層附著力變差。因此，如何提高塑件涂層的附著力是塑件涂裝需要解決的關(guān)鍵問題之一。

塑料材料因其密度小、價(jià)格低廉、制造方便等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，如汽車擋泥板、摩托車部件、手機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)外殼、音響設(shè)備、照相機(jī)、工藝品、儀器儀表外殼等都使用塑料。但塑料制品模壓時會產(chǎn)生顏色不勻、色澤單調(diào)、廢品率高、回收后應(yīng)用困難等弊端。若用油漆涂裝，按色澤、光澤、圖案等要求加工，可掩蓋其顏色不勻、色澤單調(diào)、花斑疵點(diǎn)、日曬老化變脆、劃痕等缺點(diǎn)，使不合格變?yōu)楹细?；通過涂裝也可大大改進(jìn)塑料制品的防污、防靜電吸塵、改善手感及美觀性。制作塑料件常用的塑料品種有ABS、PVC、PS、HIPS、PC、PP、HIPP、PE、尼龍、聚醚以及塑料橡膠復(fù)合物等。這些塑料制品有些耐熱性較差，常用耐候性、保光保色性能較好的自干型涂料涂裝，如熱塑性丙烯酸漆、聚氨酯漆，調(diào)配成單色漆、金屬漆、亞光漆、桔紋漆等。由于不同的塑料本身的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)性能、內(nèi)部應(yīng)力、熱變形溫度、耐化學(xué)、耐沖擊性及表面光潔度等不同，涂料涂裝的難易程度、涂裝工藝也會不同；特別是成本低、易加工、機(jī)械性能優(yōu)良的聚烯烴（PP、PVC、PE等），市場需求量大，且增長迅速，而這類塑料的表面自由能低，涂料難以附著，為涂裝帶來了很大困難，因而對它們的涂裝技術(shù)要求很高。

在全球范圍內(nèi)，塑料涂料的應(yīng)用領(lǐng)域不盡相同；在歐洲，汽車零部件（包括改性PP、RMP）用塑料涂料的市場份額約占50%，而我國的塑料涂料市場份額的比例大約為：汽車20.2%，手機(jī)29%，計(jì)算機(jī)及相關(guān)產(chǎn)品18.6%，玩具10.9%，家用電器9.2%，其它（包括鞋類）12.1%。在我國，塑料涂料的市場價(jià)格是有差別的。應(yīng)用領(lǐng)域不同，塑料涂料的產(chǎn)品價(jià)格也有明顯差別，進(jìn)口品牌與國內(nèi)品牌的價(jià)格相差也比較大。

汽車塑料涂料與其他金屬部件用涂料相似，也分為底漆、底色漆、清漆或面漆（面漆用來代替底色漆/清漆體系）。底漆可直接涂在經(jīng)表面處理過的塑料底材表面上，一般要求膜厚30μ m左右，以完全覆蓋部件表面的流痕和缺陷。環(huán)氧-聚酰胺雙組分塑料底漆主要用于汽車前后保險(xiǎn)杠上，因保險(xiǎn)杠一般是聚丙烯的，該底漆中還加入了少量氯化聚丙烯作為基料以提高底漆的附著力。另外，還有溶劑型單/雙組分聚氨酯底漆用于汽車保險(xiǎn)杠和其他塑料部件上。底色漆一般多采用與金屬部件用底色漆組分相同的體系，膜厚一般為（10～15）μ m。清漆主要是溶劑型雙組分聚氨酯體系，即將聚丙烯酸酯及聚酯類與多異氰酸酯結(jié)合，其漆膜能達(dá)到所需的柔韌度，還具有高耐化學(xué)品性和良好的機(jī)械性能。清漆膜度一般要求約35μ m，以提供色飽和度，并能達(dá)到與車身一致的光澤。塑料單色面漆也是采用雙組分聚氨酯體系來達(dá)到

與車身一致的外觀和性能要求。各種汽車塑料涂料的烘烤溫度均在80℃左右。

塑料件在汽車上的廣泛運(yùn)用對于汽車工業(yè)的發(fā)展具有重要意義，它不僅能減輕汽車的質(zhì)量、增強(qiáng)動力，使汽車運(yùn)行更加平順溫馨，它還比金屬更耐大氣侵蝕、耐汽油，易于加工成型而下降材料成本等，時下更多的汽車部件均已采用工程塑料或聚合物基復(fù)合材料。

為解決汽車塑料件涂層附著力的問題,汽車塑料件的工藝流程大致可以分為以下幾部分：坯件打磨一化學(xué)處理一除塵一噴底漆一色漆一罩光一烘烤一交驗(yàn)一合格品入庫一不合格品返修或脫漆。據(jù)了解,在這眾多的工藝環(huán)節(jié)中,提高塑料件涂層附著力最重要的環(huán)節(jié)就是漆前預(yù)處理。汽車塑件件漆前預(yù)處理的目的是通過一系列物理化學(xué)方法，提高涂料對塑料的附著力,減少涂層的各種缺陷,從而提高塑料涂層的質(zhì)量。塑件漆前預(yù)處理有常規(guī)處理法、酸處理法、火焰處理法、界面活性劑處理法、熱溶劑處理法、紫外線處理法和等離子處理法等。

塑料件涂覆涂料不僅能夠改良其表面性質(zhì)，有時還能夠?qū)崿F(xiàn)性能的改良。汽車燈罩與反光鏡材料以塑料替代玻璃就得益于光固化涂料的解決技巧。聚碳酸酯具備易加工成型、質(zhì)量輕、柔性強(qiáng)、不易破碎等長處，但它的表面強(qiáng)度不夠，不耐刻劃和刮擦，而且耐候性差，易變黃。采取光固化涂料改良其表面性質(zhì)，不僅可節(jié)省涂裝時間，而且涂層有很好的光學(xué)耐擦性能，并有滿意的耐候性能。因此，現(xiàn)在聚碳酸酯燈罩已完整替代玻璃燈罩。汽車反光鏡也是用塑料制成，但有很高的反光性能，為此，塑料表面須經(jīng)3次紫外光照射處理。首先塑料要經(jīng)過紫外光照射使表面產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)而增加表面張力，以利于光固化涂料的流平與附著；經(jīng)過涂布光固化清漆后，塑料表面變得平整而易于金屬化；而后在真空沉積箱中實(shí)現(xiàn)金屬沉積。在塑料表面金屬化后還須要涂布一層光固化涂料，以掩護(hù)金屬反光層。

5.環(huán)境友好型塑料涂裝水性涂料的應(yīng)用前景

隨著科技的發(fā)展塑料制品已廣泛應(yīng)用于家電、汽車、建材、辦公設(shè)備、電子通訊及醫(yī)療器械等各行業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)不可缺少的重要材料。但塑料除本身耐紫外光等環(huán)境腐蝕性不甚理想外在加工成型后也常產(chǎn)生各種表面缺陷。因此塑料的應(yīng)用必須進(jìn)行二次加工即用涂料進(jìn)行涂裝起到美化裝飾作用并提高其耐蝕耐候性及使用壽命。

水性涂料是以水溶性樹脂或不同類型的分散樹脂為基料的涂料,也稱水基涂料。它的基本組成為:不同形式的水性樹脂、顏料及填料和有關(guān)助劑,在施工過程中以水為稀釋劑。與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比,水性涂料最大的優(yōu)點(diǎn)是大大降低了揮發(fā)性有機(jī)溶劑的用量或基本上消除了有機(jī)溶劑的存在,因而更符合環(huán)保要求。相比于其它低污染涂料,水性涂料具有可實(shí)現(xiàn)技術(shù)途徑多、應(yīng)用面廣、安全、施工相對簡單等特點(diǎn)而成為首選品種,受到廣大涂料科研人員和用戶的關(guān)注。據(jù)報(bào)導(dǎo),全球每年水性涂料的需求量以大于10%的速度遞增,美國塑料用水性涂料增長到17%。我國要與世界接軌,也必須在塑料涂料的水性化、無污染化、低成本化上下功夫,水性塑料涂料的技術(shù)推廣急需且迫切。近年來,我國的塑料涂料從一般裝飾性到特殊功能性,從溶劑型到水劑型都發(fā)展較快。目前已研發(fā)并生產(chǎn)了可用于涂裝ABS,HIPS,PS和PP等底材的塑料涂料,應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。

隨著人類環(huán)保意識的增強(qiáng)各國對VOC揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放相繼制定了環(huán)保法規(guī)且限定排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，旨在鼓勵推廣使用綠色環(huán)保、節(jié)能減排的新產(chǎn)品。因此在涂料涂裝領(lǐng)域安全和低VOC的水性、粉末和高固體分等環(huán)境友好型涂料的開發(fā)和應(yīng)用勢在必行。

水性聚氨酯作為一種合成高分子材料，綜合性能優(yōu)異，符合當(dāng)前涂料的發(fā)展方向。水性聚氨酯涂料的柔韌性、機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐化學(xué)藥品性、不可燃性及耐久性等性能使得在歐洲、美國和日本市場這些國家和地區(qū)將其視為高性能的現(xiàn)代涂料品種而在大力研究開發(fā)。

現(xiàn)階段塑料用水性涂料的研究進(jìn)展 相比于其它低污染涂料水性涂料具有可實(shí)現(xiàn)技術(shù)途徑多、應(yīng)用面廣、安全、施工相對簡單等特點(diǎn)而成為首選品種受到廣大涂料科研人員和用戶的關(guān)注。我國要與世界接軌也必須在塑料涂料的水性化、無污染化、低成本化上下功夫。水性塑料涂料的技術(shù)推廣急需且迫切。我國政府對環(huán)保型和低VOC釋放量的產(chǎn)品出臺了嚴(yán)格的法律法規(guī)，因此水性或高固含的聚氨酯涂料產(chǎn)品尤其令我國涂料行業(yè)關(guān)注。目前，我國用于涂料工業(yè)的聚氨

酯技術(shù)（不包括建筑涂料）所占的比例超過25%。聚氨酯技術(shù)在防腐涂料、塑料涂料和汽車原廠漆方面的應(yīng)用也越來越大，占10%的市場份額。水性聚氨酯涂料受重視的程度在提高，水性聚氨酯涂料將成為未來涂料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，也將為聚醚的應(yīng)用帶來新的需求。

目前市場上可應(yīng)用于塑料制品的水性涂料品種和水性木器涂料類似主要使用水溶性涂料和乳膠涂料按樹脂分類主要有水性丙烯酸、水性單組分聚氨酯、水性雙組分聚氨酯等此外還包括水性光固化類型。這些品種主要應(yīng)用于ABS、PS、PC/ABS、PVC等極性塑料表面對于非極性的PE、PP等表面張力很小的塑料需做特定的前期表面處理或是將氯化聚烯烴樹脂通過外乳化或其他改性方法使其水性化。水性丙烯酸涂料用的丙烯酸樹脂主要是丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯與乙烯系單體如苯乙烯經(jīng)共聚而得到的熱塑性或熱固性丙烯酸系樹脂及其它具有活聯(lián)官能團(tuán)樹脂改性的丙烯酸樹脂。根據(jù)樹脂在水中的狀態(tài)分為水溶性、水乳性和乳膠型丙烯酸涂料。水性丙烯酸樹脂通過添加增稠劑、消泡劑、催干劑、防霉殺菌劑、緩蝕劑等助劑構(gòu)成涂料。

塑料用水溶性丙烯酸由于需水溶相對分子質(zhì)量不會太大否則水溶困難。因此它作為一種高分子材料使用多半制成熱固性。其成膜方式都是通過交聯(lián)化主要是通過外加交聯(lián)樹脂如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、氨基樹脂等來實(shí)現(xiàn)外交聯(lián)。另一種為丙烯酸乳膠漆按所用乳膠一般分為3類即全丙乳膠漆苯丙乳膠漆和乙丙乳膠漆以全丙乳膠漆性能最佳。水性丙烯酸酯涂料具有防腐、耐堿、耐光、耐候、成膜性好、保色性佳、無污染、施工性能良好、使用安全等特點(diǎn)并且可通過改變共聚單體、交聯(lián)劑種類及調(diào)節(jié)聚合物相對分子質(zhì)量等一系列措施改變涂料的各種性能。但該涂料也存在一些缺陷如易失光、透水性、吸水性較高、熱粘冷脆。人們研制水性丙烯酸酯復(fù)合乳液通過各組分間的優(yōu)勢互補(bǔ)來提高水性漆涂膜的整體性能如光澤、耐水性、附著力等。水性丙烯酸酯涂料更多地是通過采用其它樹脂或單體對其進(jìn)行改性。如:環(huán)氧樹脂改性水性丙烯酸酯樹脂、水性聚氨酯丙烯酸酯樹脂、含氟或含硅水性丙烯酸酯樹脂等。

水性雙組分聚氨酯相對于其他水性涂料性能卓越可滿足大多數(shù)塑料品種對涂層性能的要求是水性塑料涂料的主要品種之一。隨著對水性聚氨酯結(jié)構(gòu)、性能、成膜過程的反應(yīng)機(jī)理等進(jìn)一步研究結(jié)合新的水性多元醇聚合物的合成技術(shù)水性聚氨酯涂料將會變得施工方便、涂膜性能易于設(shè)計(jì)和優(yōu)化以滿足特殊用途。如依靠聚氨酯分子的可裁剪特性在其鏈上引入含氟、含硅聚合物鏈以賦予聚氨酯涂膜多功能性水性雙組分聚氨酯涂料亦可作為特殊軟感涂料其涂膜具有從橡膠到絲絨般觸感、良好的柔韌性、低溫彈性、耐溶劑性、耐化學(xué)品性、耐清潔劑擦洗性和良好的附著力可應(yīng)用于汽車內(nèi)部塑料儀器表面的涂裝。UV固化水性涂料一般由水性齊聚物、光引發(fā)劑、助劑和水組成。水性齊聚物的不飽和官能團(tuán)在光引發(fā)劑的作用下經(jīng)紫外光照射發(fā)生自由基聚合而固化。這種不飽和樹脂多以常見樹脂進(jìn)行不飽和官能化而得。按齊聚體的化學(xué)結(jié)構(gòu)及組成主要可以分為不飽和聚酯、聚氨酯丙烯酸酯PUA、聚丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯等4類。它們可以是水溶性的也可以是乳液或水溶膠。其中PUA涂料的綜合性能最好包括手感、柔韌性、較高的抗沖擊性和抗張強(qiáng)度是UV固化水性涂料中的研究熱點(diǎn)。目前在歐美等發(fā)達(dá)國家一些公司已推出了光固化水性涂料產(chǎn)品主要用作塑料清漆、罩光清漆、絲印油墨等。目前雖然塑料用涂料仍以溶劑型涂料為主但水性涂料的市場會隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格和本身技術(shù)的逐漸完善而不斷上升高性能與低VOC含量相結(jié)合的塑料用水性涂料具有廣闊的應(yīng)用前景。

6.結(jié)束語

塑料制品是國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域和人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俨牧?，是金屬、木材、皮革等非再生或緩慢再生性自然資源的良好替代材料，以質(zhì)輕、易加工、耐腐蝕、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)取勝。塑料涂料是涂料體系較復(fù)雜的一類，其配方因塑料底材的不同差別很大，掌握塑料涂料配方理論，解決涂料在塑料底材表面的潤濕和附著力問題是此類涂料的技術(shù)關(guān)鍵。隨著塑料加工與改性技術(shù)不斷提高，特別是在汽車塑料應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展，不同領(lǐng)域?qū)λ芰喜馁|(zhì)、表面裝飾及環(huán)保法規(guī)等要求日益增強(qiáng)，為促進(jìn)環(huán)保型塑料材料及塑料涂裝發(fā)展，這就要求各涂料廠家與涂裝技術(shù)人員共同研究不斷改進(jìn)，從而減少塑料涂裝對人體及環(huán)境公害；另外新工藝、新技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，對減少污染物排放和大氣污染的控制起到積極作用。