淺談塑料制品水性涂料的應(yīng)用

劉蕓

摘 要：與傳統(tǒng)材料相比，水性涂料安全性高、施工簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)途徑多，受到了科研人員的關(guān)注，將水性涂料應(yīng)用在塑料制品中可以有效提升塑料制品的表面性能。塑料水性涂料的類(lèi)型非常多樣，本文主要以普通水性涂料、UV固化水性涂料、雙組分水性聚氨酯涂料、抗靜電水性塑料涂料在塑料制品中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：塑料制品；水性涂料；應(yīng)用

在科技水平的發(fā)展下，塑料制品已經(jīng)在汽車(chē)、家電、電子通訊等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的重要內(nèi)容，但是，塑料本身的耐腐蝕性不佳，在成型后容易出現(xiàn)表面缺陷，因此，需要對(duì)塑料制品進(jìn)行再一次加工，水性材料就是常用的加工材料。

一、普通水性涂料在塑料制品中的應(yīng)用

要達(dá)到理想的效果，水性涂料的應(yīng)用必須要有良好的附著力，但是又不能過(guò)度的溶蝕材料表面。不同材料的性能與結(jié)構(gòu)不同，適宜的水性涂料類(lèi)型也有所差異，其中，PVC塑料與ABS塑料極性大，與多種水性涂料都具有親和性，常見(jiàn)的聚氨酯漆、醇酯改性丙烯酸漆、硝基漆等等；對(duì)于PE、PP等非極性塑料，可以選擇樹(shù)脂基料。一些材料在成型過(guò)程中，內(nèi)應(yīng)力較高，在選擇涂料時(shí)，需要考慮到涂料的氫鍵值與溶劑參數(shù)，在不影響附著力的條件下，盡量增加塑料與涂料基料溶劑的溶解度參數(shù)。

目前，普通水性材料的應(yīng)用是非常廣泛的，以常見(jiàn)的聚氨酯涂料為例，該種材料是目前水性涂料份額中占比最高的。聚氨酯涂膜的耐腐蝕性、耐磨性、硬度、彈性非常理想，在汽車(chē)領(lǐng)域有著廣泛的使用。根據(jù)用途、部位來(lái)看，汽車(chē)涂料可以分為電泳涂料、塑料件涂料、修補(bǔ)涂料幾種，目前，業(yè)界開(kāi)始將水性聚氨酯涂料應(yīng)用在汽車(chē)塑料件中，滿足了汽車(chē)的抗沖擊性能要求。此外，還可以利用PU制作罩光漆，有效改善了汽車(chē)的環(huán)保性能。

二、UV固化水性涂料在塑料制品中的應(yīng)用

關(guān)于UV固化水性涂料，最早可以追溯到上世紀(jì)80年代，這種涂料融合了水性涂料與傳統(tǒng)UV固化涂料的優(yōu)勢(shì)，可以利用傳統(tǒng)的流變助劑和增稠劑調(diào)節(jié)材料的流變性能與粘性，解決了臭味和刺激性味道的問(wèn)題，能夠避免采用活性稀釋劑的收縮問(wèn)題，改善了材料的附著力，降低了生產(chǎn)成本。目前，一些國(guó)家已經(jīng)研發(fā)出光固化水性涂料，主要應(yīng)用在罩光清漆、塑料清漆、絲印油墨等領(lǐng)域中。

UV固化水性涂料主要由光引發(fā)劑、水性低聚物組成，其中，水性低聚物有大量的不飽和官能團(tuán)，借助光引發(fā)劑，可以實(shí)現(xiàn)自由基聚合。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，可以將其分為聚氨酯丙烯酸酯、不飽和聚酯、聚丙烯酸酯，這些涂料都可以溶于水，其中，聚氨酯丙烯酸酯的性能是最為好的，柔韌度與手感也非常高，是目前研發(fā)的熱點(diǎn)。

三、雙組分水性聚氨酯涂料在塑料制品中的應(yīng)用

異氰酸酯固化劑是在上世紀(jì)90年代研發(fā)成功，有著硬度高、耐磨性能好、耐候性佳的優(yōu)勢(shì)，該種材料有-NCO與水反應(yīng)，在涂膜時(shí)容易出現(xiàn)氣泡，為了解決氣泡問(wèn)題，可以利用其與-OH與-NCO反應(yīng)速率的差異選擇固化劑與水性多元醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成雙組分水性聚氨酯，該種材料的硬度、光澤度、耐化學(xué)性能非常理想。為了得到質(zhì)量均勻的成品，雙組分水性聚氨酯涂料的應(yīng)用還需要滿足兩個(gè)條件：第一，多元醇需要具備一定的乳化能力，可以輕易將固化劑乳化，減小分散體粒徑，促進(jìn)這些物質(zhì)的擴(kuò)散與混合；第二，盡量減少固化劑的黏度，控制好有機(jī)溶劑用量。為了進(jìn)一步提升材料的性能，研究人員開(kāi)始針對(duì)雙組分水性聚氨酯涂料的合成工藝、助劑、優(yōu)化復(fù)合性能、交聯(lián)技術(shù)進(jìn)行研究，得到了環(huán)氧樹(shù)脂改性體系、納米材料復(fù)合體系等新的衍生物。

四、抗靜電水性塑料涂料在塑料制品中的應(yīng)用

塑料等非金屬制件表面受氣流及液體的摩擦或撞擊時(shí)很容易產(chǎn)生和積累靜電。靜電積累達(dá)到一定程度就會(huì)引起靜電放電，引起各種精密儀器、精密電子元器件擊穿而報(bào)廢，甚至引起易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大的惡性事故。另外，積累在塑料制品表面的靜電，由于吸塵嚴(yán)重而難于凈化，從而影響制品的外觀和在超凈環(huán)境（如手術(shù)室、計(jì)算機(jī)室、精密儀器等）中的應(yīng)用。而涂裝防靜電涂料就是可以避免靜電產(chǎn)生的一種措施。雖然有些合成樹(shù)脂如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等能導(dǎo)電，但其物理機(jī)械性能、溶劑溶解性、涂料施工性能均不能滿足要求。目前大多處于試驗(yàn)階段，尚未工業(yè)化。

近年來(lái)，涂料工業(yè)在朝著高固體分涂料、水性涂料的方向發(fā)展，水性涂料是其中的代表，將水性涂料應(yīng)用在塑料制品中可以有效提升塑料制品的表面性能。塑料水性涂料的類(lèi)型非常多樣，我國(guó)需要與世界實(shí)現(xiàn)接軌，在水性涂料無(wú)污染、低成本方面加強(qiáng)研發(fā)，不斷改善涂料的性能，滿足各類(lèi)塑料制品的施工要求。

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